[發明專利]一種冷凝型蒸汽鍋爐節能供熱設備

有效

• 申請號: 201110235239.3
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102330966A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 盧海剛;任慧軍;劉朝堂;孫交成
• 申請（專利權）人: 安陽方快鍋爐有限公司
• 主分類號: F22D1/00
• 分類號: F22D1/00
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所 41116
• 代理人: 張智和

技術領域

本發明屬制熱設備技術領域。

背景技術

城市供暖鍋爐消耗大量一次能源,并排放大量的污染物。傳統上我國的供熱鍋爐主要以燃煤為主。隨著城市生活水平的提高,為了改善城市空氣質量,使用清潔能源已經成為一種趨勢。傳統的燃煤供熱鍋爐排煙溫度通常高于150?℃,蒸汽鍋爐甚至高于200?℃。采用天然氣之后,大多數熱水鍋爐排煙溫度在140～200?℃之間。這不僅耗費了大量的能源,而且提高了鍋爐的運行成本。

以天燃氣為燃料的鍋爐，排放的煙氣含有水蒸氣約15%?～19%（容積成份），是煙氣熱量的主要攜帶者。根據水蒸氣分壓系數可知煙氣中水露點一般在56?～?60?℃。我們通過用冷媒介質(如冷水、冷空氣等)?降低煙氣溫度至露點以下,同時回收煙氣的顯熱和潛熱。為了將蒸汽鍋爐排煙溫度降低到煙氣露點一下，就需要有更低溫度的水將煙氣冷卻。一般的做法是在普通鍋爐煙氣出口安裝一臺節能器，通過節能器將鍋爐排煙溫度降下來，同時加熱鍋爐給水，由于普通的蒸汽鍋爐排煙溫度都在230?～250℃左右，經過煙氣加熱的鍋爐給水從室溫（20℃）上升到70?～80℃，此時煙氣中的水蒸氣只有極少或不發生冷凝，冷凝式鍋爐效率提高十分有限，鍋爐的效率低于96%。

發明內容

本發明的目的不僅是更有效地解決蒸汽鍋爐低溫水的獲得，取得煙氣的30～40%左右的汽化潛熱，而且通過PLC控制和變頻控制技術的應用，進一步降低系統的耗電量，使其具有綜合節能效果。

本發明的技術方案是：

本發明由鍋爐本體、節能器、冷凝器、組合式保溫水箱和PLC控制系統組成，其中組合式保溫水箱由冷水側和熱水側組成，冷凝器分別與組合式保溫水箱的冷水側和熱水側相連，節能器分別與組合式保溫水箱的熱水側和鍋筒相連，鍋爐內設有水位傳感器并連接到PLC控制系統，PLC控制系統同時還連接燃燒器、組合式保溫水箱的冷水側和熱水側、變頻控制給水系統、補水電磁閥、循環水泵以及鍋爐尾部氧含量傳感器；

本發明的設備控制步驟包括：

1、當節能器前的排煙溫度為250℃左右時，通過節能器后排煙溫度控制到150～160℃，鍋爐給水從60℃上升到90℃以上；

2、冷凝器的循環水泵與鍋爐燃燒器進行聯動控制，當燃燒器不工作時，處于停止狀態；

3、對鍋爐本體水位進行連續監測，PLC控制系統控制變頻控制給水系統中的鍋爐給水泵，進行連續給水控制；

4、冷凝器的循環水泵抽取組合保溫水箱冷水側的水冷卻冷凝器，吸收熱量加熱后的水進入組合保溫水箱的熱水側；

5、冷凝器在微壓或常壓狀態下運行；

6、鍋爐尾部氧含量傳感器隨時監測排煙處未完全燃燒氧氣的含量，并根據氧氣含量通過變頻的方式調節風機頻率，達到燃料量與風量的合理匹配。

本發明的有益效果：本發明不僅有效地解決了蒸汽鍋爐低溫水的獲得，可以獲得煙氣的30～40%左右的汽化潛熱，而且通過PLC控制和變頻控制技術的應用，進一步降低了系統的耗電量，具有綜合的節能效果，按照低位發熱量計算鍋爐的效率可以達到100%～104%。

附圖說明

附圖1是本發明結構示意圖。

具體實施方式

本發明的工質流程和煙氣流程說明：

工質流程：

1、變頻控制給水系統12中的循環水泵從組合式保溫水箱6的熱水側7抽取高溫熱水，由節能器2上部進入翅片管與由對流管束出來的熱煙氣進行換熱后，由節能器2下部流出，隨后進行鍋爐本體1的爐筒內。

2、本發明的軟水箱為組合式保溫水箱6，由冷水側8和熱水側7組成，經過處理的軟水補進冷水側8，冷凝器3的循環水泵10抽取冷水側8的水冷卻冷凝器3，吸收熱量加熱后的水進入組合式保溫水箱6的熱水側7，這樣可以保證始終供給冷凝器3的水是低溫水，與熱煙氣進行換熱后，由冷凝器3前端出來回到組合式保溫水箱6的高溫側7，完成了尾部煙氣冷凝器換熱。為了保證組合式保溫水箱6水位在合理范圍內，鍋爐內設有水位傳感器4，由PLC控制系統11進行控制。

煙氣流程：

燃料由安裝在爐膛前端的燃燒器5點燃，在爐膛內充分燃燒后形成的熱煙氣經設在爐膛底部的回燃室進入進入節能器2，并圍繞節能器2內的螺旋翅片管向上流動，順著節能器2上部的煙道折轉進入冷凝器3，然后圍繞冷凝器3內的螺旋翅片管向后流動，最終進入煙囪排入大氣。

由于鍋爐本體1出口煙氣溫度較高，約為250～290℃，煙氣進入節能器2與從組合式保溫水箱6的熱水側7來水進行換熱，進入節能器2的高溫水溫度為55～65℃，節能器2出口水溫約為85～100℃，節能器2出口煙溫為150～170℃，高溫煙氣和水在節能器2內呈逆向流動，從而可以獲得較高的傳熱溫壓，平均溫壓約為125～160℃，從而可以獲得較高的換熱效率。