[實用新型]一種鍋爐煙氣余熱深度回收裝置

有效

• 申請號: 201720063536.7
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206496364U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王靜貽;付林;趙璽靈;張世鋼;華靖
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,劉美麗

技術領域

本實用新型涉及一種鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，特別是關于一種用于鍋爐煙氣余熱回收、減少氮氧化物排放的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，屬于能源技術領域。

背景技術

天然氣、油、生物質等燃料含有大量氫元素，鍋爐燃燒產生大量水蒸氣，如1m³天然氣燃燒會產生1.55kg水蒸氣，潛熱量約為3600kJ，占天然氣低位發熱量的10％，但這部分熱量往往隨著煙氣直接排到大氣中，造成煙氣余熱的浪費。因此，若能將煙氣溫度降到露點以下并回收該部分潛熱，對節省燃料消耗有重要作用，另一方面，鍋爐燃燒產生的煙氣中含有大量氮氧化物NO_x，會造成空氣污染，所以，采取有效措施減少鍋爐煙氣的NO_x排放對社會的可持續發展有十分重要的意義。利用熱網回水回收煙氣余熱是現有的一項成熟技術，但熱網回水溫度較高，無法深度回收煙氣余熱。空氣預熱器是另一項廣泛應用的技術，利用低溫環境空氣通過間壁式換熱器與煙氣換熱，但由于空氣側只有顯熱變化，煙氣側會有潛熱變化，二者比熱容不匹配，也無法深度回收煙氣余熱。這兩種方法僅可使鍋爐熱效率提高3～5％，仍有大量煙氣余熱被浪費。

現有技術公開了一種回收利用燃氣、燃油鍋爐煙氣中水蒸氣潛熱的供熱裝置，包括鍋爐、冷凝熱交換器、供熱管和吸收式熱泵，利用吸收式熱泵制得冷水回收煙氣余熱，但間壁式冷凝熱交換器金屬換熱面大，易被煙氣冷凝水腐蝕。為對上述供熱裝置進行改進，現有技術公開了一種利用吸收式熱泵回收煙氣余熱的集中供熱系統，用煙氣-水直接接觸式換熱器取代間壁式冷凝熱交換器，解決了金屬換熱面腐蝕問題；現有技術公開了一種利用壓縮式熱泵實現鍋爐余熱深度回收的供熱系統，通過三級換熱逐級降低鍋爐排煙溫度，第一級間壁式換熱器對高溫煙氣進行降溫，避開煙氣露點區域，第二級間壁式換熱器采用樹脂材料或熱管，第三級換熱器采用直接式與間壁式組合，從而實現煙氣深度回收并解決金屬換熱面腐蝕問題，然而這兩種方法都基于熱泵設備，裝置結構復雜、設備體積龐大且成本較高。現有技術公開了一種冷凝鍋爐煙氣余熱回收裝置，在冷凝鍋爐煙氣出口設置煙氣填料換熱塔與空氣填料換熱塔，鍋爐煙氣進入煙氣填料換熱塔降溫減濕排出，空氣經過空氣填料換熱塔升溫加濕后進入燃燒器助燃，煙氣填料換熱塔的熱水進入空氣填料換熱塔與空氣換熱后，返回煙氣干燥器與煙氣換熱，空氣加濕能提高鍋爐煙氣的露點，同時能降低燃燒溫度，減少NO_x的形成，但是由于水蒸氣的溫度與對應的飽和蒸汽壓非線性的物性，無法使空氣溫度和濕度顯著提高，且排煙溫度降低有限。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠顯著提高空氣溫度和濕度以及能夠顯著降低排煙溫度的鍋爐煙氣余熱深度回收裝置。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種鍋爐煙氣余熱深度回收裝置，其特征在于，該裝置包括一鍋爐、一汽水換熱器、一水-水換熱器和N級煙氣-空氣全熱換熱單元，每級所述煙氣-空氣全熱換熱單元均包括一煙氣-水換熱器和一空氣-水換熱器，其中，N≥2；所述鍋爐煙氣出口連接所述汽水換熱器煙氣進口，所述汽水換熱器煙氣出口連接第一級所述煙氣-水換熱器煙氣進口，第一級所述煙氣-水換熱器煙氣出口連接第二級所述煙氣-水換熱器煙氣進口，以此類推，第N-1級所述煙氣-水換熱器煙氣出口連接第N級所述煙氣-水換熱器煙氣進口；第N級所述空氣-水換熱器空氣出口連接第N-1級所述空氣-水換熱器空氣進口，以此類推，第二級所述空氣-水換熱器空氣出口連接第一級所述空氣-水換熱器空氣進口，第一級所述空氣-水換熱器空氣出口連接所述鍋爐空氣進口；所述汽水換熱器的一出水口用于向外溢流，所述汽水換熱器的另一出水口連接所述水-水換熱器進水口，所述水-水換熱器的一出水口連接所述汽水換熱器進水口，所述水-水換熱器的另一出水口連接所述鍋爐的進水口，所述鍋爐的出水口經熱網連接所述水-水換熱器回水進口；每級所述煙氣-水換熱器的一出水口均用于向外溢流，每級所述煙氣-水換熱器的另一出水口均連接相應所述空氣-水換熱器的進水口，每級所述空氣-水換熱器的出水口均連接相應所述煙氣-水換熱器的進水口。

優選地，N級所述煙氣-空氣全熱換熱單元采用每級所述煙氣-空氣全熱換熱單元的煙氣-水換熱器底部通過孔板固定連接相應所述空氣-水換熱器頂部，且每級所述空氣-水換熱器出水口連接相應所述煙氣-水換熱器入水口構成一體的結構。