專利名稱：一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種余熱回收系統，尤其是能回收燃氣/燃油鍋爐煙氣的顯熱和水蒸氣氣化潛熱且換熱器本體不會被弱酸性氣體腐蝕的余熱回收系統。
背景技術：
天然氣或燃料油中含有相當多的氫元素，燃燒產生的水蒸氣量很大，其中燃氣鍋爐煙氣中水蒸氣容積成分一般為15% _19%，燃油鍋爐產生的煙氣中水蒸氣容積成分為 10% -12%。燃氣鍋爐的排煙溫度一般在120-250°C，煙氣中有7% -15%的顯熱和11% 的潛熱未被利用便直接排放到大氣中，這不僅造成大量的能源浪費也加劇了環境的熱污染。為了充分利用能源，回收煙氣的物理熱能，往往通過降低排煙溫度的方法來進行煙氣的余熱回收，而當換熱器壁面溫度低于煙氣的露點溫度時，煙氣中的水蒸汽將被冷凝，該過程可回收大量的水蒸氣潛熱，與此同時，煙氣中含有的酸性氣體形成弱酸溶液，容易對換熱器壁面造成酸性腐蝕，因此為防止換熱器的腐蝕，鍋爐煙氣余熱一般在露點溫度之上便被排至大氣，即僅僅回收了一部分顯熱，潛熱基本未被有效回收利用，這是燃氣/燃油鍋爐煙氣余熱回收率低的根本原因。有些中國專利申請文件(如200420049576、200910048782、 200910238452,2009102617842,201010225079X)提及了鍋爐煙氣潛熱的回收，但未考慮弱酸性的冷凝水對換熱器本體的腐蝕，將嚴重影響換熱器的使用壽命，總體經濟效益不明顯。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，該系統能夠在對換熱器本體不造成腐蝕的情況下回收鍋爐煙氣的顯熱和大部分水蒸氣氣化潛熱。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，它包括一個換熱器本體和一個部分設置于換熱器本體內的溶液噴灑裝置，所述換熱器本體煙氣一側的一端與燃氣/燃油鍋爐的排煙口相連，另一端設有低溫煙氣排空口，換熱器本體另一側一端設有空氣或水進口，另一端為與熱用戶相連的加熱后的空氣或水出口。所述換熱器本體為重力熱管換熱器或振蕩流熱管換熱器；所述換熱器本體包括殼體和設置于殼體內的振蕩流熱管或重力熱管。所述溶液噴灑裝置設置在換熱器本體的煙氣一側，所述溶液噴灑裝置包括設置于換熱器本體外部的溶液泵和設置于換熱器本體內部的若干酸堿度傳感器，溶液泵通過溶液輸送管道與設置于換熱器本體內部的若干噴頭相連，所述酸堿度傳感器通過微電路與溶液泵相連。所述若干酸堿度傳感器設置于振蕩流或重力熱管外壁、換熱器本體煙氣側內壁和凝結水集水口處。所述若干噴頭設置于換熱器本體內部內壁上，且噴頭的朝向與振蕩流或重力熱管相對應。 所述換熱器本體煙氣一側的底部設有一疏水器，可及時排除換熱器內的冷凝水積水。 所述換熱器本體上的煙氣的進口、低溫煙氣排空口以及換熱器本體上空氣或水的進出口均設有壓力和溫度傳感器，可適度調整流量。所述換熱器本體上的低溫煙氣排空口處設有煙氣采集口，可定時采樣分析煙氣氣體成分。本發明在鍋爐排煙系統的尾部設置一熱管或振蕩流熱管換熱器，換熱器內工質將熱量由煙氣側傳輸至空氣/水側，用以加熱空氣等功用。熱管啟動溫度低，煙氣在60-70°C 時熱管仍能正常工作，因此可將煙氣溫度降至60°C以下，煙氣可釋放出大量的顯熱和水蒸氣氣化潛熱，水蒸氣凝結在熱管外壁或換熱器本體的內壁集結成弱酸性霧滴，弱酸性霧滴與來溶液噴灑裝置的堿性溶液混溶呈中性，流至煙氣側的集水系統通過疏水口排出。該過程最大限度的回收燃油/燃氣鍋爐的顯熱和水蒸氣氣化潛熱，并能減少高溫煙氣對大氣環境的污染，真正實現節能減排。本發明的工作過程為來自鍋爐的高溫煙氣進入換熱器煙氣側，高溫煙氣加熱熱管，熱管啟動將熱量傳輸至另一側加熱新空氣或水，煙氣側溫度降低至露點以下，此時水蒸氣凝結釋放出大量的氣化潛熱，可同時回收顯熱和大量的氣化潛熱；水蒸氣形成霧滴集結于熱管外壁，此時溶液泵工作由噴頭向熱管外壁面噴灑堿性溶液，控制溶液濃度與溶液量恰好與鍋爐煙氣凝結而成的弱酸溶液中和，形成中性液滴沿熱管流下，匯集后經疏水器排出作中水用或排至城市污水管網。熱管外壁、換熱器煙氣側內壁和凝結水集水口處均設有酸堿度傳感器，通過微電路傳輸反饋至溶液泵通過變頻方式調整溶液流量和揚程，當溶液呈弱酸性時，傳感器反饋溶液泵加大流量，反之調小流量，最終控制煙氣側的液膜內均呈中性或略堿性，對換熱器本體無腐蝕性，延長了換熱器使用壽命。本發明涉及的防腐冷凝式煙氣余熱回收系統，不需要煙氣的預脫硫處理、換熱器本體不需要特殊耐防腐材料，本系統簡單可靠，熱回收效率高，換熱器材質普通造價低，維護費用少，裝配簡單，操作方便。可有效地降低排煙溫度，降幅可達100°c以上。實現煙氣余熱冷凝回收之后，鍋爐的節氣率可達10%。本發明在防止換熱器本體被腐蝕的前提下，大量回收煙氣的潛熱，提高熱回收效率，本發明不僅可為新型換熱器設計提供技術支持，還有助于既有換熱器的改造工作。本發明的有益效果是1.該換熱器系統采用重力熱管或振蕩流熱管，啟動溫度低，可將鍋爐煙氣溫度降至60°C-70°C，可回收大量的顯熱和水蒸氣氣化潛熱，熱回收效率大大提高；2.該換熱器對材質無特殊要求，可使用普通碳鋼或不銹鋼制作，換熱器內表面也無需防腐處理，不懼腐蝕；3.系統造價低，不需要大型火力發電廠那種脫硫脫銷等大型裝置，造價極低；4.冷凝液呈中性，可排至城市污水系統，無污染；5.經余熱回收后的鍋爐煙氣中大部分弱酸性氣體已被吸收，而且溫度較低，排至大氣對環境無污染。6.該換熱器可加工制成模塊化，根據鍋爐裝機功率或煙氣量大小調整換熱器大小，靈活易操作，裝配拆分簡單，維護成本小。本發明的實施可以高效回收低溫煙氣中的熱量；有效解決了低溫腐蝕問題，使用壽命大大增加；很好的實現了節能減排降耗，
圖1是本發明結構示意圖；其中1.換熱器本體，2.熱管管束，3.酸堿度傳感器，4.噴頭，5.疏水器，6.溶液泵，7.低溫煙氣排空口，8.空氣或水進口，9.空氣或水出口。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1中，一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，它包括一個換熱器本體和一個部分設置于換熱器本體內的溶液噴灑裝置，所述換熱器本體煙氣一側的一端與燃氣/燃油鍋爐的排煙口相連，接收來自燃油/燃氣鍋爐的高溫煙氣；另一端設有低溫煙氣排空口 7，換熱器本體另一側一端設有空氣或水進口 8，另一端為與熱用戶相連的加熱后的空氣或水出口 9。熱管換熱器本體1和溶液噴灑裝置二者配合工作。其中換熱器本體1由殼體和熱管管束2 (振蕩流熱管或重力熱管)裝配而成，換熱器本體1為重力熱管換熱器或振蕩流熱管換熱器；換熱器本體1包括殼體和設置于殼體內的振蕩流熱管或重力熱管。溶液噴灑裝置在煙氣冷凝換熱時配合工作，中和水蒸氣凝結時產生的弱酸性溶液。所述溶液噴灑裝置設置在換熱器本體1的煙氣一側，所述溶液噴灑裝置包括設置于換熱器本體外部的溶液泵6和設置于換熱器本體1內部的若干酸堿度傳感器3，溶液泵6 通過溶液輸送管道與設置于換熱器本體1內部的若干噴頭4相連，所述酸堿度傳感器3通過微電路與溶液泵6相連。若干酸堿度傳感器3設置于振蕩流或重力熱管外壁、換熱器本體煙氣側內壁和凝結水集水口處。若干噴頭4設置于換熱器本體1內部內壁上，且噴頭4的朝向與振蕩流或重力熱管相對應。換熱器本體1煙氣一側的底部設有一疏水器5，可及時排除換熱器內的冷凝水積水。換熱器本體上的煙氣的進口、低溫煙氣排空口以及換熱器本體1上空氣或水的進出口均設有壓力和溫度傳感器，可適度調整流量。換熱器本體上的低溫煙氣排空口處設有煙氣采集口，可定時采樣分析煙氣氣體成分。本發明在鍋爐排煙系統的尾部設置一熱管或振蕩流熱管換熱器，換熱器內工質將熱量由煙氣側傳輸至空氣/水側，用以加熱空氣等功用。熱管啟動溫度低，煙氣在60-70°C 時熱管仍能正常工作，因此可將煙氣溫度降至60°C以下，煙氣可釋放出大量的顯熱和水蒸氣氣化潛熱，水蒸氣凝結在熱管外壁或換熱器本體的內壁集結成弱酸性霧滴，弱酸性霧滴與來溶液噴灑裝置的堿性溶液混溶呈中性，流至煙氣側的集水系統通過疏水口排出。該過程最大限度的回收燃油/燃氣鍋爐的顯熱和水蒸氣氣化潛熱，并能減少高溫煙氣對大氣環境的污染，真正實現節能減排。本發明的工作過程為來自鍋爐的高溫煙氣進入換熱器煙氣側，高溫煙氣加熱熱管，熱管啟動將熱量傳輸至另一側加熱新空氣或水，煙氣側溫度降低至露點以下，此時水蒸氣凝結釋放出大量的氣化潛熱，可同時回收顯熱和大量的氣化潛熱；水蒸氣形成霧滴集結于熱管外壁，此時溶液泵6工作由噴頭4向熱管外壁面噴灑堿性溶液，控制溶液濃度與溶液量恰好與鍋爐煙氣凝結而成的弱酸溶液中和，形成中性液滴沿熱管流下，匯集后經疏水器5 排出作中水用或排至城市污水管網。熱管外壁、換熱器煙氣側內壁和凝結水集水口處均設有酸堿度傳感器3，通過微電路傳輸反饋至溶液泵6通過變頻方式調整溶液流量和揚程，當溶液呈弱酸性時，傳感器反饋溶液泵加大流量，反之調小流量，最終控制煙氣側的液膜內均呈中性或略堿性，對換熱器本體無腐蝕性，延長了換熱器使用壽命。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明保護范圍內。
權利要求
1.一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是，它包括一個換熱器本體和一個部分設置于換熱器本體內的溶液噴灑裝置，所述換熱器本體煙氣一側的一端與燃氣/燃油鍋爐的排煙口相連，另一端設有低溫煙氣排空口，換熱器本體另一側一端設有空氣或水進口，另一端為與熱用戶相連的加熱后的空氣或水出口。
2.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述換熱器本體為重力熱管換熱器或振蕩流熱管換熱器；所述換熱器本體包括殼體和設置于殼體內的振蕩流熱管或重力熱管。
3.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述溶液噴灑裝置設置在換熱器本體的煙氣一側，所述溶液噴灑裝置包括設置于換熱器本體外部的溶液泵和設置于換熱器本體內部的若干酸堿度傳感器，溶液泵通過溶液輸送管道與設置于換熱器本體內部的若干噴頭相連，所述酸堿度傳感器通過微電路與溶液泵相連。
4.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述若干酸堿度傳感器設置于振蕩流或重力熱管外壁、換熱器本體煙氣側內壁和凝結水集水口處。
5.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述若干噴頭設置于換熱器本體內部內壁上，且噴頭的朝向與振蕩流或重力熱管相對應。
6.如權利要求1所述的冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是，所述換熱器本體煙氣一側的底部設有一疏水器。
7.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述換熱器本體上的煙氣進口、低溫煙氣排空口以及換熱器本體上的空氣或水的進出口均設有壓力和溫度傳感器。
8.如權利要求1所述的一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統，其特征是， 所述換熱器本體上的低溫煙氣排空口處設有煙氣采集口。 全文摘要
本發明公開了一種冷凝式防腐蝕燃氣/燃油鍋爐的余熱回收系統。它可以有效回收鍋爐煙氣的物理熱能，不僅回收大量的顯熱，還包含水蒸氣凝結釋放出的氣化潛熱。其結構為它包括一個普通的熱管換熱器本體和一個溶液噴灑裝置。熱管換熱器本體將熱量由煙氣側通過熱管的震蕩傳輸將熱量傳遞至另一側，用以加熱空氣或水，噴頭噴出的溶液均勻的散布在煙氣側的換熱管和換熱器內壁上，消除鍋爐煙氣中水蒸氣凝結形成的弱酸性溶液的腐蝕。
文檔編號F23J15/00GK102410550SQ201110366368
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月17日 優先權日2011年11月17日
發明者員冬玲, 李選友, 耿文廣, 馬曉旭, 高玲 申請人:山東天力干燥股份有限公司