本實(shí)用新型涉及鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冷凝蒸汽鍋爐。
背景技術(shù)：
鍋爐排煙溫度過(guò)高是造成鍋爐效率低的主要原因之一，一般燃?xì)忮仩t的排煙溫度約為120～140℃，鍋爐的排煙損失在6～7％左右。鍋爐燃料耗量增加，浪費(fèi)能源。
鍋爐排煙中的水蒸汽將帶走大量的汽化潛熱，大量的能源被浪費(fèi)。也造成鍋爐效率低，燃料耗量增加。天然氣和氧氣完全燃燒是時(shí)放出熱量值為39842千焦，其中經(jīng)常用于計(jì)算的為低位發(fā)熱值，其值為35906千焦，剩余的部分熱量為水的汽化潛熱，為3936千焦。此部分熱量隨著煙氣排入大氣，形成能源浪費(fèi)。
鍋爐排放煙氣NOx含量超高，是造成大氣污染的主要原因之一，近年來(lái)國(guó)家對(duì)大氣污染治理力度逐年增加，要求鍋爐煙氣NOx含量在控制在100mg/m3以下。
普通鍋爐換熱過(guò)程為，煙氣先對(duì)受壓金屬換熱，受壓金屬再對(duì)內(nèi)部的工質(zhì)換熱，造成鍋爐對(duì)流換熱系數(shù)過(guò)低，為達(dá)到換熱量不變，必須增加鍋爐受熱面積，造成鍋爐受壓部分鋼材耗量增加，鍋爐成本過(guò)高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型提供一種冷凝蒸汽鍋爐，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中鍋爐不環(huán)保節(jié)能、效率低的問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種冷凝蒸汽鍋爐，冷凝蒸汽鍋爐產(chǎn)生的煙氣與鍋爐給水直接接觸進(jìn)行熱交換。
其中，冷凝蒸汽鍋爐包括冷凝換熱器，冷凝換熱器的內(nèi)部設(shè)有淋水盤(pán)，淋水盤(pán)具有多個(gè)孔，給水穿越多個(gè)孔與煙氣進(jìn)行熱交換。
淋水盤(pán)為多個(gè)，且在豎直方向上間隔設(shè)置。
其中，相鄰的淋水盤(pán)其中一個(gè)一端與冷凝換熱器的左壁連接，另一端與冷凝換熱器的右壁不連接；相鄰的淋水盤(pán)另一個(gè)一端與冷凝換熱器的左壁不連接，另一端與冷凝換熱器的右壁連接。
冷凝換熱器可以根據(jù)具體情況做成任意形狀，內(nèi)部淋水盤(pán)也可以做成任意形狀，比如矩形、圓形、圓環(huán)形狀等，其傳熱原理不變。
其中，冷凝換熱器的上部設(shè)有給水入口和煙氣出口，冷凝換熱器的下部設(shè)有給水出口和煙氣入口，鍋爐給水通過(guò)重力由上往下進(jìn)入冷凝換熱器與由下往上的煙氣進(jìn)行直接接觸，煙氣出口連接有煙囪。
其中，冷凝蒸汽鍋爐還包括鼓風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器和燃燒器，空氣預(yù)熱器具有第一空氣口和第二空氣口，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)管道與第一空氣口連接，燃燒器通過(guò)管道與第二空氣口連接，鼓風(fēng)機(jī)吸收的空氣經(jīng)由第一空氣口傳至空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器將接收到的空氣加熱至預(yù)設(shè)溫度并通過(guò)第二空氣口傳至燃燒器。
其中，冷凝蒸汽鍋爐還包括鍋爐本體，鍋爐本體與燃燒器連接，鍋爐本體上設(shè)有用于當(dāng)作蒸汽空間的汽包結(jié)構(gòu)。
其中，空氣預(yù)熱器具有第三煙氣口和第四煙氣口，鍋爐本體通過(guò)管道與第三煙氣口連接，第四煙氣口通過(guò)煙道與換熱器煙氣進(jìn)口連接。
其中，冷凝蒸汽鍋爐還包括水泵，水泵一端與給水出口連接，另一端與鍋爐本體連接。
其中，燃燒器為全預(yù)混結(jié)構(gòu)表面燃燒器。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的冷凝蒸汽鍋爐將產(chǎn)生的煙氣與鍋爐給水直接接觸進(jìn)行熱交換。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的冷凝蒸汽鍋爐能夠提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，節(jié)約水資源。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，其中：
圖1是本實(shí)用新型冷凝蒸汽鍋爐一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
請(qǐng)參閱圖1，圖1是本實(shí)用新型冷凝蒸汽鍋爐一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例的冷凝蒸汽鍋爐產(chǎn)生的煙氣與鍋爐給水直接接觸進(jìn)行熱交換。具體而言，該冷凝蒸汽鍋爐包括鼓風(fēng)機(jī)11、空氣預(yù)熱器12、燃燒器13、鍋爐本體14、汽包結(jié)構(gòu)15、水泵16、冷凝換熱器17和煙囪18。
鼓風(fēng)機(jī)11用于輸送空氣至燃燒器13進(jìn)行燃燒。
空氣預(yù)熱器12用于對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)熱，并將預(yù)熱后的空氣傳輸至燃燒器13，以提高鍋爐的熱交換性能，降低能量消耗。在本實(shí)施例中，空氣預(yù)熱器12具有第一空氣口121、第二空氣口122、第三煙氣口123以及第四煙氣口124。第一空氣口121與鼓風(fēng)機(jī)11通過(guò)風(fēng)道連接，第二空氣口122與燃燒器13通過(guò)風(fēng)道連接，鼓風(fēng)機(jī)11吸收的空氣經(jīng)由第一空氣口121傳至空氣預(yù)熱器12，空氣預(yù)熱器12將接收到的空氣加熱至預(yù)設(shè)溫度并通過(guò)第二空氣口122傳至燃燒器13。
燃燒器13接收被空氣預(yù)熱器12加熱的空氣。為了節(jié)能環(huán)保，本實(shí)施例采用全預(yù)混結(jié)構(gòu)表面燃燒器13。全預(yù)混結(jié)構(gòu)表面燃燒器13能將鍋爐煙氣NOx含量在控制在30mg/m3以下，低于國(guó)家要求標(biāo)準(zhǔn)。
鍋爐本體14為鍋爐燃燒的場(chǎng)所以及工作的主要元件。在本實(shí)施例中，為了減輕鍋爐本體14的整體重量，在鍋爐本體14上設(shè)有用于當(dāng)作蒸汽空間的汽包結(jié)構(gòu)15。通過(guò)單獨(dú)設(shè)置汽包結(jié)構(gòu)15，在鍋爐本體14上不再需要蒸汽空間，從而減小了鍋爐本體14的整體尺寸，降低了鍋爐本體14的整體重量。經(jīng)實(shí)用新型人研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)該種設(shè)置，可將鍋爐本體14的筒身直徑減小200-400mm。鍋爐本體14通過(guò)煙道與第三煙氣口123連接。
水泵16用于為冷凝蒸汽鍋爐提供水源。在本實(shí)施例中，水泵16優(yōu)選為給水泵16，給水泵16能夠根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整自身的供水水量，給水泵16的一端與鍋爐本體14連接。
冷凝換熱器17為本實(shí)施例中冷凝蒸汽鍋爐產(chǎn)生的煙氣與鍋爐給水直接接觸進(jìn)行熱交換的場(chǎng)所。具體而言，冷凝換熱器17的內(nèi)部設(shè)有淋水盤(pán)171，淋水盤(pán)171具有多個(gè)孔，鍋爐給水穿越多個(gè)孔與煙氣進(jìn)行熱交換。優(yōu)選地，淋水盤(pán)171為多個(gè)，且在豎直方向上間隔設(shè)置。通過(guò)設(shè)置多個(gè)淋水盤(pán)171能在一定程度上減緩煙氣上升的速度，延長(zhǎng)氣水交換的時(shí)間。進(jìn)一步地，相鄰的淋水盤(pán)171其中一個(gè)一端與冷凝換熱器17的左壁172連接，另一端與冷凝換熱器17的右壁173不連接；相鄰的淋水盤(pán)另一個(gè)一端與冷凝換熱器17的左壁172不連接，另一端與冷凝換熱器17的右壁173連接。使得煙氣上升需要繞彎(煙氣曲線上升)，進(jìn)一步延長(zhǎng)了氣水交換的時(shí)間。在本實(shí)施例中，淋水盤(pán)171為篩狀多孔鋼板，鍋爐給水通過(guò)多個(gè)孔分散成多股細(xì)小的水流，水流呈柱狀或水滴狀，不會(huì)被煙氣帶走，熱交換效果好。
冷凝換熱器17的上部設(shè)有給水入口173和煙氣出口174，冷凝換熱器17的下部設(shè)有給水入口175和煙氣出口176，鍋爐給水在冷凝換熱器內(nèi)，通過(guò)重力由上往下與由下往上的煙氣進(jìn)行直接接觸，煙氣出口174連接有煙囪18。第四煙氣口124通過(guò)煙道與煙氣進(jìn)口175連接，水泵16一端與給水出口176連接。
以上介紹了冷凝蒸汽鍋爐的具體結(jié)構(gòu)，下面說(shuō)明該冷凝蒸汽鍋爐的工作過(guò)程。
常溫下的空氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)11收集并輸送至空氣預(yù)熱器12的第一空氣口121，空氣預(yù)熱器12將接收到的空氣加熱至預(yù)設(shè)溫度，并通過(guò)第二空氣口122傳輸至燃燒器13，燃燒器13將接收到的空氣在鍋爐本體14內(nèi)進(jìn)行燃燒，從而對(duì)鍋爐本體14內(nèi)的水進(jìn)行加熱，燃燒器13產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)第三煙氣口123傳入空氣預(yù)熱器12，在空氣預(yù)熱器12內(nèi)部進(jìn)行熱交換使得煙氣降溫，降溫后的煙氣通過(guò)煙道經(jīng)由煙氣進(jìn)口175從冷凝換熱器17的下部進(jìn)入，結(jié)合從冷凝換熱器17上部給水，在冷凝換熱器17內(nèi)部進(jìn)行直接接觸并熱轉(zhuǎn)換，鍋爐給水溫度增加，煙氣溫度降低，溫度降低后的煙氣經(jīng)由煙氣出口174通過(guò)煙囪18排出，溫度增加后的鍋爐給水通過(guò)出水口176流入至給水泵16，機(jī)水泵16根據(jù)需要將有一定溫度的鍋爐給水注入至鍋爐本體14進(jìn)行水循環(huán)，并且此時(shí)鍋爐給水具有一定溫度，可提高鍋爐的熱交換性能。
以上整個(gè)過(guò)程均可由程序自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
本實(shí)用新型實(shí)施例的冷凝蒸汽鍋爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、氣水直接換熱系數(shù)是普通鍋爐換熱系數(shù)的200倍，保證鍋爐受壓部分受熱面減少，而鍋爐的整體換熱量不變。
2、使用冷凝換熱器將鍋爐排煙溫度控制在40～50℃，煙氣中的水蒸汽全部冷凝成水，放出汽化潛熱，提高鍋爐效率，節(jié)約燃料，節(jié)約水資源。天然氣和氧氣完全燃燒是時(shí)放出熱量值為39842千焦，其中經(jīng)常用于計(jì)算的為低位發(fā)熱值，其值為35906千焦，剩余的部分熱量為水的汽化潛熱，為3936千焦。鍋爐完全冷凝后，吸收全部潛熱，與低位發(fā)熱值的比為3936/35960＝0.10962，約為9～11％。按常規(guī)燃?xì)忮仩t每蒸噸燃?xì)夂牧?5m3/h計(jì)算，鍋爐效率提高11％可節(jié)約燃?xì)?.25m3/h左右，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行，效益非常大。
3、氣水直接換熱，用鍋爐給水冷卻煙氣，同時(shí)水溫升高，氧的溶解度降低，析出氧氣，因此不用安裝除氧器，減少了業(yè)主的一次性投資。
4、低氮式燃燒器能將鍋爐煙氣NOx含量在控制在30mg/m3以下，低于國(guó)家要求標(biāo)準(zhǔn)。
5、常規(guī)鍋爐排煙溫度在120～140℃左右，鍋爐的排煙損失為6～7％左右，增加冷凝換熱器后，排煙溫度僅為50℃，鍋爐排煙損失僅為2％左右，鍋爐效率提高約4.5％，按常規(guī)燃?xì)忮仩t每蒸噸燃?xì)夂牧?5m3/h計(jì)算，鍋爐效率提高4.5％可節(jié)約燃?xì)?m3/h左右，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行，效益非常大。
6、常規(guī)燃?xì)夥抢淠腻仩t效率在92％左右，冷凝鍋爐則為92％+11％+4.5％＝107.5％，鍋爐效率高。
7、第二項(xiàng)和第五項(xiàng)兩項(xiàng)總計(jì)節(jié)約燃?xì)?2.25m3/h，每天按運(yùn)行10h計(jì)算，總計(jì)節(jié)約12.25m3/h*10h*2.4元/m3＝294元。也就是說(shuō)，一臺(tái)1蒸噸的鍋爐，一天運(yùn)行10小時(shí)，就可節(jié)約294元，一個(gè)月節(jié)約8820元，這是1噸鍋爐計(jì)算結(jié)果，如果鍋爐噸位增加，節(jié)約費(fèi)用也會(huì)按比例成倍增加。
8、淋水盤(pán)式冷凝換熱器是常壓設(shè)備，強(qiáng)度要求低于承壓部分，鋼板厚度小于承壓部件，鍋爐整體重量輕。
以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。