熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，包括：設(shè)有爐膛的爐體、布置于爐膛內(nèi)用于加熱導(dǎo)熱油的換熱盤管、設(shè)置在爐體的上端壁上用于將天然氣和助燃空氣噴射到爐膛內(nèi)燃燒放熱的噴嘴、一端連接于爐體的煙氣出口而另一端連接于煙囪的煙氣管道。其中，該系統(tǒng)進一步在煙氣管道中依次設(shè)置第一換熱器和第二換熱器，來自空氣源的空氣流經(jīng)第一換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至噴嘴的助燃空氣入口，來自天然氣源的天然氣流經(jīng)第二換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至噴嘴的天然氣入口。該系統(tǒng)采用雙預(yù)熱模式既提高了煙氣余熱利用率又提高了天然氣燃燒效率。
【專利說明】熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐余熱利用系統(tǒng)，特別涉及一種導(dǎo)熱油鍋爐余熱利用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]面對日益嚴峻的環(huán)境問題和能源危機，全世界都在大力提倡節(jié)能減排，尤其是對于耗能和污染都較嚴重的工業(yè)窯爐相關(guān)產(chǎn)業(yè)，如何進行節(jié)能減排改造，已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員在設(shè)計該類設(shè)備時必須要考慮的因素。
[0003]以導(dǎo)熱油鍋爐(熱載體爐)為例，其煙氣出口處的煙氣溫度通常會達到350攝氏度左右。如果將這些高溫?zé)煔庵苯优欧诺江h(huán)境中，不但會造成能源浪費還會對環(huán)境造成一定程度的破壞。
[0004]如中國專利200420027889.4號公開的一種帶蒸汽發(fā)生器的有機熱載體爐尾氣余熱回收裝置，其包括與爐體連接的煙道和裝在煙道中的空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱器引風(fēng)機，與煙道出口端連接的煙囪，在爐體與空氣預(yù)熱器之間的前段煙道上安裝由殼體、汽包、管板、傳熱管組成的蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器的傳熱管中密封有傳熱工質(zhì)，傳熱管下部位于殼體中，上部通過管板伸入汽包中，蒸汽發(fā)生器的殼體裝在煙道中。排出有機熱載體爐的高溫?zé)煔庀冉?jīng)蒸汽發(fā)生器回收余熱，再經(jīng)空氣預(yù)熱器進一步回收余熱。然而，該余熱回收裝置未揭示或建議如何利用煙氣余熱對燃料預(yù)熱。
[0005]又如中國專利201120203096.3號公開的一種熱載體爐熱量循環(huán)利用裝置，它包括導(dǎo)熱油鍋爐、油泵和反應(yīng)釜，所述導(dǎo)熱油鍋爐的煙道上設(shè)置有換熱器，所述換熱器的液體進口與油泵的出口相連，所述換熱器的液體出口與導(dǎo)熱油鍋爐的導(dǎo)熱油入口相連，所述導(dǎo)熱油鍋爐的導(dǎo)熱油出口與反應(yīng)釜加熱裝置相連。該熱載體爐熱量循環(huán)利用裝置利用煙氣余熱對導(dǎo)熱油進行預(yù)熱，導(dǎo)熱油預(yù)熱后再進入導(dǎo)熱油鍋爐加熱。然而，該熱量循環(huán)利用裝置未揭示或建議如何利用煙氣余熱對燃料和空氣進行預(yù)熱。
[0006]再如中國專利申請201110199088.0號公開的一種燃油燃氣有機熱載體爐，具有筒體和盤管，所述筒體是橫截面為方形的箱體，所述盤管是由若干直線狀單體管連接而成且整體橫截面為方形的方箱形盤管，該燃油燃氣有機熱載體爐的燃燒室輻射段采用方箱形盤管結(jié)構(gòu)，通過彎制鋼管焊接組裝而成，而且對流段采用若干段蛇形對流管結(jié)構(gòu)，并將空氣預(yù)熱器集成于鍋爐本體內(nèi)部。然而，該余熱回收裝置未揭示或建議如何利用煙氣余熱對燃料預(yù)熱。
[0007]因此，提供一種能夠充分利用煙氣余熱、提高燃燒效率的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)成為業(yè)內(nèi)急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的是提供一種熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用雙預(yù)熱模式，既提高了煙氣余熱利用率又提高了天然氣燃燒效率。
[0009]根據(jù)本實用新型的方案，提供一種熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其包括:設(shè)有爐膛的爐體、布置于爐膛內(nèi)用于加熱導(dǎo)熱油的換熱盤管、設(shè)置在爐體的上端壁上用于將天然氣和助燃空氣噴射到爐膛內(nèi)燃燒放熱的噴嘴、一端連接于爐體的煙氣出口而另一端連接于煙囪的煙氣管道。其中，該系統(tǒng)進一步在煙氣管道中依次設(shè)置第一換熱器和第二換熱器，來自空氣源的空氣流經(jīng)第一換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至噴嘴的助燃空氣入口，來自天然氣源的天然氣流經(jīng)第二換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至噴嘴的天然氣入口。
[0010]可選擇地，第一換熱器可以包括外殼、將外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和空氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在中隔板中的若干熱管，其中，若干熱管的蒸發(fā)端延伸于煙氣流路中，若干熱管的冷凝端延伸于空氣流路中。
[0011]可選擇地，第二換熱器可以包括外殼、將外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和天然氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在中隔板中的若干熱管，其中，若干熱管的蒸發(fā)端延伸于煙氣流路中，若干熱管的冷凝端延伸于天然氣流路中。
[0012]可選擇地，第一換熱器或第二換熱器可以為表面式換熱器。所謂表面式換熱器是指溫度不同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動，通過壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對流，兩種流體之間進行換熱。
[0013]優(yōu)選地，換熱盤管可以在爐膛內(nèi)布置成包括內(nèi)套筒和外套筒的雙套筒狀，內(nèi)套筒的頂端連接于爐體的上端壁，內(nèi)套筒的底端與爐體的下端壁間隔開，外套筒的頂端與爐體的上端壁間隔開，外套筒的底端連接于爐體的下端壁。從而，爐膛內(nèi)的煙氣由內(nèi)套筒的中央?yún)^(qū)域流入內(nèi)套筒與外套筒之間的區(qū)域，再流入外套筒與爐體內(nèi)壁之間的區(qū)域，最后通過設(shè)置于爐體底部的煙氣出口流入煙氣管道。
[0014]可選擇地，噴嘴包括天然氣入口以及助燃空氣入口，天然氣入口設(shè)置于噴嘴的頂壁，助燃空氣入口設(shè)置于噴嘴的側(cè)壁。
[0015]優(yōu)選地，助燃空氣入口可以沿著切向設(shè)置于噴嘴的側(cè)壁，以使助燃空氣和天然氣的混合物以旋流方式噴射至爐膛內(nèi)。
[0016]可選擇地，爐體可以為立式的圓筒狀。
[0017]可選擇地，爐體的煙氣出口可以設(shè)置于圓筒狀側(cè)壁的底部。
[0018]其中，來自空氣源(比如風(fēng)機或進氣管道)的20攝氏度左右的室溫空氣，經(jīng)第一換熱器預(yù)熱后溫度上升為250?280攝氏度，優(yōu)選地為260攝氏度左右。
[0019]其中，來自天然氣源(比如燃氣罐或者燃氣管道)的20攝氏度左右的室溫天然氣，經(jīng)第二換熱器預(yù)熱后溫度上升為100?150攝氏度，優(yōu)選地為120攝氏度左右。
[0020]其中，爐體底部的煙氣出口處的煙氣溫度一般為300?400攝氏度，比如350攝氏度左右。經(jīng)過第一換熱器后的煙氣溫度為130?170攝氏度，比如150攝氏度左右。經(jīng)過第二換熱器后的煙氣溫度為100?130攝氏度，比如120攝氏度左右。
[0021]可選擇地，第一 /第二換熱器的熱管內(nèi)的工質(zhì)可以選擇液態(tài)鈉、鉀、萘、水或氨等工質(zhì)。優(yōu)選地，第一換熱器的熱管內(nèi)的工質(zhì)為萘，第二換熱器的熱管內(nèi)的工質(zhì)為水。
[0022]本實用新型的有益效果是:(I)、采用第一換熱器和第二換熱器對空氣和天然氣進行雙預(yù)熱，充分提高了熱載體爐的燃料燃燒效率；(2)、采用第一換熱器和第二換熱器進行二級換熱，充分提高了熱載體爐的煙氣余熱回收率；(3)、換熱盤管在爐膛內(nèi)布置成雙套筒狀，充分提高了熱載體爐的導(dǎo)熱油換熱效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1示出了本實用新型熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)的示意圖。

【具體實施方式】
[0024]請參照圖1，根據(jù)本實用新型的一種實施方式，熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)包括:爐體100、換熱盤管200、噴嘴300、煙氣管道400、第一換熱器500、第二換熱器600以及煙囪700。
[0025]其中，爐體100內(nèi)設(shè)有爐膛120。換熱盤管200布置于爐膛120內(nèi)用于將導(dǎo)熱油送入爐膛內(nèi)加熱。噴嘴300設(shè)置在爐體100的上端壁上用于將天然氣和助燃空氣噴射到爐膛內(nèi)燃燒放熱。煙氣管道400 —端連接于爐體100的煙氣出口 140而另一端連接于煙囪700。
[0026]其中，第一換熱器500及第二換熱器600間隔布置在煙氣管道400中，且位于爐體100的煙氣出口 140與煙囪700之間。第一換熱器500包括煙氣入口 501、煙氣出口 502、空氣入口 503和空氣出口 504。來自空氣源的空氣通過空氣入口 503進入第一換熱器500內(nèi)與通過煙氣入口 501進入第一換熱器500內(nèi)的高溫?zé)煔鈸Q熱，被預(yù)熱的空氣通過空氣出口504輸送至噴嘴300的助燃空氣入口 301，經(jīng)過一級換熱的煙氣通過煙氣出口 502流向第二換熱器600。第二換熱器600包括煙氣入口 601、煙氣出口 602、天然氣入口 603和天然氣出口 604。來自天然氣源的天然氣通過天然氣入口 603進入第二換熱器600內(nèi)與通過煙氣入口 601進入第二換熱器600內(nèi)的煙氣換熱，被預(yù)熱的天然氣通過天然氣出口 604輸送至噴嘴300的天然氣入口 302，經(jīng)過二級換熱的煙氣通過煙氣出口 602流向煙囪700。
[0027]作為一種非限制性實施方式,第一換熱器500包括外殼、將外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和空氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在中隔板中的若干熱管，其中，若干熱管的蒸發(fā)端延伸于煙氣流路中，若干熱管的冷凝端延伸于空氣流路中。同樣，第二換熱器600包括外殼、將外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和天然氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在中隔板中的若干熱管，其中，若干熱管的蒸發(fā)端延伸于煙氣流路中，若干熱管的冷凝端延伸于天然氣流路中。
[0028]作為另一種非限制性實施方式，換熱盤管200在爐膛內(nèi)布置成包括內(nèi)套筒210和外套筒220的雙套筒狀。內(nèi)套筒210的頂端連接于爐體的上端壁，內(nèi)套筒210的底端與爐體的下端壁間隔開。外套筒220的頂端與爐體的上端壁間隔開，外套筒220的底端連接于爐體的下端壁。從而，爐膛120內(nèi)的煙氣由內(nèi)套筒210的中央?yún)^(qū)域流入內(nèi)套筒210與外套筒220之間的區(qū)域，再流入外套筒220與爐體100內(nèi)壁之間的區(qū)域，最后通過設(shè)置于爐體底部的煙氣出口 140流入煙氣管道400。
[0029]根據(jù)本實用新型的節(jié)能系統(tǒng)，爐體底部的煙氣出口 140處的煙氣溫度一般為350攝氏度左右。經(jīng)過第一換熱器后的煙氣溫度為150攝氏度左右。經(jīng)過第二換熱器后的煙氣溫度為120攝氏度左右。來自空氣源(比如風(fēng)機)的20攝氏度左右的室溫空氣，經(jīng)第一換熱器預(yù)熱后溫度上升為260攝氏度左右。來自天然氣源(比如燃氣管道)的20攝氏度左右的室溫天然氣，經(jīng)第二換熱器預(yù)熱后溫度上升為120攝氏度左右。從而，該系統(tǒng)在節(jié)能利用了煙氣余熱的同時，充分提高了燃燒效率。
[0030]盡管在此已詳細描述本實用新型的優(yōu)選實施方式，但要理解的是本實用新型并不局限于這里詳細描述和示出的具體結(jié)構(gòu)，在不偏離本實用新型的實質(zhì)和范圍的情況下可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員實現(xiàn)其它的變型和變體。例如，第一或第二換熱器采用諸如表面換熱器之類的其它類型換熱器，或者，換熱盤管在爐膛內(nèi)布置成三層或更多層套筒狀。此外，系統(tǒng)各處的溫度或壓力等參數(shù)可以根據(jù)具體使用條件在本實用新型所公開的范圍內(nèi)適當(dāng)選取。
【權(quán)利要求】
1.一種熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，包括:設(shè)有爐膛的爐體、布置于所述爐膛內(nèi)用于加熱導(dǎo)熱油的換熱盤管、設(shè)置在所述爐體的上端壁上用于將天然氣和助燃空氣噴射到所述爐膛內(nèi)燃燒放熱的噴嘴、一端連接于所述爐體的煙氣出口而另一端連接于煙囪的煙氣管道，其特征在于:進一步在所述煙氣管道中依次設(shè)置第一換熱器和第二換熱器，來自空氣源的空氣流經(jīng)所述第一換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至所述噴嘴的助燃空氣入口，來自天然氣源的天然氣流經(jīng)所述第二換熱器被預(yù)熱后通過管線輸送至所述噴嘴的天然氣入口。
2.如權(quán)利要求1所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器包括外殼、將所述外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和空氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在所述中隔板中的若干熱管，其中，所述若干熱管的蒸發(fā)端延伸于所述煙氣流路中，所述若干熱管的冷凝端延伸于所述空氣流路中。
3.如權(quán)利要求1所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第二換熱器包括外殼、將所述外殼內(nèi)部空間分隔為逆向平行的煙氣流路和天然氣流路的中隔板、以及穿設(shè)在所述中隔板中的若干熱管，其中，所述若干熱管的蒸發(fā)端延伸于所述煙氣流路中，所述若干熱管的冷凝端延伸于所述天然氣流路中。
4.如權(quán)利要求1所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一換熱器或第二換熱器為表面式換熱器。
5.如權(quán)利要求1所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱盤管在所述爐膛內(nèi)布置成包括內(nèi)套筒和外套筒的雙套筒狀，所述內(nèi)套筒的頂端連接于所述爐體的上端壁，所述內(nèi)套筒的底端與所述爐體的下端壁間隔開，所述外套筒的頂端與所述爐體的上端壁間隔開，所述外套筒的底端連接于所述爐體的下端壁。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴包括天然氣入口以及助燃空氣入口，所述天然氣入口設(shè)置于所述噴嘴的頂壁，所述助燃空氣入口設(shè)置于所述噴嘴的側(cè)壁。
7.如權(quán)利要求6所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述助燃空氣入口沿著切向設(shè)置于所述噴嘴的側(cè)壁。
8.如權(quán)利要求7所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述爐體為立式。
9.如權(quán)利要求8所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述爐體為圓筒狀。
10.如權(quán)利要求9所述的熱載體爐雙預(yù)熱余熱節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述爐體的煙氣出口設(shè)置于側(cè)壁的底部。
【文檔編號】F23D14/66GK204176674SQ201420562701
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】劉效洲, 蘇曉鍵, 李瑞宇 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)