[实用新型]烟管式烟气冷凝热能回收装置

说明书

本实用新型涉及热工设备，具体涉及燃油燃气锅炉用烟气热能回收装置。

目前，燃油燃气锅炉的排烟温度较高，一般在150℃以上，特别是蒸汽锅炉，许多超过200℃。烟气携带大量物理显热未加利用。更重要的是，由于油和燃气中含有大量H元素，燃烧产生大量水蒸汽，使得烟气携带大量汽化潜热，燃料的低位发热量与高位发热量相差较大，以天然气为例，二者相差10％左右。因而高温烟气排放将极大地浪费宝贵的清洁能源，同时增加污染物排放。为解决此类问题，提出烟气热能回收技术，即在锅炉的烟道中安装换热器，利用高温烟气加热锅炉给水或空气，降低排烟温度，提高锅炉热效率。目前在燃煤锅炉中已广泛采用此类设备。但是，由于燃油燃气锅炉的燃料特点以及锅炉的正压运行(无引风设备)，烟道的允许压降较小，导致燃煤锅炉的尾部受热面不能应用于燃油燃气锅炉。燃煤锅炉用省煤器主要是铸铁和钢管两类，被加热水在管内流动，而烟气在管外流动，由于两侧对流换热强度相差较大，管外需要增加翅片，导致烟气侧流动阻力较大。此外，由于燃油燃气锅炉烟气中水蒸气含量较高(容积成份可达18-20％)，烟气露点温度较低，一般在60℃以下。因而当热能回收装置中水温低于烟气露点温度时，将有冷凝现象，冷凝液呈微酸性(pH=4-5)，对换热设备有明显的腐蚀作用，燃油锅炉由于燃料含硫，状况更加严重。目前出现的燃油燃气锅炉用烟气热能回收装置基本是燃煤锅炉类型的省煤器形式，烟气侧采用不锈钢。但是存在以下缺点：烟道阻力增加较大，一般需要增加较大的风机，容易影响燃烧器工作性能；烟气在管外，为避免腐蚀，需要耐腐蚀材料较多，成本较高。

本实用新型的目的是提供一种能有效降低燃油燃气锅炉排烟温度，实现烟气冷凝，回收热能，提高锅炉热效率，同时避免烟道阻力增加较大的烟管式热能回收装置。

下面结合附图描述本实用新型。

图1给出了烟管式烟气冷凝热能回收装置的本体示意图。图2给出了安装系统图。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：包括热能回收装置本体、冷凝液导出、烟气加湿和烟气增温四部分。其特点是：热能回收装置本体1采用管壳式结构，管程3为单程，壳程设有板有3-5个折流板4，壳程与管程由上下管板5分离，管程3上下端部采用变径端头2与烟道6和7相连，壳程的进出口8和9分别与给水管和锅炉进水管相连。此外，壳程安装安全阀10。管程烟管采用耐腐蚀材料，天然气锅炉采用不锈钢管φ8-10mm，燃油锅炉也可采用聚四氟乙烯管φ8-16mm。壳程和管板均采用普通碳钢。热能回收装置本体1壳程是承压容器，采用钢管耐压超过计划1.3Mpa，采用聚四氟乙烯管，耐压超过0.4Mpa。烟气在管内自上而下流动，水在壳程与烟管呈交叉流动。热能回收装置本体1的下端与一弯头相接，弯头的下部安装一除雾器11和冷凝液导出管14，11和14与锅炉排污管一样通向排水沟。为增加烟气湿度，在装置的入口端布置喷雾器，采用锅炉排污水增湿。为避免烟气温度较低，不利于排放，锅炉烟气a由旁通闸板3分为两部分，较大部分锅炉烟气b进入热能回收装置，较少部分锅炉烟气c不进入热能回收装置，而与热能回收装置的出口相连，与低温烟气混合为混合烟气d，实现烟气增温，有利于排放。若燃烧器背压较小时，在烟道末端布置一轴流风机12，用以克服热能回收装置产生的阻力。

本实用新型的原理是利用低温水冷却烟气，使其含有的水蒸汽冷凝，放出汽化潜热。当具有一定温度的烟气由装置的上端进入本体1，通过变径端头2均匀进入垂直烟管流动。产生的冷凝液由下部导出管14引出装置。烟气与未冷却部分混合排出。冷水由壳程下部进口8进入壳程，由折流板4导向冲刷烟管外侧，在上部出口9引出，引入锅炉。若烟气温度较高或烟气湿度较低(燃油锅炉)时，对烟气采用锅炉排污水增湿(碱性)，降低烟气温度和提高烟气的相对湿度，便于冷凝换热，同时，降低冷凝液的酸度。通过调整烟气的分配可以适应锅炉负荷变化。

由于采用了以上技术，烟气的流通截面积几乎不改变，在装置中产生的阻力较小，同时小管径有利于烟气放热。具有腐蚀性的冷凝液只与管内壁接触，不与壳程相关，因而，除烟管外，管板和外壳不需要抗腐蚀材料。下弯头处烟温较低，可采用常规防腐蚀措施。利用上述烟管式烟气冷凝热能回收装置，可以有效提高燃油燃气锅炉热效率，一般可提高5％以上，同时可以吸收部分有害气体，达到节约能源，保护环境的目的。