[发明专利]基于余热锅炉的内燃机排烟预冷系统

说明书

本发明提供了一种基于余热锅炉的内燃机排烟预冷系统，包括内燃机；烟气预冷装置；余热锅炉，其烟气进口与烟气预冷装置的烟气出口连通，当系统工作时，内燃机工作产生的高温烟气经过烟气预冷装置预冷后排至余热锅炉内，并于余热锅炉内经热交换放出热量后通过余热锅炉的烟气出口排出，同时，余热锅炉的给水吸收高温烟气释放的热量后从出水口排出，送至供热用户处放热降温后再返回烟气预冷装置，作为烟气预冷装置的冷却水，然后从烟气预冷装置出来后又作为给水送入所述余热锅炉内，形成闭式循环回路。该系统在回收内燃气排烟余热的同时又降低了内燃机出口烟气管路上的设备材质要求，具有较好的实用价值。

技术领域

本发明涉及内燃机烟气处理及余热回收技术领域，具体地说，涉及一种基于余热锅炉的内燃机排烟预冷系统。

背景技术

内燃机是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。作为一种动力装置，内燃机的应用极为广泛，在工业、农业、船舶等领域均有大量应用。

由于内燃机排出的烟气温度很高，一般在400℃～500℃之间，最高可达600～650℃，内燃机的排烟温度与燃料特性(成分、热值等)、内燃机性能、运行操作(空燃比的控制)均有关系，即使是设计的排烟温度为某一定值的内燃机，在实际运行过程中也可能会由于进口燃料成分波动等原因，导致排烟温度升高。

在进行内燃机排烟管道设计时，设计温度不得低于烟气可能达到的最高工作温度。对于排烟温度较高的内燃机，其烟气管道及管道附件、烟气阀门、补偿器乃至余热锅炉的材质等级均要提高，尤其是对于烟温达500℃甚至更高的情况，普通碳素结构钢、锅炉和压力容器用钢板都已经无法满足烟气温度要求，只能使用合金钢，而使用合金钢必然导致成本大幅上升。此外，烟气温度越高，整个烟气管道的布置和热补偿就越困难，尤其是对于空间受限的情况。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种具有简化结构且易于实现，既能降低内燃机排烟管道材质要求又能回收烟气余热的基于余热锅炉的内燃机排烟预冷系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于余热锅炉的内燃机排烟预冷系统，所述系统包括：内燃机、烟气预冷装置、余热锅炉以及热水用户；所述内燃机的烟气出口与所述烟气预冷装置的烟气进口连通，所述烟气预冷装置的烟气出口与所述余热锅炉的烟气进口连通；热水用户包括热源水进口和热源水出口，所述热源水进口与所述余热锅炉的出水口连通，所述热源水出口与所述烟气预冷装置的冷却水进口连通；所述烟气预冷装置的冷却水出口与所述余热锅炉的给水进口连通；所述热水用户、余热锅炉、烟气预冷装置之间形成水循环回路。

优选地，所述烟气预冷装置呈中空套筒状，包括相互套设的内筒和外筒，并于所述内筒和外筒之间形成水室，其中，所述烟气预冷装置还包括冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口和冷却水出口设置于所述外筒筒壁上，热水用户的热源水出口与所述烟气预冷装置的冷却水进口相连，所述热水用户的出水作为冷却水进入到所述烟气预冷装置的外筒内，同时，所述内燃机燃烧产生的烟气从所述内筒内通过，冷却水与烟气于所述烟气预冷装置内完成换热。

进一步优选地，所述热水用户的热源水出口与所述烟气预冷装置连通的管道上设置有增压泵。

优选地，还包括三通阀和烟气旁路，所述三通阀位于所述烟气预冷装置和所述余热锅炉之间的管道上，所述烟气旁路连接所述三通阀和所述余热锅炉的烟气出口处的管路。

又进一步优选地，所述余热锅炉的烟气出口处设置有排烟管道，所述烟气旁路与所述排烟管道连通，且所述排烟管道的出口位置处还设置有消音器。

优选地，所述三通阀与所述烟气预冷装置连通的管道上设置有泄爆装置。