[发明专利]用于燃气锅炉烟气余热深度回收的换热器、换热系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于燃气锅炉烟气余热深度回收的换热器、换热系统及方法，包括：筒状壳体，其两端均为缩口结构，形成烟气入口和烟气出口；第一固定板和第二固定板，分别设置于筒状壳体的两端的横截面上，且与筒状壳体内壁之间密封设置；第一固定板和第二固定板之间的筒状壳体的侧壁上设置有空气进口和空气出口，空气进口和空气出口之间设置有折流板；换热管，为若干个，其两端分别嵌套于第一固定板和第二固定板上，与筒状壳体共轴设置，换热管的一端与烟气入口连通，另一端与烟气出口连通；布液管，设置于换热管的正上方，与换热管同轴设置，使喷淋液落在换热管上，在换热管上成膜。

技术领域

本发明属于烟气余热回收技术领域，具体涉及一种用于燃气锅炉烟气余热深度回收的换热器、换热系统及方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

燃气锅炉的燃料为天然气，主要成分是甲烷，燃烧过后的烟气主要成分有三种：氮气、水蒸气和二氧化碳。天然气在锅炉里燃烧释放出的热量不会全部被应用，不可避免地要产生一部分损失。其中排烟损失是各项热损失中最大的一项。锅炉的排烟温度一般在110℃-160℃，其烟气中所含大量热量被无效排放，若对烟气排放中的热量加以回收利用可以提高锅炉的热效率，对于节能减排具有重要意义。

随着北方清洁能源供热的任务的推广，燃气锅炉得到了广泛的推广应用。同时由于“煤改气”的进行，燃煤锅炉向燃气锅炉进行过渡，但是随之出现的问题有两点：(1)常规的燃气热水锅炉的排烟温度为150-200℃，由于燃气锅炉的燃料为甲烷，燃烧生成的水蒸气含量高，但是排烟温度的过高使得烟气的显热和水蒸气的汽化潜热没有得到的很好的利用。(2)燃气锅炉污染物的排放新标准，自2017年4月1日起，北京新建燃气锅炉的氮氧化物排放浓度不能超过30mg/m³。因此，燃气锅炉不仅要提高锅炉供热效率，还要减少烟气中氮氧化物排放浓度。而提高燃气锅炉的热效率，除了控制合适的鼓风量，保证燃气充分燃烧，同时不使过量空气系数过高以外，回收烟气余热是提高锅炉效率的重要手段。

现如今对于燃气锅炉的烟气处理有如下方法：一、间壁式换热器：间壁式换热是使用范围较广的天然气烟气余热回收方式，根据冷源不同可分为助燃空气+空气预热器、热网回水+热网回水预热器。以热网回水为低温冷源的烟气余热回收方式，由于热网回水温度多集中在50-55℃，与天然气的露点温度基本相同。无法将烟气温度降低到露点温度以下回收烟气中蕴含的大量潜热。对于以助燃空气为低温冷源的烟气余热回收方式，助燃空气温度一般为环境温度。理论上可以将天然气烟气温度降低至露点以下。但在常压条件下，助燃空气与烟气比热相差较大，冷凝侧与换热侧热容不匹配，在潜热回收阶段，当两者质量流量相同时，空气比热容与烟气比热容不匹配，将导致空气侧温升很大，烟气温度难以降低；二、吸收式热泵，吸收式换热技术适用于各种能级不匹配的大温差换热，降低不可逆损失。因此有学者提出将传统换热技术与吸收式换热技术相结合，利用冷却水将排烟温度降低至环境温度，再通过吸收式热泵将冷却水的低位热量回收。与传统的冷凝技术相比，该技术的适用范围更广，实际热回收效率更高。但吸收式热泵的方法处投资高，占地面积大，回收周期长，并不为大部分锅炉厂所采用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种用于燃气锅炉烟气余热深度回收的换热器、换热系统及方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一个方面为提供一种用于燃气锅炉烟气余热深度回收的换热器，包括：

筒状壳体，其两端均为缩口结构，形成烟气入口和烟气出口；

第一固定板和第二固定板，分别设置于筒状壳体的两端的横截面上，且与筒状壳体内壁之间密封设置；

第一固定板和第二固定板之间的筒状壳体的侧壁上设置有空气进口和空气出口，空气进口和空气出口之间设置有折流板；