一種臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統的製作方法

2023-06-14 04:51:29 2

本發明涉及煙氣餘熱回收技術領域，尤其涉及一種臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統。

背景技術：

天然氣的主要成分是甲烷，燃燒後會產生大量的水蒸氣，由於排煙溫度一般在180～250℃，水蒸氣中的部分顯熱和全部潛熱會隨著排煙一起排放到大氣中，而隨著煙氣排放的還有氮氧化物和細微顆粒物等汙染物。為了減少能源浪費和保護環境，對煙氣餘熱進行回收和淨化是十分必要的。

現有的間接式換熱方式由於管道熱阻較大，佔地面積大，換熱不充分，排煙溫度較高，煙氣中的大部分潛熱仍會隨著較高的排煙溫度排到大氣中，且間接式換熱對管道的防腐能力要求較高。直接式換熱能充分的回收煙氣的顯熱和大部分煙氣的冷凝熱。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，解決現有餘熱回收方式存在的換熱不充分，無法回收煙氣中的潛熱的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，包括噴淋式換熱單元、第一級噴淋式餘熱回收單元、第二級噴淋式餘熱回收單元和第三級噴淋式餘熱回收單元，其中所述噴淋式換熱單元的左端連接有進煙管，所述噴淋式換熱單元的右端連接有排煙管，所述的第一級噴淋式餘熱回收單元、第二級噴淋式餘熱回收單元和第三級噴淋式餘熱回收單元從左到右依次與所述噴淋式換熱單元相連。

進一步地，所述第一級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元外部的第一間接式換熱器和設置在所述噴淋式換熱單元內部的第一噴嘴；

所述第一間接式換熱器分別通過第一噴淋供水管和第一噴淋回水管與所述噴淋式換熱單元相連，所述第一噴淋供水管與所述第一噴嘴相連；

所述第一間接式換熱器分別通過第一熱用戶進水管和第一熱用戶回水管與熱用戶相連。

具體地，在所述第一噴淋供水管上設有第一循環水泵，所述第一噴淋回水管連接在所述噴淋式換熱單元的底部。

進一步地，所述第二級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元外部的所述第二間接式換熱器和設置在所述噴淋式換熱單元內部的第二噴嘴；

所述第二間接式換熱器分別通過第二噴淋供水管和第二噴淋回水管與所述噴淋式換熱單元相連，所述第二噴淋供水管與所述第二噴嘴相連；

所述第二間接式換熱器分別通過第二熱用戶進水管和第二熱用戶回水管與熱用戶相連。

具體地，在所述第二噴淋供水管上設有第二循環水泵，所述第二噴淋回水管連接在所述噴淋式換熱單元的底部。

進一步地，所述第三級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元外部的熱泵和設置在所述噴淋式換熱單元內部的第三噴嘴；

所述熱泵分別通過第三噴淋供水管和第三噴淋回水管與所述噴淋式換熱單元相連，所述第三噴淋供水管與所述第三噴嘴相連；

所述熱泵分別通過第三熱用戶進水管和第三熱用戶回水管與熱用戶相連。

具體地，在所述第三噴淋供水管上設有第三循環水泵，所述第三噴淋回水管連接在所述噴淋式換熱單元的底部。

進一步地，所述排煙管上分別安裝有除霧器和排風機，所述除霧器和排風機從左到右依次設置在所述排煙管上。

進一步地，所述噴淋式換熱單元中從左到右依次設有兩個擋水板，兩個所述擋水板將所述噴淋式換熱單元的內部分隔為左、中、右三段，其中所述第一級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元的左段相連，所述第二級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元的中段相連，所述第三級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元的右段相連。

具體地，所述擋水板由下擋水部和上通煙部組成，其中所述上通煙部設有多個供煙氣流通的孔道，所述下擋水部由隔熱材料製成。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有如下優點：

本發明提供的臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，在噴淋式換熱單元上按照煙氣的流通方向從左到右依次設置第一級噴淋式餘熱回收單元、第二級噴淋式餘熱回收單元和第三級噴淋式餘熱回收單元，經過噴淋式換熱單元的煙氣依次經過三級噴淋式餘熱回收單元進行煙氣餘熱的回收，換完熱的煙氣通過排煙管排到室外。

本發明提供的臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，能夠分階段回收煙氣的餘熱，有效回收煙氣中的潛熱，降低排煙的溫度，換熱更加充分，同時水與煙氣直接接觸,能夠淨化煙氣中的部分雜質,減少排煙對環境的汙染,淨化後的煙氣通過排煙管經過除霧器和排風機排出,提高了煙氣的利用率，具有結構簡單、操作方便的優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統中擋水板的結構示意圖。

圖中：1：第一間接式換熱器；2：第二間接式換熱器；3：熱泵；4：進煙管；5：噴淋式換熱單元；6：擋水板；61：下擋水部；62：上通煙部；63：孔道；8：除霧器；9：排風機；10：排煙管；11：第一熱用戶回水管；12：第一熱用戶進水管；13：第一循環水泵；14：第一噴淋供水管；15：第一噴嘴；16：第一噴淋回水管；20：熱用戶；21：第二熱用戶回水管；22：第二熱用戶進水管；23：第二循環水泵；24：第二噴淋供水管；25：第二噴嘴；26：第二噴淋回水管；31：第三熱用戶回水管；32：第三熱用戶進水管；33：第三循環水泵；34：第三噴淋供水管；35：第三噴嘴；36：第三噴淋回水管。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1-2所示，本發明實施例提供的臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，包括噴淋式換熱單元5、第一級噴淋式餘熱回收單元、第二級噴淋式餘熱回收單元和第三級噴淋式餘熱回收單元，其中所述噴淋式換熱單元5的左端連接有進煙管4，所述噴淋式換熱單元的右端連接有排煙管10，所述的第一級噴淋式餘熱回收單元、第二級噴淋式餘熱回收單元和第三級噴淋式餘熱回收單元從左到右依次與所述噴淋式換熱單元相連。

本發明實施例提供的臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，通過進煙管4進入到所述噴淋式餘熱回收單元5中的煙氣，首先與所述第一級噴淋式餘熱回收單元噴出的較高溫的水進行換熱，換熱後煙氣溫度有所下降，之後與所述第二級噴淋式餘熱回收單元噴出的中溫水進行換熱，換熱後溫度再次下降，最後與所述第三級噴淋式餘熱回收單元噴出的低溫水進行換熱，換熱後煙氣溫度達到最低溫度，此時再將煙氣通過所述排煙管10排出，從而達到煙氣餘熱分級回收利用的目的。

進一步來說，所述第一級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元5外部的第一間接式換熱器1和設置在所述噴淋式換熱單元5內部的第一噴嘴15。所述第一間接式換熱器1分別通過第一噴淋供水管14和第一噴淋回水管16與所述噴淋式換熱單元5相連，所述第一噴淋供水管14與所述第一噴嘴15相連。所述第一間接式換熱器1分別通過第一熱用戶進水管12和第一熱用戶回水管11與熱用戶20相連。在所述第一噴淋供水管14上設有第一循環水泵13，所述第一噴淋回水管16連接在所述噴淋式換熱單元5的底部。

本發明實施例中第一級換熱過程為：所述第一間接式換熱器1通過第一噴淋供水管14向所述噴淋式換熱單元5提供的噴淋水與煙氣換熱後水溫升高，溫度升高後的高溫噴淋水由第一噴淋回水管16回流到第一間接式換熱器1中，由於此時的噴淋水溫度較高，熱用戶20通過第一熱用戶回水管11流入到第一間接式換熱器1中的水流與高溫噴淋水換熱後水溫升高，再通過第一熱用戶進水管12回流到熱用戶20上用於供熱，此時噴淋水熱量被部分吸收，溫度降低，在第一循環水泵13的作用下，經第一噴淋水供水管14由第一噴嘴15噴出後繼續換熱，循環往復。在第一級換熱過程中，是將煙氣的餘熱通過第一間接式換熱器1換熱轉化後提供給熱用戶20用於供熱。

進一步來說，所述第二級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元5外部的所述第二間接式換熱器2和設置在所述噴淋式換熱單元5內部的第二噴嘴25。所述第二間接式換熱器2分別通過第二噴淋供水管24和第二噴淋回水管26與所述噴淋式換熱單元5相連，所述第二噴淋供水管24與所述第二噴嘴25相連。所述第二間接式換熱器2分別通過第二熱用戶進水管22和第二熱用戶回水管21與熱用戶20相連。在所述第二噴淋供水管24上設有第二循環水泵23，所述第二噴淋回水管26連接在所述噴淋式換熱單元5的底部。

本發明實施例中第二級換熱過程為：所述第二間接式換熱器2通過第二噴淋供水管24向所述噴淋式換熱單元5提供的噴淋水與煙氣換熱後水溫升高，溫度升高後的高溫噴淋水由第二噴淋回水管26回流到第二間接式換熱器2中，由於此時的噴淋水溫度較第一級換熱過程中的噴淋水溫度有所降低，但此時仍能回收大部分的潛熱用於熱用戶20供熱，也即熱用戶20通過第二熱用戶回水管21流入到第二間接式換熱器2中的水流與高溫噴淋水換熱後水溫升高，再通過第二熱用戶進水管22回流到熱用戶20上用於供熱，此時噴淋水熱量被部分吸收，溫度降低，在第二循環水泵23的作用下，經第二噴淋水供水管24由第二噴嘴25噴出後繼續換熱，循環往復。在第二級換熱過程中，是將煙氣的餘熱通過第二間接式換熱器2換熱轉化後提供給熱用戶20用於供熱。

進一步來說，所述第三級噴淋式餘熱回收單元包括設置在所述噴淋式換熱單元5外部的熱泵3和設置在所述噴淋式換熱單元5內部的第三噴嘴35。所述熱泵3分別通過第三噴淋供水管34和第三噴淋回水管36與所述噴淋式換熱單元5相連，所述第三噴淋供水管34與所述第三噴嘴35相連。所述熱泵3分別通過第三熱用戶進水管32和第三熱用戶回水管31與熱用戶20相連。在所述第三噴淋供水管34上設有第三循環水泵33，所述第三噴淋回水管36連接在所述噴淋式換熱單元5的底部。

本發明實施例中第三級換熱過程為：所述熱泵3通過第三噴淋供水管34向所述噴淋式換熱單元5提供的噴淋水與煙氣換熱後水溫升高，溫度升高後的高溫噴淋水由第三噴淋回水管36回流到所述熱泵3中，由於煙氣經過前兩級換熱後溫度較低，因此經過換熱後的噴淋水溫度也較低，則需要通過熱泵3加熱使水溫升高到熱用戶可用溫度，此時熱用戶20通過第三熱用戶回水管31流入到熱泵3中的水流與加熱後的高溫噴淋水換熱後水溫升高，再通過第三熱用戶進水管32回流到熱用戶20上用於供熱，此時噴淋水熱量被部分吸收，溫度降低，在第三循環水泵33的作用下，經第三噴淋水供水管34由第三噴嘴35噴出後繼續換熱，循環往復。在第三級換熱過程中，是將煙氣的餘熱通過熱泵3升溫後換熱提供給熱用戶20用於供熱。

具體來說，所述排煙管10上分別安裝有除霧器8和排風機9，所述除霧器8和排風機9從左到右依次設置在所述排煙管10上。也即除霧器8需要設置在排風機9之前，使煙氣先經過除霧器8再經過風機9，其目的是保證潔淨的煙氣通過風機，延長風機的壽命。

具體來說，經過所述噴淋式餘熱回收單元5中的煙氣需要經過三級餘熱回收，而在各級餘熱回收過程中噴淋後噴淋水的溫度是不同的，為此，在所述噴淋式換熱單元5中從左到右依次設有兩個擋水板6，兩個所述擋水板6將所述噴淋式換熱單元5的內部分隔為左、中、右三段，其中所述第一級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元5的左段相連，所述第二級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元5的中段相連，所述第三級噴淋式餘熱回收單元與所述噴淋式換熱單元5的右段相連。

如圖2所示，所述擋水板6由下擋水部61和上通煙部62組成，其中所述上通煙部62設有多個供煙氣流通的孔道63，便於煙氣通過孔道63順利流通，減少煙氣經過擋水板6時的阻力。所述下擋水部61上毫無孔道和縫隙，用來阻止液體之間的流動，同時為了防止溫差引起的熱量傳遞，所述下擋水部61採用隔熱材料製成。

此外，為了降低管道的腐蝕，在本發明中的所有連接管道均採用耐腐蝕性強的管材。

綜上所述，本發明實施例所述的臥式噴淋式煙氣餘熱梯級利用系統，通過設置三級噴淋式餘熱回收單元分階段地進行梯級回收煙氣餘熱，避免在鍋爐滿負荷運行和部分負荷運行時對排煙量的要求，由排煙量的不同可以選擇性地打開或關閉其中的某個階段或某兩個階段。本系統在較多的回收煙氣餘熱量的同時兼顧煙氣的淨化，且具有結構簡單，操作方便，煙氣餘熱利用充分的優點。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上；術語「上」、「下」、「左」、「右」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的機或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。