一種煙氣余熱回收系統(tǒng)及其回收方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明煙氣余熱回收領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)加熱爐進(jìn)行改造的煙氣余熱回收系統(tǒng)及其回收方法和用途，特別涉及一種基于將對(duì)流室中產(chǎn)生蒸汽的加熱爐進(jìn)行改造的煙氣余熱回收系統(tǒng)及其回收方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]煙氣余熱資源屬于二次能源，是一次能源或可燃物料轉(zhuǎn)換后的產(chǎn)物，或是燃料燃燒過程中所發(fā)出的熱量在完成某一工藝過程后所剩下的熱量。
[0003]在應(yīng)用加熱爐為工藝提供熱量的過程中，液體(氣體)燃料在加熱爐輻射室(爐膛)中燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔獠⒁运鳛闊彷d體，流向?qū)α魇遥購臒焽枧懦?。其中，加熱爐對(duì)流室中余熱鍋爐一般產(chǎn)生3.5MPa的蒸汽，產(chǎn)生了大量的過剩熱量，因此有效回收加熱爐的煙氣熱量，并對(duì)回收熱量進(jìn)行合理分配，對(duì)提高加熱爐的效率、有效降低裝置能耗和提高經(jīng)濟(jì)效益極其重要。
[0004]加熱爐的對(duì)流室往往由余熱鍋爐的省煤段、蒸發(fā)段和過熱段組成，在煙氣余熱回收系統(tǒng)中，水或者工藝物流在對(duì)流室中經(jīng)過省煤段與蒸發(fā)段時(shí)由加熱爐出口高溫?zé)煔饧訜?，低溫?zé)煔怆S后進(jìn)入空氣預(yù)熱器加熱入爐空氣。從產(chǎn)汽成本核算，加熱爐產(chǎn)生3.5MPa蒸汽，其成本遠(yuǎn)高于動(dòng)力站由煤鍋爐的產(chǎn)汽成本。因此如果減少加熱爐對(duì)流室產(chǎn)生的蒸汽量，并通過余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行熱量的回收利用，可以節(jié)省瓦斯用量，從而減少工廠干氣不足時(shí)外購天然氣的量，是企業(yè)節(jié)能增效的有效途徑。
[0005]為了有效回收加熱爐中的熱量，現(xiàn)有技術(shù)中多通過增加過熱段換熱面積、更換省煤段傳熱元件、增加傳熱面積以及改變換熱管排布等方式，還通過增設(shè)水熱媒給水預(yù)熱器，如利用低溫段省煤器出口的高溫水(190?200°C );或?qū)⒂酂徨仩t104°C的鍋爐給水加熱至150°C后進(jìn)低溫省煤器。還有平衡尾部煙氣熱量，降低排煙溫度，提高余熱鍋爐效率將油漿蒸發(fā)器、外取熱器汽包給水和余熱鍋爐給水同時(shí)一起進(jìn)省煤器進(jìn)行預(yù)熱。
[0006]專利CN 101813422A提供了一種加熱爐余熱回收系統(tǒng)，其裝置包括高溫段空氣預(yù)熱器、低溫段空氣預(yù)熱器、送風(fēng)機(jī)、設(shè)置在高溫段和低溫段空氣預(yù)熱器之間的引風(fēng)機(jī)、在低溫段設(shè)置旁通風(fēng)道和旁通煙道以及閘板閥和擋板、在高溫段設(shè)置旁通風(fēng)道以及擋板。
[0007]專利CN 102901077A提供了一種煙氣余熱回收方法及煙氣余熱回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)在通過高溫余熱回收裝置利用高溫余熱載體加熱低溫飽和蒸汽，將低溫飽和蒸汽轉(zhuǎn)換成高溫過熱蒸汽之前，先通過低溫余熱回收裝置利用低溫?zé)煔馀c冷凝水換熱，使冷凝水轉(zhuǎn)化為低溫飽和蒸汽的全部或部分。
[0008]以上所述系統(tǒng)雖然提供了加熱爐熱效率，但是均需要增加額外的設(shè)備，使成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于將對(duì)流室中產(chǎn)生蒸汽的加熱爐進(jìn)行改造的煙氣余熱回收系統(tǒng)及其回收方法和用途。本發(fā)明根據(jù)對(duì)原對(duì)流室爐管排布的分析和研宄，通過減少對(duì)流室煙氣與水的換熱面積，即抽取對(duì)流室省煤段和/或蒸發(fā)段中若干爐管，以減少對(duì)流室余熱鍋爐的中壓蒸汽產(chǎn)量，從而提高煙氣出對(duì)流室溫度，為余熱回收系統(tǒng)提供更多熱量以節(jié)省更多的加熱爐瓦斯。同時(shí)，該系統(tǒng)將煙氣余熱與空氣換熱，提高了空氣入加熱爐的溫度并降低了排煙溫度，從而提高加熱爐的燃燒效果和熱量利用效率，提高加熱爐效率。
[0010]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]第一方面，本發(fā)明提供了一種煙氣余熱回收系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括加熱爐輻射室、加熱爐對(duì)流室、空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和煙囪，加熱爐輻射室、加熱爐對(duì)流室、空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)和煙囪依次相連，鼓風(fēng)機(jī)的出口與空氣預(yù)熱器的空氣入口相連，且鼓風(fēng)機(jī)的出口和加熱爐輻射室的空氣入口相連，所述加熱爐對(duì)流室包括汽包和爐體，爐體中設(shè)有蒸發(fā)段和過熱段，蒸發(fā)段位于爐體上部，過熱段位于爐體下部，加熱爐對(duì)流室的物料入口與汽包的物料入口相連，汽包的下降管與蒸發(fā)段入口，且汽包的下降管與汽包的物料入口相連，蒸發(fā)段出口與汽包的蒸汽入口相連，汽包的蒸汽出口與過熱段入口相連。
[0012]其中，汽包的下降管與汽包的物料入口相連，可以將汽包中的受熱液體與進(jìn)汽包的物料混合，調(diào)節(jié)物料進(jìn)入汽包的溫度?，F(xiàn)有技術(shù)中物料進(jìn)入汽包的溫度一般為200?2500C，進(jìn)入加熱爐對(duì)流室的物料需要先經(jīng)過省煤段的加熱再進(jìn)入汽包中。而本發(fā)明中物料直接混合一部分汽包底部的飽和水，以降低物料進(jìn)入汽包的溫度至100?180°C，可以減少對(duì)流室余熱鍋爐的產(chǎn)汽量，使從加熱爐對(duì)流室排出的煙氣溫度升高，進(jìn)而可以使經(jīng)空氣預(yù)器預(yù)熱后進(jìn)加熱爐的空氣溫度大幅提高，達(dá)到合理優(yōu)化煙氣熱能分配，減少加熱爐燃料的消耗的目的。
[0013]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)段的爐管采用釘頭管、翅片管或蛇管中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:釘頭管和翅片管的組合，翅片管和蛇管的組合，釘頭管、翅片管和蛇管的組合等。
[0014]優(yōu)選地，所述過熱段的爐管采用釘頭管、翅片管或蛇管中任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例有:釘頭管和翅片管的組合，翅片管和蛇管的組合，釘頭管、翅片管和蛇管的組合等。
[0015]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)段中爐管個(gè)數(shù)彡1，例如1、2、3、4、5、6、7或8及以上。
[0016]優(yōu)選地，所述過熱段中爐管個(gè)數(shù)彡1，例如1、2、3、4、5、6、7或8及以上。
[0017]優(yōu)選地，所述汽包的下降管與汽包的物料入口之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過設(shè)置調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入汽包中的受熱液體與進(jìn)汽包的物料的混合量，從而起到調(diào)節(jié)物料進(jìn)入汽包溫度的作用。
[0018]優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)閥為氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥。
[0019]優(yōu)選地，所述加熱爐對(duì)流室的煙氣出口與煙囪相連，且在加熱爐對(duì)流室的煙氣出口與煙囪之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣量。
[0020]優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)閥為蝶閥。
[0021]優(yōu)選地，所述鼓風(fēng)機(jī)的出口與加熱爐輻射室的空氣入口間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)進(jìn)入空氣預(yù)器的空氣與旁路空氣的比例，從而控制進(jìn)入加熱爐輻射室的空氣溫度。
[0022]優(yōu)選地，所述加熱爐對(duì)流室的煙氣出口的煙氣的溫度為250?350°C，例如250°C、260°C、27(TC、28(rC、29(rC、30(rC、31(rC、32(rC、33(rC、34(rC或 350°C等。
[0023]第二方面，本發(fā)明提供以上所述煙氣余熱回收系統(tǒng)的回收方法，所述方法將加熱爐對(duì)流室爐體中的省煤段爐管抽出，外加物料直接從汽包的物料入口進(jìn)入汽包進(jìn)行加熱，汽包中的液體由汽包的下降管進(jìn)入蒸發(fā)段，同時(shí)汽包中的液體經(jīng)汽包的下降管與外加物料混合后從汽包的物料入口進(jìn)入汽包，蒸發(fā)段的出口蒸汽由汽包的蒸汽入口加入汽包，從汽包出來的蒸汽進(jìn)入過熱段，從加熱爐對(duì)流室流出的煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器對(duì)空氣進(jìn)行加熱，使進(jìn)入加熱爐輻射室的空氣溫度升高。
[0024]優(yōu)選地，將加熱爐對(duì)流室爐體中的省煤段爐管抽出的同時(shí)還可將蒸發(fā)段中若干爐管抽出，此處所述“若干”為2或2個(gè)以上，例如3個(gè)、4個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)或8個(gè)及以上，其是指從蒸發(fā)段中抽出2個(gè)或2個(gè)以上的爐管。
[0025]其中，物料在從汽包的物料入口加入汽包，并在蒸發(fā)段受熱開始產(chǎn)汽，一部分液體物料變成汽，形成氣液混合物，氣液混合物離開蒸發(fā)段再次進(jìn)入汽包，在汽包中進(jìn)行氣液分離，液體落到汽包內(nèi)的液體空間，而蒸汽從汽包頂部出來到過熱段。對(duì)流室省煤段和/或蒸發(fā)段部分爐管的改造，減少對(duì)流余熱鍋爐的產(chǎn)汽量，使得從加熱爐對(duì)流室排出的煙氣溫度升高，該高溫?zé)煔膺M(jìn)入預(yù)熱器，在預(yù)熱器中與來自鼓風(fēng)機(jī)的空氣進(jìn)行熱交換，煙氣在充分預(yù)熱空氣后即可由引風(fēng)機(jī)引入煙囪排出；同時(shí)，由于進(jìn)入預(yù)熱器的煙氣溫度的提高，使在預(yù)熱器中被加熱后的空氣溫度也進(jìn)一步升高，從而使入加熱爐輻射室的空氣溫度升高，進(jìn)而達(dá)到合理優(yōu)化煙氣熱能分配，減少加熱爐所耗燃料的目的。
[0026]第三方面，本發(fā)明提供以上所述煙氣余熱回收系統(tǒng)的用途，其應(yīng)用于石油化工領(lǐng)域。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0028]本發(fā)明通過減少對(duì)流室煙氣與水的換熱面積，即將對(duì)流室省煤段和/或蒸發(fā)段中若干爐管抽出，調(diào)整進(jìn)入汽包物料的加熱流程以降低對(duì)流室余鍋余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量，從而提高加熱爐對(duì)流室出口煙氣的溫度，最終提高煙氣進(jìn)空預(yù)器的溫度。通過換熱來提高空氣進(jìn)加熱爐輻射室的溫度，從而提高加熱爐的燃燒效果和熱量利用效率，提高加熱爐效率約I?3%，最終達(dá)到合理優(yōu)化煙氣熱能分配，減少加熱爐燃料消耗的目的，提高了全系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0029]同時(shí)，本發(fā)明提供的煙氣余熱回收系統(tǒng)在原有對(duì)流室改動(dòng)很小的情況下，在加熱爐和余熱鍋爐之間根據(jù)全系統(tǒng)內(nèi)公用工程的情況，合理優(yōu)化煙氣的熱量利用方式，提高熱量的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明所述煙氣余熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是對(duì)比例中所述現(xiàn)有技術(shù)中煙氣余熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；