煙道余熱的回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種能夠降低煙氣余熱溫度，將煙氣中很寬溫度范圍內(nèi)的熱量回收，提高了采熱效率的煙道余熱的回收系統(tǒng)。其具有：多個換熱器，以導熱油為導熱介質(zhì)，沿著煙道中的煙氣的流動方向順次安裝在煙道中；多個蒸發(fā)器，與多個換熱器對應配置，各個蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口與對應的換熱器的輸出口連接，各個蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口經(jīng)由第一泵與對應的換熱器的輸入口連接，多個蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間串聯(lián)連接；汽輪機，其殼體的進氣口與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸出口連接，汽輪機的殼體的排氣口經(jīng)由冷凝器和第二泵與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸入口連接。
【專利說明】煙道余熱的回收系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種回收系統(tǒng)，尤其涉及一種煙道余熱的回收系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的火力發(fā)電站、供熱站中，通常煙道中的余熱的溫度大概在400至800°C左右，因此，如何利用煙道氣體中的余熱，已成為節(jié)能減排保護環(huán)境的重要課題。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在加熱爐的煙道中設置換熱器，通過換熱器中的導熱介質(zhì)吸收煙道中的熱量，然后使導熱介質(zhì)流入蒸發(fā)器中的加熱空間，來加熱蒸發(fā)器中的蒸發(fā)空間中的工質(zhì)，使其成為氣態(tài)，氣化的工質(zhì)輸入至汽輪機，對外做功，從而實現(xiàn)對煙道余熱的回收。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，換熱器中的導熱介質(zhì)通常使用水，而水在常壓下通常在其溫度到達100°c時氣化，為了使水吸收更多的熱量，通常對水進行加壓。因此就需要換熱器的用于流通導熱介質(zhì)的管道的壁厚足夠厚，以保證在加壓條件下不會破裂。這樣就需要厚壁的管道，而且管道的焊接條件也要相應提高以避免破裂，從而增加成本。
[0005]為了降低成本，通常，換熱器的導熱介質(zhì)使用導熱油，導熱油在常壓下可吸收300°C至800°C的范圍內(nèi)的煙氣熱量，從而在使用導熱油為導熱介質(zhì)時，能夠在常壓下進行更大的溫度范圍內(nèi)的回收工作，這樣就不需要厚壁的流通管道，從而能夠降低成本。但是在換熱器中，由于導熱油的物化特性，決定換熱器的進出口溫度差不得大于60°C，在溫差大于60°C時，換熱器吸收熱量的功能變得不穩(wěn)定。因此，很難將煙道內(nèi)的煙氣余熱降溫，能夠吸收的余熱有限，不能夠充分回收熱量，采熱效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷而提出一種能夠降低煙氣余熱溫度，將煙氣中很寬溫度范圍內(nèi)的熱量回收，提高了采熱效率的煙道余熱的回收系統(tǒng)。
[0007]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的采用如下的技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明的一種煙道余熱的回收系統(tǒng)，具有:多個換熱器，以導熱油為導熱介質(zhì)，沿著煙道中的煙氣的流動方向順次安裝在所述煙道中；多個蒸發(fā)器，與多個所述換熱器對應配置，各個所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口與對應的所述換熱器的輸出口連接，各個所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口經(jīng)由第一泵與對應的所述換熱器的輸入口連接，所述多個蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間串聯(lián)連接；汽輪機，其殼體的進氣口與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸出口連接，所述汽輪機的殼體的排氣口經(jīng)由冷凝器和第二泵與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸入口連接。
[0009]在本發(fā)明的煙道余熱的回收系統(tǒng)中，在煙道的煙氣的流動方向上順次安裝多個以導熱油為導熱介質(zhì)的換熱器，從而逐級分步吸收煙氣中的熱量，以便充分對其進行利用。另夕卜，換熱器分別與對應的蒸發(fā)器連接，即換熱器的存有導熱介質(zhì)的管路的兩端與蒸發(fā)器的加熱空間的進出口連接，并且蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的串聯(lián)連接。通過上述的根據(jù)導熱油分步取熱的構(gòu)思形成的結(jié)構(gòu)，能夠利用換熱器中的導熱介質(zhì)作為蒸發(fā)器的加熱源，來逐級加熱串聯(lián)連接的蒸發(fā)空間中的用于提供給汽輪機的做工用工質(zhì)，從而通過多級從煙氣中取熱且多級將工質(zhì)進行加熱的方式，能夠?qū)煔庵泻軐挏囟确秶鷥?nèi)的熱量回收，提高了采熱效率。
[0010]另外，在上述的煙道余熱的回收系統(tǒng)中，優(yōu)選在所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口與對應的所述換熱器的輸入口連接的管路上，在所述第一泵的上游側(cè)連接有膨脹罐。
[0011]由于導熱油在換熱器中膨脹收縮，這樣有可能在導熱油中混入氣泡，在混入氣泡后導熱油的吸熱性能降低，從而在使用換熱器時，需要將換熱器中的氣體排出。如果借助導熱油的循環(huán)將混入的氣體排出，則需要很長時間，而且有可能不能夠排盡氣體。而在本發(fā)明中在導熱油的循環(huán)路徑上設置有膨脹罐，而且在膨脹罐上設置有放空閥，這樣在導熱油膨脹收縮時，膨脹罐中的導熱油能夠上下浮動，來平衡導熱油的膨脹收縮，因此在導熱油循環(huán)過程中，不會出現(xiàn)在導熱油中混入空氣的現(xiàn)象。
[0012]另外，在上述的煙道余熱的回收系統(tǒng)中，優(yōu)選在所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口與輸出口之間，連接有能夠?qū)⒄舭l(fā)器的加熱空間短路且使換熱器的輸入口與輸出口連通的具有閥的芳通路。
[0013]在換熱器吸收煙道中煙氣的熱量時，有可能會出現(xiàn)換熱器進出口溫差大于60°C的情況，這樣就會使換熱器的性能降低。在本發(fā)明中，為了防止換熱器的進出口溫差過大，設置了使加熱空間短路的旁通路，也就是說，在換熱器溫差大于60度時，打開旁通路上的閥，使一部分導熱油不經(jīng)由蒸發(fā)器而直接回流至換熱器，對換熱器入口的溫度進行補償，從而縮小了換熱器進出口之間的溫差，由此能夠避免出現(xiàn)換熱器進出口溫差過大而換熱器不穩(wěn)定的問題。
[0014]另外，在上述的煙道余熱的回收系統(tǒng)，優(yōu)選在所述煙道中安裝有3個換熱器，位于煙氣的流動方向最下游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的預熱蒸發(fā)器連接，位于煙氣的流動方向最上游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的過熱蒸發(fā)器連接，最下游側(cè)的換熱器與最上游側(cè)的換熱器之間的換熱器與具有氣液分離部的蒸發(fā)器連接。
[0015]通常，煙道中的煙氣的溫度為600°C至800°C，在這樣的溫度下，設置3個換熱器即可，當然也可以少于3個，或者設置更多個換熱器，能夠按照實際情況自由設定。另外，在煙氣流動的方向上依次設置換熱器，這樣處于煙氣上游的換熱器吸收的熱量充足，越向下游偵牝吸收的熱量可能會依次遞減。在本發(fā)明中將最下游側(cè)的換熱器與預熱蒸發(fā)器連接，將中間的換熱器與具有氣液分離部的蒸發(fā)器連接，將最上游的換熱器與過熱蒸發(fā)器連接，由此對用于做功的工質(zhì)進行逐級加熱。即先對工質(zhì)進行預熱，然后進一步加熱使其氣化，通過氣液分離部，將液體部分保留在蒸發(fā)罐中，使氣體部分進一步向上一級的蒸發(fā)器流動，最后通過吸收熱量最充足的上游的換熱器，進一步加熱工質(zhì)的蒸汽，使其過熱進一步氣化。最終使工質(zhì)的過熱的蒸汽進入汽輪機進行做功，從而提高了回收的熱量的利用效率。
[0016]另外，在上述的煙道余熱的回收系統(tǒng)中，優(yōu)選將多個煙道中的處于同一位置的多個換熱器并聯(lián)連接，并聯(lián)連接后的換熱器的兩端與對應的蒸發(fā)器的加熱空間連接。
[0017]本發(fā)明可以回收多個煙道中的煙氣的熱量，可以將多個煙道中的處于同一級的多個換熱器并聯(lián)在一起，將并聯(lián)后的換熱器的兩端與對應的蒸發(fā)器的加熱空間連接來形成循環(huán)通路。從而能夠同時吸收多個煙道中的煙氣的熱量，能夠更高效的回收熱量。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果。
[0019]在本發(fā)明的煙道余熱的回收系統(tǒng)中，在煙道的煙氣的流動方向上順次安裝多個以導熱油為導熱介質(zhì)的換熱器，從而逐級分步吸收煙氣中的熱量，以便充分對其進行利用。另夕卜，換熱器分別與對應的蒸發(fā)器連接，即換熱器的存有導熱介質(zhì)的管路的兩端與蒸發(fā)器的加熱空間的進出口連接，并且蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的串聯(lián)連接。通過上述的根據(jù)導熱油分步取熱的構(gòu)思形成的結(jié)構(gòu)，能夠利用換熱器中的導熱介質(zhì)作為蒸發(fā)器的加熱源，來逐級加熱串聯(lián)連接的蒸發(fā)空間中的用于提供給汽輪機的做工用工質(zhì)，從而通過多級從煙氣中取熱且多級將工質(zhì)進行加熱的方式，能夠?qū)煔庵泻軐挏囟确秶鷥?nèi)的熱量回收，提高了采熱效率。
[0020]另外，對于溫度較低的換熱器循環(huán)，可以使用較便宜的中溫導熱油，而只需在高溫換熱器中使用高質(zhì)量的高溫導熱油，由此能夠減少投資。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明的煙道余熱的回收系統(tǒng)的實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面，基于【專利附圖】

【附圖說明】作為本發(fā)明的實施例的煙道余熱的回收系統(tǒng)。
[0023]圖1是表示本發(fā)明的煙道余熱的回收系統(tǒng)的實施例的示意圖。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的煙道余熱的回收系統(tǒng)具有:多個換熱器10，以導熱油為導熱介質(zhì)，沿著煙道Y中的煙氣的流動方向順次安裝在煙道Y中；多個蒸發(fā)器20，與多個換熱器10對應配置，各個蒸發(fā)器20的加熱空間J的輸入口 21與對應的換熱器10的輸出口 12連接，各個蒸發(fā)器的20加熱空間J的輸出口 22經(jīng)由第一泵Pl與對應的換熱器10的輸入口11連接，多個蒸發(fā)器20的蒸發(fā)空間Z串聯(lián)連接；汽輪機30，其殼體的進氣口 31與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器20的蒸發(fā)空間的輸出口 O連接，汽輪機30的殼體的排氣口 32經(jīng)由冷凝器L和第二泵P2與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸入口 I連接。
[0025]具體地說，本發(fā)明的具有多個換熱器和分別與之連接的蒸發(fā)器，換熱器以導熱油為介質(zhì)，在煙道的煙氣的流動方向上依次排列。另外，換熱器的輸出口與對應的蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口連接，換熱器的輸入口與對應的蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口連接。這樣換熱器與蒸發(fā)器的加熱空間形成循環(huán)流路，由此從煙道中的煙氣吸收了熱量的導熱油通過流動能夠進入蒸發(fā)器的加熱空間中，來對蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間中的用于做功的工質(zhì)進行加熱。
[0026]另外，各個蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間串聯(lián)連接，并且這樣形成的蒸發(fā)器組合與汽輪機、冷凝器和工質(zhì)泵進行串聯(lián)連接。通過這樣的結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間形成循環(huán)回路，蒸發(fā)空間中的用于做功的工質(zhì)，在蒸發(fā)器與汽輪機之間進行循環(huán)，另外，通過多個換熱器對循環(huán)的工質(zhì)逐級進行加熱，由此能夠充分利用多個換熱器吸收的煙氣中的熱量。
[0027]另外，蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)包括殼程和管程，可以將蒸發(fā)器的殼程作為用于加熱工質(zhì)的加熱空間，將蒸發(fā)器的管程作為用于使工質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)空間，另外還可以將蒸發(fā)器的殼程作為用于使工質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)空間，將蒸發(fā)器的管程作為用于加熱工質(zhì)的加熱空間?？梢愿鶕?jù)工質(zhì)的特性和導熱要求進行適當調(diào)換，來進行連接。
[0028]通過本發(fā)明，在煙道的煙氣的流動方向上順次安裝多個以導熱油為導熱介質(zhì)的換熱器，從而逐級分步吸收煙氣中的熱量，以便充分對其進行利用。另外，換熱器分別與對應的蒸發(fā)器連接，即換熱器的存有導熱介質(zhì)的管路的兩端與蒸發(fā)器的加熱空間的進出口連接，并且蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的串聯(lián)連接。通過上述的根據(jù)導熱油分步取熱的構(gòu)思形成的結(jié)構(gòu)，能夠利用換熱器中的導熱介質(zhì)作為蒸發(fā)器的加熱源，來逐級加熱串聯(lián)連接的蒸發(fā)空間中的用于提供給汽輪機的做工用工質(zhì)，從而通過多級從煙氣中取熱且多級將工質(zhì)進行加熱的方式，能夠?qū)煔庵泻軐挏囟确秶鷥?nèi)的熱量回收，提高了采熱效率。
[0029]另外，對于溫度較低的換熱器循環(huán)，可以使用較便宜的中溫導熱油，而只需在高溫換熱器中使用高質(zhì)量的高溫導熱油，由此能夠減少投資。
[0030]另外，可以在蒸發(fā)器20的加熱空間J的輸出口 22與對應的換熱器10的輸入口 11連接的管路上，在第一泵P1的上游側(cè)連接有膨脹罐40。
[0031]由于導熱油在換熱器中膨脹收縮，這樣有可能在導熱油中混入氣泡，在混入氣泡后導熱油的吸熱性能降低，從而在使用換熱器時，需要將換熱器中的氣體排出。如果借助導熱油的循環(huán)將混入的氣體排出，則需要很長時間，而且有可能不能夠排盡氣體。而在本發(fā)明中在導熱油的循環(huán)路徑上設置有膨脹罐，而且在膨脹罐上設置有放空閥，這樣在導熱油膨脹收縮時，膨脹罐中的導熱油能夠上下浮動，來平衡導熱油的膨脹收縮，因此在導熱油循環(huán)過程中，不會出現(xiàn)在導熱油中混入空氣的現(xiàn)象。
[0032]另外，可以在蒸發(fā)器20的加熱空間J的輸入口 21與輸出口 22之間，連接有能夠?qū)⒄舭l(fā)器20的加熱空間J短路且使換熱器10的輸入口 11與輸出口 12連通的具有閥V的旁通路50。
[0033]在換熱器吸收煙道中煙氣的熱量時，有可能會出現(xiàn)換熱器進出口溫差大于60°C的情況，這樣就會使換熱器的性能降低。在本發(fā)明中，為了防止換熱器的進出口溫差過大，設置了使加熱空間短路的旁通路，也就是說，在換熱器溫差大于60度時，打開旁通路上的閥，使一部分導熱油不經(jīng)由蒸發(fā)器而直接回流至換熱器，對換熱器入口的溫度進行補償，從而縮小了換熱器進出口之間的溫差，由此能夠避免出現(xiàn)換熱器進出口溫差過大而換熱器不穩(wěn)定的問題。
[0034]另外，可以在煙道中安裝有3個換熱器，位于煙氣的流動方向最下游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的預熱蒸發(fā)器連接，位于煙氣的流動方向最上游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的過熱蒸發(fā)器連接，最下游側(cè)的換熱器與最上游側(cè)的換熱器之間的換熱器與具有氣液分離部的蒸發(fā)器連接。
[0035]通常，煙道中的煙氣的溫度為600°C至800°C，在這樣的溫度下，設置3個換熱器即可，當然也可以少于3個，或者設置更多個換熱器，能夠按照實際情況自由設定。另外，在煙氣流動的方向上依次設置換熱器，這樣處于煙氣上游的換熱器吸收的熱量充足，越向下游偵牝吸收的熱量可能會依次遞減。
[0036]在本發(fā)明中將最下游側(cè)的換熱器與預熱蒸發(fā)器連接，將中間的換熱器與具有氣液分離部的蒸發(fā)器連接，將最上游的換熱器與過熱蒸發(fā)器連接，由此對用于做功的工質(zhì)進行逐級加熱。即先對工質(zhì)進行預熱，然后進一步加熱使其氣化，通過氣液分離部，將液體部分保留在蒸發(fā)罐中，使氣體部分進一步向上一級的蒸發(fā)器流動，最后通過吸收熱量最充足的上游的換熱器，進一步加熱工質(zhì)的蒸汽，使其過熱進一步氣化。最終使工質(zhì)的過熱的蒸汽進入汽輪機進行做功，從而提高了回收的熱量的利用效率。
[0037]另外，也可以不設置帶有氣液分離部的蒸發(fā)器，而使用僅具有殼程和管程的蒸發(fā)器。
[0038]另外，可以將多個煙道中的處于同一位置的多個換熱器并聯(lián)連接，并聯(lián)連接后的換熱器的兩端與對應的蒸發(fā)器的加熱空間連接。
[0039]本發(fā)明可以回收多個煙道中的煙氣的熱量，可以將多個煙道中的處于同一級的多個換熱器并聯(lián)在一起，將并聯(lián)后的換熱器的兩端與對應的蒸發(fā)器的加熱空間連接來形成循環(huán)通路。從而能夠同時吸收多個煙道中的煙氣的熱量，能夠更高效的回收熱量。在本實施例中列舉了對5個煙道中的熱量進行回收的例子，但是不限于此，可以對1個或1個以上的煙道的熱量進行回收。
[0040]以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的煙道余熱的回收系統(tǒng)進行了說明，但是，本發(fā)明不限定于上述具體的實施方式，只要不脫離權(quán)利要求的范圍，可以進行各種各樣的變形或變更。本發(fā)明包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種變形和變更。
【權(quán)利要求】
1.一種煙道余熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，具有: 多個換熱器，以導熱油為導熱介質(zhì)，沿著煙道中的煙氣的流動方向順次安裝在所述煙道中； 多個蒸發(fā)器，與多個所述換熱器對應配置，各個所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口與對應的所述換熱器的輸出口連接，各個所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口經(jīng)由第一泵與對應的所述換熱器的輸入口連接，所述多個蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間串聯(lián)連接； 汽輪機，其殼體的進氣口與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸出口連接，所述汽輪機的殼體的排氣口經(jīng)由冷凝器和第二泵與串聯(lián)連接的蒸發(fā)器的蒸發(fā)空間的輸入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙道余熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸出口與對應的所述換熱器的輸入口連接的管路上，在所述第一泵的上游側(cè)連接有膨脹te。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙道余熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器的加熱空間的輸入口與輸出口之間，連接有能夠?qū)⒄舭l(fā)器的加熱空間短路且使換熱器的輸入口與輸出口連通的具有閥的旁通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙道余熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，在所述煙道中安裝有3個換熱器，位于煙氣的流動方向最下游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的預熱蒸發(fā)器連接，位于煙氣的流動方向最上游側(cè)的換熱器與多個蒸發(fā)器中的過熱蒸發(fā)器連接，最下游側(cè)的換熱器與最上游側(cè)的換熱器之間的換熱器與具有氣液分離部的蒸發(fā)器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的煙道余熱的回收系統(tǒng)，其特征在于，將多個煙道中的處于同一位置的多個換熱器并聯(lián)連接，并聯(lián)連接后的換熱器的兩端與對應的蒸發(fā)器的加熱空間連接。
【文檔編號】F01D15/10GK204115540SQ201420538567
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】殷瑞國, 龐亞虎, 殷文杰, 尹鵬 申請人:北京華晟環(huán)能科技有限公司