一种锅炉烟气余热回收利用节能处理系统

技术领域

本发明涉及电力系统节能减排技术领域，具体涉及一种锅炉烟气余热回收利用节能处理系统。

背景技术

虽然现在各种新能源发展迅速，但煤炭再能源结构中的比重在未来一段时间内仍然占据主导地位。目前大型火电机组的排烟温度约为120—140℃，每当排烟温度上升10℃热损失会提高0.6-1％，直接增加了煤耗，可见调整排烟温度对提高锅炉热效率有很大的影响。目前，现有技术中的锅炉高温烟气直接进行排放，未充分回收，能耗大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锅炉烟气余热回收利用节能处理系统，旨在解决现有技术中的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种锅炉烟气余热回收利用节能处理系统，包括锅炉、汽轮机、冷却塔、换热器一和加热机构，所述换热器一上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；所述冷却塔、所述接口一、所述接口二、所述加热机构和所述汽轮机通过管路依次连通形成循环回路，所述冷却塔和所述换热器一之间的管路上固定安装有凝结水泵，所述凝结水泵将所述冷却塔内的水送至所述换热器一内；

所述加热机构和所述汽轮机之间的管路穿过所述锅炉，所述锅炉上的排烟口与排烟管路的一端连通，所述排烟管路的另一端与所述接口三连通，所述接口四与外界连通。

本发明的有益效果是：工作时，通过凝结水泵将冷却塔内的低温水送至换热器一内，同时由锅炉内排出的高温烟气从排烟管路排出，高温烟气和低温水在换热器一内进行换热形成低温烟气和高温热水，低温烟气由换热器一的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽，低温蒸汽到达冷却塔冷凝形成低温水，如此循环，实现锅炉高温烟气余热的回收利用，节约能耗。本发明结构紧凑，设计合理，充分利用锅炉烟气的余热，以降低锅炉综合能耗，节能减排，安全可靠，具有一定的应用前景。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述加热机构包括低压加热器和高压加热器，所述低压加热器靠近所述换热器一设置，所述高压加热器靠近所述汽轮机设置。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，高温热水依次由低压加热器和高压加热器进行加热形成高温蒸汽，高温蒸汽被送至汽轮机做功并进行发电形成低温蒸汽，完成发电。

进一步，所述低压加热器和所述高压加热器之间的管路上还固定安装有加压水泵。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，由低压加热器加热后的高温水通过加压水泵进行加压送至高压加热器，以实现汽轮机的发电。

进一步，所述低压加热器和所述高压加热器分别为换热器二和换热器三，所述换热器二上分别设有相互连通的接口五和接口六以及相互连通的接口七和接口八，所述换热器三上分别设有相互连通的接口九和接口十以及相互连通的接口十一和接口十二；

所述接口二、所述接口五、所述接口六、所述接口九、所述接口十以及所述汽轮机通过管路依次连通，所述接口七、所述汽轮机和所述接口八通过管路依次连通形成循环回路，所述接口十一、所述汽轮机和所述接口十二通过管路依次连通形成循环回路。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，换热器二和换热器三分别利用汽轮机做功发电后形成的低温蒸汽的余热进行换热，以回收低温蒸汽的余热并重新利用，进一步节约能耗，降低成本，经济实惠。

进一步，还包括空气预热器和一次风机，所述空气预热器上设有相互连通的接口十三和接口十四以及相互连通的接口十五和接口十六，所述排烟管路上设有缺口，所述缺口的两端分别与所述接口十三和所述接口十四连通；

所述一次风机的出风口、所述接口十五、所述接口十六以及所述锅炉上的煤粉器通过管路依次连通。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，通过凝结水泵将冷却塔内的低温水送至换热器一内，同时由锅炉内排出的高温烟气从排烟管路排出，一方面，高温烟气和低温水在换热器一内进行换热形成低温烟气和高温热水，低温烟气由换热器一的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽，高温蒸汽被送至汽轮机做功并进行发电形成低温蒸汽，低温蒸汽到达冷却塔冷凝形成低温水；另一方面，通过一次风机将冷空气送入空气预热器进行换热形成热空气并送至锅炉内以保证锅炉正常燃烧，提高进入锅炉内空气的温度，从而实现锅炉高温烟气余热的回收利用，节约能耗；同时，可利用热空气将煤粉器内的煤粉送至锅炉内，实现自动上料，降低能耗，降低成本。

进一步，还包括二次风机，所述空气预热器上还设有相互连通的接口十七和接口十八，所述二次风机的出风口、所述接口十七和所述接口十八和所述锅炉通过管路依次连通。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，通过二次风机进一步将冷空气送至空气预热器进行换热形成热空气并送至锅炉内，保证锅炉内氧气充足，从而保证锅炉内煤粉的充分燃烧。

进一步，所述一次风机的进风口和所述二次风机的进风口分别固定安装有空气加热器。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，首先通过空气加热器对空气进行预热，进一步保证送入锅炉内空气的温度，降低能耗。

进一步，两个所述空气加热器分别换热器四和换热器五，所述换热器四上设有相互连通的接口十九和接口二十以及相互连通的接口二十一和接口二十二，所述换热器五上设有相互连通的接口二十三和接口二十四以及相互连通的接口二十五和接口二十六；

所述一次风机的进风口通过管路与所述接口十九连通，所述二次风机的进风口通过管路与二十三连通；所述接口二十一通过管路一与所述接口二十五连通，所述接口二十二通过管路二与所述接口二十六连通；

还包括换热器六和装有水的缓冲罐，所述换热器六上设有相互连通的接口二十七和接口二十八以及相互连通的接口二十九和接口三十，所述接口二十七通过管路与所述接口四连通，所述管路一、所述接口二十九、所述接口三十、所述缓冲罐以及所述管路二通过管路依次连通，且所述接口三十和所述缓冲罐之间的管路上固定安装有循环泵。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，通过凝结水泵将冷却塔内的低温水送至换热器一内，同时由锅炉内排出的高温烟气从排烟管路排出，一方面，高温烟气和低温水在换热器一内进行换热形成低温烟气和高温热水，低温烟气由换热器一的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽，高温蒸汽被送至汽轮机做功并进行发电形成低温蒸汽，低温蒸汽到达冷却塔冷凝形成低温水；

另一方面，通过一次风机将冷空气送入空气预热器进行换热形成热空气并送至锅炉内以保证锅炉正常燃烧，提高进入锅炉内空气的温度，从而实现锅炉高温烟气余热的回收利用，节约能耗；同时，循环泵将缓冲罐内的冷水送至换热器六内与烟气进行换热形成热水，热水被送至两个空气加热器内并与空气进行换热，以增加空气的温度，进一步回收烟气内的余热，提高烟气余热的利用率；

另外，一次风机将热空气送入锅炉内的同时可利用热空气将煤粉器内的煤粉送至锅炉内，实现自动上料，降低能耗，降低成本。

进一步，还包括脱硫塔，所述脱硫塔通过管路三与所述接口二十八连通，所述管路三上固定安装有引风机。

采用上述进一步方案的有益效果是工作时，通过引风机将换热后的烟气送至脱硫塔内进行脱硫处理，然后再进行排放，保护环境。

进一步，所述凝结水泵和所述接口一之间的管路通过备用管路与所述加热机构和所述接口二之间的管路连通，所述备用管路以及所述备用管路的两端与所述接口一和所述接口二之间的管路上分别固定安装有阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，关闭备用管路上的阀门并开启余下的两个阀门，此时系统正常运行；当换热器一和/或换热器六需要维修时，此时开启备用管路上的阀门并关闭余下的两个阀门，保证整个系统正常运行，但是此时未充分回收锅炉烟气的余热。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中换热器一的结构示意图；

图3为本发明中换热器六的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、锅炉；2、汽轮机；3、冷却塔；4、换热器一；5、凝结水泵；6、低压加热器；7、高压加热器；8、加压水泵；9、空气预热器；10、一次风机；11、煤粉器；12、二次风机；13、空气加热器；14、换热器六；15、缓冲罐；16、循环泵；17、脱硫塔；18、引风机；19、备用管路；20、阀门；21、电除尘器。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1至图3所示，本实施例提供一种锅炉烟气余热回收利用节能处理系统，包括锅炉1、汽轮机2、冷却塔3、换热器一4和加热机构，换热器一4上设有相互连通的接口一和接口二以及相互连通的接口三和接口四；冷却塔3、接口一、接口二、加热机构和汽轮机2通过管路依次连通形成循环回路，冷却塔3和换热器一4之间的管路上固定安装有凝结水泵5，凝结水泵5将冷却塔3内的水送至换热器一4内；

加热机构和汽轮机2之间的管路穿过锅炉1，锅炉1上的排烟口与排烟管路的一端连通，排烟管路的另一端与接口三连通，接口四与外界连通。

工作时，通过凝结水泵5将冷却塔3内的低温水(40-50℃)送至换热器一4内，同时由锅炉1内排出的高温烟气从排烟管路排出，高温烟气(200-220℃)和低温水(40-50℃)在换热器一4内进行换热形成低温烟气(120-140℃)和高温热水(70-90℃)，低温烟气由换热器一4的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水(200-250℃)，高温热水经过锅炉1被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽(50-60℃)，高温蒸汽被送至汽轮机2做功并进行发电形成低温蒸汽，低温蒸汽到达冷却塔3冷凝形成低温水，如此循环，实现锅炉高温烟气余热的回收利用，节约能耗。

优选地，本实施例中，排烟管路上固定连通有电除尘器21，由锅炉1捏排出的烟气首先经电除尘器21进行除尘，除尘后的烟气在换热器一4内进行换热后直接排出。

另外，上述汽轮机2采用现有技术，高温蒸汽被送入汽轮机2内驱使汽轮机2内部的叶轮转动以做功发电。

本实施例结构紧凑，设计合理，充分利用锅炉1烟气的余热，以降低锅炉1的综合能耗，节能减排，安全可靠，具有一定的应用前景。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中，加热机构包括低压加热器6和高压加热器7，低压加热器6靠近换热器一4设置，高压加热器7靠近汽轮机2设置。

工作时，高温热水依次由低压加热器6和高压加热器7进行加热形成高温蒸汽，高温蒸汽被送至汽轮机2做功并进行发电形成低温蒸汽，完成发电。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中，低压加热器6和高压加热器7之间的管路上还固定安装有加压水泵8。

工作时，由低压加热器6加热后的高温水通过加压水泵8进行加压送至高压加热器7，以实现汽轮机2的发电。

实施例4

在实施例2至实施例3任一项的基础上，本实施例中，低压加热器6和高压加热器7分别为换热器二和换热器三，换热器二上分别设有相互连通的接口五和接口六以及相互连通的接口七和接口八，换热器三上分别设有相互连通的接口九和接口十以及相互连通的接口十一和接口十二；

接口二、接口五、接口六、接口九、接口十以及汽轮机2通过管路依次连通，接口七、汽轮机2和接口八通过管路依次连通形成循环回路，接口十一、汽轮机2和接口十二通过管路依次连通形成循环回路。

该方案结构简单，设计合理，换热器二和换热器三分别利用汽轮机2做功发电形成的低温蒸汽的余热进行换热，以回收低温蒸汽的余热并重新利用，进一步节约能耗，降低成本，经济实惠。

需要说明的是，上述蒸汽充满汽轮机内的腔室，接口七和接口十一分别通过管路与汽轮机2腔室的进气口连通，接口八和接口十二分别通过管路与汽轮机2腔室的出气口连通。

另外，附图1中为了能够清楚的表示主要的连通管路，将汽轮机2与接口七、接口十一、接口八以及接口十二之间连通的管路进行了省略。

除上述实施方式外，上述低压加热器6和高压加热器7也可以采用电加热器，此时采用电直接加热管路中的水。相比较而言，这种方式能耗较大，不经济实惠，难以投入使用。

实施例5

在上述各实施例的基础上，本实施例还包括空气预热器9和一次风机10，空气预热器9上设有相互连通的接口十三和接口十四以及相互连通的接口十五和接口十六，排烟管路上设有缺口，缺口的两端分别与接口十三和接口十四连通；

一次风机10的出风口、接口十五、接口十六以及锅炉1上的煤粉器11通过管路依次连通。

工作时，通过凝结水泵5将冷却塔3内的低温水(40-50℃)送至换热器一4内，同时由锅炉1内排出的高温烟气从排烟管路排出，一方面，(200-220℃)和低温水(40-50℃)在换热器一4内进行换热形成低温烟气(120-140℃)和高温热水(70-90℃)，低温烟气由换热器一4的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水(200-250℃)，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽(50-60℃)，低温蒸汽到达冷却塔冷3凝形成低温水；

另一方面，通过一次风机10将冷空气送入空气预热器9进行换热形成热空气并送至锅炉1内以保证锅炉正常燃烧，提高进入锅炉1内空气的温度，从而实现锅炉1内高温烟气余热的回收利用，节约能耗；同时，可利用热空气将煤粉器11内的煤粉送至锅炉1内，实现自动上料，降低能耗，降低成本。

上述煤粉器11采用现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。

实施例6

在实施例5的基础上，本实施例还包括二次风机12，空气预热器9上还设有相互连通的接口十七和接口十八，二次风机12的出风口、接口十七和接口十八和锅炉1通过管路依次连通。

该方案结构简单，设计合理，通过二次风机12进一步将冷空气送至空气预热器9进行换热形成热空气并送至锅炉1内，保证锅炉1内氧气充足，从而保证锅炉1内煤粉的充分燃烧。

优选地，本实施例中，上述电除尘器21位于空气预热器9和换热器一4之间。

实施例7

在实施例6的基础上，本实施例中，一次风机10的进风口和二次风机12的进风口分别固定安装有空气加热器13。

工作时，首先通过空气加热器13对空气进行预热，进一步保证送入锅炉1内空气的温度，降低能耗。

实施例8

在实施例7的基础上，本实施例中，两个空气加热器13分别换热器四和换热器五，换热器四上设有相互连通的接口十九和接口二十以及相互连通的接口二十一和接口二十二，换热器五上设有相互连通的接口二十三和接口二十四以及相互连通的接口二十五和接口二十六；

一次风机10的进风口通过管路与接口十九连通，二次风机12的进风口通过管路与二十三连通；接口二十一通过管路一与接口二十五连通，接口二十二通过管路二与接口二十六连通；

还包括换热器六14和装有水的缓冲罐15，换热器六14上设有相互连通的接口二十七和接口二十八以及相互连通的接口二十九和接口三十，接口二十七通过管路与接口四连通，管路一、接口二十九、接口三十、缓冲罐15以及管路二通过管路依次连通，且接口三十和缓冲罐15之间的管路上固定安装有循环泵16。

工作时，通过凝结水泵5将冷却塔3内的低温水(40-50℃)送至换热器一4内，同时由锅炉1内排出的高温烟气从排烟管路排出，依次经过空气预热器9、电除尘器21、换热器一4、换热器六14以及脱硫塔17后排出；

在此过程中，一方面，高温烟气(200-220℃)和低温水(40-50℃)在换热器一4内进行换热形成低温烟气(120-140℃)和高温热水(70-90℃)，低温烟气由换热器一4的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水(200-250℃)，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽(50-60℃)，高温蒸汽被送至汽轮机2做功并进行发电形成低温蒸汽(70-90℃)，低温蒸汽到达冷却塔3冷凝形成低温水；

另一方面，通过一次风机10将冷空气送入空气预热器9进行换热形成热空气并送至锅炉1内以保证锅炉1正常燃烧，提高进入锅炉1内空气的温度，从而实现锅炉1高温烟气余热的回收利用，节约能耗；同时，循环泵16将缓冲罐15内的冷水送至换热器六14内与烟气进行换热形成热水，热水被送至两个空气加热器13内并与空气进行换热，以增加空气的温度，进一步回收烟气内的余热，提高烟气余热的利用率；此过程将一二次风温度从10-30℃提高至50-80℃，同时烟气温度从120-140℃进一步降到80-100℃，进一步回收烟气内的余热，提高烟气余热的利用率；当进入空气预热器9的一二次风温度提高后，对空气预热器9出口烟气温度相应从140-160℃提高至200-220℃，在不改变锅炉1运行参数的条件下，通过该系统将空气预热器9出口的原烟气由之前的140-160℃提高至200-220℃，有效提高提原烟气的热利用率；另外，一次风机10将热空气送入锅炉1内的同时可利用热空气将煤粉器11内的煤粉送至锅炉1内，实现自动上料，降低能耗，降低成本；在此过程中，通过一次风机10将换热后的空气送入空气预热器9进行再次换热形成热空气并送至锅炉1内以保证锅炉1正常燃烧，提高进入锅炉1内空气的温度，从而实现锅炉1高温烟气余热的回收利用，节约能耗；而且，通过二次风机12进一步将换热后空气送至空气预热器9进行再次换热形成热空气并送至锅炉1内，保证锅炉1内氧气充足，从而保证锅炉1内煤粉的充分燃烧。

优选地，本实施例中，上述管路一的两端分别固定安装有阀门。

实施例9

在实施例8的基础上，本实施例还包括脱硫塔17，脱硫塔17通过管路三与接口二十八连通，管路三上固定安装有引风机18。

工作时，通过引风机18将换热后的烟气送至脱硫塔17内进行脱硫处理，然后再进行排放，保护环境。

上述脱硫塔17采用现有技术，其具体结构及原理在此不再进行赘述。

在未设置换热器六14的情况下，接口四可以直接通过管路与脱硫塔17连通，也可以直接连通大气，但是这种方案容易污染环境。

实施例10

在上述各实施例的基础上，本实施例中，凝结水泵5和接口一之间的管路通过备用管路19与加热机构和接口二之间的管路连通，备用管路19以及备用管路19的两端与接口一和接口二之间的管路上分别固定安装有阀门20。

该方案结构简单，设计合理，关闭备用管路19上的阀门20并开启余下的两个阀门20，此时系统正常运行；当换热器一4和/或换热器六14需要维修时，此时开启备用管路19上的阀门20并关闭余下的两个阀门20，保证整个系统正常运行，无需关闭整个系统，但是此时未充分回收锅炉1内烟气的余热。

本发明中，靠近接口一、接口二、接口三、接口四、接口十四、接口十六、接口十八、接口十九、接口二十一、接口二十二、接口二十三、接口二十五、接口二十七、接口二十八以及接口三十的管路上分别固定安装有压力表和温度表，每个压力表和温度表分别用于监测对应管路处的压力和温度。

优选地，本发明中，上述各个压力表和温度表以及上述各个阀门和电子部件分别通过线路与控制器连接。

本发明的工作原理如下：

工作时，通过凝结水泵5将冷却塔3内的低温水(40-50℃)送至换热器一4内，同时由锅炉1内排出的高温烟气从排烟管路排出，依次经过空气预热器9、电除尘器21、换热器一4、换热器六14以及脱硫塔17后排出；

在此过程中，一方面，高温烟气(200-220℃)和低温水(40-50℃)在换热器一4内进行换热形成低温烟气(120-140℃)和高温热水(70-90℃)，低温烟气由换热器一4的接口四排出，较高温热水由加热机构进行加热形成高温热水(200-250℃)，高温热水经过锅炉被送至汽轮机做功后形成低温蒸汽(50-60℃)，高温蒸汽被送至汽轮机2做功并进行发电形成低温蒸汽(70-90℃)，低温蒸汽到达冷却塔3冷凝形成低温水；

另一方面，通过一次风机10将冷空气送入空气预热器9进行换热形成热空气并送至锅炉1内以保证锅炉1正常燃烧，提高进入锅炉1内空气的温度，从而实现锅炉1高温烟气余热的回收利用，节约能耗；而且，通过二次风机12进一步将冷空气送至空气预热器9进行换热形成热空气并送至锅炉1内，保证锅炉1内氧气充足，从而保证锅炉1内煤粉的充分燃烧；同时，循环泵16将缓冲罐15内的冷水送至换热器六14内与烟气进行换热形成热水，热水被送至两个空气加热器13内并与空气进行换热，以增加空气的温度，进一步回收烟气内的余热，提高烟气余热的利用率；此过程将一二次风温度从10-30℃提高至50-80℃，同时烟气温度从120-140℃进一步降到80-100℃，进一步回收烟气内的余热，提高烟气余热的利用率；当进入空气预热器9的一二次风温度提高后，对空气预热器9出口烟气温度相应从140-160℃提高至200-220℃，在不改变锅炉1运行参数的条件下，通过该系统将空气预热器9出口的原烟气由之前的140-160℃提高至200-220℃，有效提高提原烟气的热利用率；

另外，一次风机10将热空气送入锅炉1内的同时可利用热空气将煤粉器11内的煤粉送至锅炉1内，实现自动上料，降低能耗，降低成本；在此过程中，通过一次风机10将换热后的空气送入空气预热器9进行再次换热形成热空气并送至锅炉1内以保证锅炉1正常燃烧，提高进入锅炉1内空气的温度，从而实现锅炉1高温烟气余热的回收利用，节约能耗；而且，通过二次风机12进一步将换热后空气送至空气预热器9进行再次换热形成热空气并送至锅炉1内，保证锅炉1内氧气充足，从而保证锅炉1内煤粉的充分燃烧。

需要说明的是，本发明所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器(型号TC-SCR)电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。