一种利用余热锅炉烟道余热的凝结水加热系统的制作方法

本实用新型涉及玻璃窑余热锅炉技术领域，具体涉及一种利用余热锅炉烟道余热的凝结水加热系统。

背景技术：

玻璃窑生产线需要消耗大量能源，在生产过程中由于利用率的问题仍有很多热量无法得到利用，余热锅炉能够将玻璃窑产生的尾气的热量进行回收再利用，具有很高的经济效益和社会效益。

因为各玻璃窑燃料成分的不同，其烟气中so2浓度不尽相同，根据玻璃行业大气污染物排放规范，目前so2浓度排放指标为≤400mg/nm³；而玻璃窑余热锅炉的排烟温度是根据其烟气的酸露点温度(通过烟气中so2浓度计算所得)而设置，一般是170-180℃(燃料为石油焦或高硫油)，或者150℃(燃料为低硫油或天然气)。近年来环保要求越来越高，大多数玻璃窑生产线通过调整燃料品种，升级脱硫工艺等方法进行了技改，目前新建的和已技改的玻璃窑尾气排放指标大都能做到so2排放浓度≤200mg/nm³，而此时酸露点温度可降到≤120℃；这意味着原来设计的余热锅炉尾部有30-60℃的温度差的余热可利用。

此外部分新建的玻璃窑余热锅炉设计采用扩大锅炉受热面，直接降低余热锅炉排烟温度(≤120℃)。但在实际应用中，余热锅炉接受玻璃窑产生的烟气，其烟气量、烟气温度等工况是随着玻璃窑生产线的要求而变化，不可能完全满足锅炉的设计工况，实际的排烟温度都不能达到设计的排烟温度，造成尾部受热面低温腐蚀情况，严重的影响了锅炉的运行安全。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能有效控制低温腐蚀同时尾部烟气余热利用率高的利用余热锅炉烟道余热的凝结水加热系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种利用余热锅炉烟道余热的凝结水加热系统，包括余热锅炉烟道、凝结水加热器和水水换热器，所述凝结水加热器设于所述余热锅炉烟道上，凝结水加热器的输入端连接有凝结水进水管线，凝结水加热器的输出端连接有凝结水出水管线，所述水水换热器设于所述凝结水进水管线和所述凝结水出水管线之间。

可选的，所述余热锅炉烟道包括尾部主烟道和旁通烟道，所述凝结水加热器设于所述尾部主烟道上，且凝结水加热器两端的尾部主烟道上分别设有第一阀门和第二阀门，所述旁通烟道上设有第三阀门。

可选的，所述凝结水进水管线包括进水换热管和进水旁路管，所述进水换热管经过所述水水换热器与所述凝结水加热器相连，所述进水旁路管直接与凝结水加热器相连。

可选的，所述凝结水出水管线包括出水换热管和出水旁路管，所述出水换热管经过所述水水换热器与所述凝结水加热器相连，所述出水旁路管直接与凝结水加热器相连。

可选的，所述水水换热器两端的所述进水换热管上均设有调节阀，所述进水旁路管上也设有调节阀。

可选的，所述水水换热器两端的所述出水换热管上均设有调节阀，所述出水旁路管上也设有调节阀。

可选的，所述凝结水出水管线的输出端连接有用于降低水中溶氧量的除氧器。

可选的，所述凝结水加热器为设置于所述余热锅炉烟道尾部外壁上的外置式凝结水加热器。

可选的，所述凝结水加热器包括多个加热器单元，多个所述加热器单元依次串联设置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型通过在余热锅炉烟道尾部设置凝结水加热器来加热凝结水，提高了余热锅炉尾部烟气余热的利用率，进而增加了余热锅炉整体的效率，此外还设置了水水换热器，通过水水换热器使凝结水出水管线中的水给凝结水进水管线中的水加热，以调节凝结水进水管线中的水温，从而调节余热锅炉烟道的排烟温度，降低排烟温度与凝结水进水管线中水温的温差，以避免排烟温度过低时达到烟气的酸露点，使酸滴附在换热面上造成腐蚀。本实用新型的凝结水加热系统充分利用了尾部的烟气余热，提高了余热利用率，同时有效降低了余热锅炉烟道尾部换热面低温腐蚀的风险。

附图说明

图1是实施例中的凝结水加热系统的结构示意图。

图2是实施例中的余热锅炉系统的结构示意图。

图3是实施例中的余热锅炉系统俯视方向的示意图(未示出水水换热器)。

图4是实施例中的余热锅炉和余热锅炉烟道的设备图(未示出水水换热器)。

图例说明：

1、余热锅炉烟道；11、尾部主烟道；111、第一阀门；112、第二阀门；12、旁通烟道；121、第三阀门；2、凝结水加热器；3、水水换热器；4、凝结水进水管线；41、进水换热管；42、进水旁路管；5、凝结水出水管线；51、出水换热管；52、出水旁路管；6、除氧器；7、余热锅炉本体；71、除氧蒸发器。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

在本实用新型的一实施例中，如图1、图2和图4所示，提供了一种利用余热锅炉烟道余热的凝结水加热系统，包括余热锅炉烟道1、凝结水加热器2、水水换热器3和除氧器6，其中余热锅炉烟道1与余热锅炉本体7相连通，余热锅炉本体7产生的烟气从余热锅炉本体7排出进入余热锅炉烟道1(考虑到管道设置复杂，图中以虚线指代烟气的流动方向)，凝结水加热器2设于余热锅炉烟道1上，凝结水加热器2的输入端连接有凝结水进水管线4，凝结水加热器2的输出端连接有凝结水出水管线5，水水换热器3设于凝结水进水管线4和凝结水出水管线5之间，水水换热器3用于凝结水进水管线4和凝结水出水管线5这两条物料管线之间的换热，具体来说是用凝结水出水管线5中的水给凝结水进水管线4中的水加热，以防止凝结水进水管线4的进水水温过低造成低温腐蚀。凝结水出水管线5的输出端与除氧器6相连，具体的，经凝结水加热器2加热后的水通入除氧器6中除氧，以降低水中的溶氧量，减少金属部件的溶氧腐蚀。

本实用新型的一实施例中，如图3所示，余热锅炉烟道1包括尾部主烟道11和旁通烟道12，凝结水加热器2设于尾部主烟道11上，且凝结水加热器2两端的尾部主烟道11上分别设有第一阀门111和第二阀门112，旁通烟道12上设有第三阀门121。

具体的，在尾部主烟道11的进口处设置进口蝶阀作为第一阀门111，在尾部主烟道11的出口处设置出口蝶阀作为第二阀门112，在旁通烟道12上设置旁通烟道蝶阀作为第三阀门121。当关闭进口处和出口处的第一阀门111和第二阀门112，并打开旁通烟道12上的第三阀门121时，烟气从旁通烟道12通过，凝结水加热器2处于旁通检修工况；当关闭旁通烟道12上的第三阀门121，并打开进口处和出口处的第一阀门111和第二阀门112时，烟气从尾部主烟道11通过，凝结水加热器2处于加热工况。通过设置尾部主烟道11和旁通烟道12，即使尾部主烟道11换热面产生了低温腐蚀，也可以通过关闭尾部主烟道11并连通旁路烟道12进行在线检修，无需停炉，提高整个余热锅炉系统的年投运时间和使用寿命。

本实用新型的一实施例中，凝结水进水管线4包括进水换热管41和进水旁路管42，进水换热管41经过水水换热器3与凝结水加热器2相连，进水旁路管42直接与凝结水加热器2相连，水水换热器3两端的进水换热管41上均设有调节阀，进水旁路管42上也设有调节阀。工作时可以调节进水换热管41和进水旁路管42上的调节阀来调节凝结水进水管线4上总的进水水量和进水水温，从而保证凝结水加热器2尾部换热面进口的温度，降低凝结水加热器2出口端差(排烟温度与进水水温的温差)，将出口端差控制在安全范围内，从而调整整个余热锅炉系统的排烟温度，保证排烟温度在实际工况酸露点温度以上，大大降低了低温腐蚀风险。

本实用新型的一实施例中，凝结水出水管线5包括出水换热管51和出水旁路管52，出水换热管51经过水水换热器3与凝结水加热器2相连，出水旁路管52直接与凝结水加热器2相连，水水换热器3两端的出水换热管51上均设有调节阀，出水旁路管52上也设有调节阀。工作时可以调节出水换热管51和出水旁路管52上的调节阀来调节控制水水换热器3的换热量，实现与凝结水进水管线4的换热，以调节凝结水进水管线4的进水水温。

本实用新型的一实施例中，水水换热器3为表面式水水换热器，具体的，其采用板式换热结构。

本实用新型的一实施例中，凝结水加热器2为设置于余热锅炉烟道1尾部外壁上的外置式凝结水加热器，外置式凝结水换热器独立于余热锅炉烟道1，便于对其进行改造安装、维护及检修，且不影响余热锅炉本体7的正常工作。具体的，凝结水加热器2包括两个加热器单元，两个加热器单元相互串联设置，模块化的加热器单元便于生产制造，可以根据实际生产需要安装适量的加热器单元，并将其串联组成凝结水加热器2整体。

本实用新型的一实施例中，凝结水加热系统工作时，凝结水加热器2将水加热至接近饱和温度，通过凝结水出水管线5送至除氧器6，除氧器6利用饱和条件下水中溶氧量最小的原理进行除氧，除氧器6下部为饱和蒸汽，采用逆流法使除氧器6中的水形成饱和水进行除氧。

本实用新型的一实施例中，除氧器6为一低压汽包，低压汽包是汽水混合物进行分离的场所，分离出的饱和蒸汽部分用于凝结水加热，部分可直接用于玻璃窑生产线工业蒸汽源，低压汽包除了进行低压饱和蒸汽分离的作用，还作为水箱，给高压汽包提供水源。

本实用新型的一实施例中，余热锅炉本体7内设有多个除氧蒸发器71。余热锅炉本体7是为了充分利用玻璃窑尾气热能，降低排烟温度，回收烟气余热进行热电联产，一般采用单压或双压锅炉。

本实用新型的一实施例中，低压汽包上设有饱和蒸汽管61和饱和水管62，饱和蒸汽管61用于排出分离的饱和蒸汽供后续工段使用，饱和水管62与除氧蒸发器71相连，饱和水经饱和水管62进入除氧蒸发器71继续吸热，形成汽水混合物，利用密度差再回到低压汽包，形成自然循环。现有技术中除氧器6给水直接为未加热的凝结水，来自汽轮机下凝气器热井(温度因凝汽器真空不同而不同，一般为38-45℃)，其进入低压汽包后需吸收大量的热量才能达到热力除氧的效果，而本实施例中对余热锅炉烟道中烟气的余热进行再次回收，用其给凝结水加热，不仅有效利用了烟气余热，还提高了除氧器6的除氧效率。

在余热锅炉本体7运行时，因玻璃窑生产产能调整，燃料热值、助燃风温度、燃料硫含量变化等原因都会造成进入余热锅炉的烟气量、烟气温度、湿度的变化，烟气的酸露点温度也随之变化。由于玻璃窑燃料燃烧后会产生一定量的二氧化硫及水蒸汽，虽然经过脱硫脱硝除尘处理，还会有一定的残存二氧化硫，如果凝结水加热器2入口温度过低，达到烟气的酸露点，就形成酸滴附在尾端换热面上造成腐蚀。为了避免换热面的腐蚀，水水换热器3将凝结水进水管线4的冷水与凝结水出水管线5的热水进行换热，提高凝结水进水管线4的进水水温，从而控制凝结水加热器2入口处的水温在80～100℃左右，进而降低排烟温度与进水水温的温差，降低低温形成酸滴腐蚀的风险。由于本实施例在凝结水进水管线4和凝结水出水管线5上均设置了一道旁路，可以通过调节进水换热管41、进水旁路管42、出水换热管51和出水旁路管52上的调节阀，来调节水水换热器3的换热量，控制凝结水加热器2的进水水温，进而控制烟气的排烟温度。一般经脱硫后的玻璃窑烟气的酸露点温度在120℃左右，本实施例可以通过调节凝结水进水管线4中的水量和进水水温，将排烟温度控制在110℃～138℃，保证各种工况下均不会出现低温腐蚀现象。

当玻璃窑工况变动，烟气温度过低已不适合再次利用，或因投运时间过长造成了少量腐蚀需检修时，可关闭第一阀门111、第二阀门112，并打开第三阀门121，通过旁通烟道12旁通的方式进行在线检修，无需停炉，提高整个锅炉系统的年投运时间和使用寿命。

当烟气温度适合再次利用时，打开第一阀门111、第二阀门112，并关闭第三阀门121，使凝结水加热器2处于正常加热工况，来自凝结水进水管线4的凝结水进入凝结水加热器2加热，通过凝结水出水管线5进入除氧器6除氧，既提高了热力除氧器6的除氧效率，又充分利用了烟气余热。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

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