一种锅炉热量梯度利用装置的制作方法

本实用新型涉及节能环保技术领域，具体是涉及一种锅炉热量梯度利用装置。

背景技术：

随着我国经济发展与能源、环境之间的矛盾日益突出，火电机组的节能减排成为了一个备受关注的问题。大容量的超临界机组是提高热系统经济性的有效手段，同时，有效的利用机组余热也是机组节能的重要技术措施。与此同时，火电机组的烟气排放处理也是备受关注的问题，烟气中的so2和nox会对周边环境造成巨大破坏。因此，节能和环保是目前火电机组最急需解决的两大问题。

技术实现要素：

为解决目前火电机组最急需解决的节能环保两大问题，本实用新型提供了一种锅炉热量梯度利用装置。

本实用新型提供以下技术方案：

一种锅炉热量梯度利用装置，包括锅炉、除氧器、排污扩容器、汽轮机、余热锅炉、活性炭纤维吸附塔、混合加热水槽。

所述除氧器通过补充水进水口与锅炉相连，除氧器的排汽口通过保温管与混合加热水槽相连，作为第一热源。除氧器的作用是为了去除水中会对锅炉产生腐蚀的氧气，使水中的溶解氧在7pp以下，保证锅炉补充水的品质，排放物为氧气和饱和水蒸气。

所述排污扩容器通过锅炉污水排放口与锅炉相连，排污扩容器的排汽口通过保温管与混合加热水槽相连，作为第二热源。排污扩容器的作用是将锅炉进行排污减压扩容，排污水在膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水，并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换，然后排放，二次蒸汽由专门的管道引出，废热水通过浮球液位阀或溢流调节阀自动排走，热能可以得到回收再利用。所以对二次蒸汽作为热源加以利用，可以回收部分锅炉排污损失的热量，提高锅炉效率。

所述汽轮机进气口通过汽轮机轴封蒸汽收集装置与锅炉的高压蒸汽出口相连，汽轮机出气口通过冷凝器与冷却水塔相连，所述汽轮机轴封蒸汽收集装置通过保温管与混合加热水槽相连，作为第三热源；汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，是现代火力发电厂的主要设备。汽轮机在实际运行中，封轴处不可避免地会外泄蒸汽，利用汽轮机轴封蒸汽收集装置对外泄蒸汽进行收集，可以回收部分锅炉排污损失的热量，提高锅炉效率。

所述余热锅炉的进烟口与锅炉的废气排放口相连，余热锅炉的出烟口经除尘器与活性炭纤维吸附塔相连，余热锅炉的过热蒸汽出口通过保温管，经电磁阀与混合加热水槽相连，作为第四热源。余热锅炉是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉，余热锅炉通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。

所述活性炭纤维吸附塔的热蒸汽入口通过保温管，经电磁阀与余热锅炉的过热蒸汽出口相连。活性炭纤维吸附作为一种新型的干法锅炉烟气处理方式，能够同时脱硫、脱氮，装置简单，维护成本第，具有可再生性，相比于其它单项污染物处理方式具有巨大的优势。但是，活性炭纤维作为一种吸附材料，在活性炭纤维吸附饱和后需要用热蒸汽进行脱附再生，使活性炭纤维表面的活性空位重新暴露出来。

进一步地，所述混合加热水槽内设置有温控计、液位计、流量计，通过热水管道，在热水泵作用下，将热水输送至用水单位。混合加热水槽通过热源1-4对于自来水进行加热，可以用极低的运行成本获得大量热水，提高了锅炉的热量利用率，创造了更高的经济价值。

进一步地，所述活性炭纤维吸附塔的热蒸汽入口处蒸汽温度应控制在120-150℃。活性炭纤维脱附对于热蒸汽温度有着一定的要求：温度过低，无法使活性炭纤维表面的活性空位暴露出来，实现活性炭纤维再生；温度过高，会破坏活性炭纤维的微观机构，使得吸附能力下降。

与现有的锅炉能量梯度利用装置相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型高效整合了火电机组各个工段产生的余热，利用余热对自来水进行加热，向用水单位输出低成本的洁净热水，提高了锅炉的热能利用率，创造了更高的经济价值。

2)本实用新型利用余热锅炉对锅炉高温烟气进行热交换，产出高温热蒸汽和低温烟气，同时利用高温热蒸汽对吸附低温烟气的活性炭纤维进行热处理再生，实现了资源的高效利用，节省了成本提高经济效益的同时有效保护了环境。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、锅炉，11、补充水进水口，12、锅炉污水排放口，13、高压蒸汽出口，2、除氧器，3、排污扩容器，4、汽轮机，41、汽轮机轴封蒸汽收集装置，42、冷凝器，43、冷却水塔，44、第二电磁阀5、余热锅炉，51、烟气进口，52、烟气出口，53、过热蒸汽出口，54、锅筒，55、第一电磁阀，6、活性炭纤维吸附塔，61、除尘器，62、热蒸汽入口，7、混合加热水槽。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的方式和取得的效果，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚和完整地描述。

如图1所示，一种锅炉热量梯度利用装置，包括锅炉1、除氧器2、排污扩容器3、汽轮机4、余热锅炉5、活性炭纤维吸附塔6、混合加热水槽7。

所述除氧器2通过补充水进水口11与锅炉1相连，除氧器2的排汽口通过保温管与混合加热水槽7相连，作为第一热源。除氧器2的作用是为了去除水中会对锅炉产生腐蚀的氧气，使水中的溶解氧在7pp以下，保证锅炉补充水的品质，排放物为氧气和饱和水蒸气。

所述排污扩容器3通过锅炉污水排放口12与锅炉1相连，排污扩容器3的排汽口通过保温管与混合加热水槽7相连，作为第二热源。排污扩容器3的作用是将锅炉1进行排污减压扩容，排污水在膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水，并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换，然后排放，二次蒸汽由专门的管道引出，废热水通过浮球液位阀或溢流调节阀自动排走，热能可以得到回收再利用。所以对二次蒸汽作为热源加以利用，可以回收部分锅炉1排污损失的热量，提高锅炉1效率。

所述汽轮机4进气口通过汽轮机轴封蒸汽收集装置41与锅炉1的高压蒸汽出口13相连，汽轮机4出气口通过冷凝器42与冷却水塔43相连，所述汽轮机轴封蒸汽收集装置41通过保温管与混合加热水槽7相连，作为第三热源；汽轮机4是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，是现代火力发电厂的主要设备。汽轮机4在实际运行中，封轴处不可避免地会外泄蒸汽，利用汽轮机轴封蒸汽收集装置41对外泄蒸汽进行收集，可以回收部分锅炉1排污损失的热量，提高锅炉1效率。

所述余热锅炉5的进烟口51与锅炉1的废气排放口相连，余热锅炉5的出烟口52经除尘器61与活性炭纤维吸附塔6相连，余热锅炉5的过热蒸汽出口53通过保温管，经电磁阀55与混合加热水槽7相连，作为第四热源。余热锅炉55是指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定温度的锅炉，余热锅炉5通过余热回收可以生产热水或蒸汽来供给其它工段使用。

所述活性炭纤维吸附塔6的热蒸汽入口62通过保温管，经电磁阀55与余热锅炉5的过热蒸汽出口53相连。活性炭纤维吸附作为一种新型的干法锅炉烟气处理方式，能够同时脱硫、脱氮，装置简单，维护成本第，具有可再生性，相比于其它单项污染物处理方式具有巨大的优势。但是，活性炭纤维作为一种吸附材料，在活性炭纤维吸附饱和后需要用热蒸汽进行脱附再生，使活性炭纤维表面的活性空位重新暴露出来。

所述混合加热水槽7内设置有温控计、液位计、流量计，通过热水管道，在热水泵作用下，将热水输送至用水单位。混合加热水槽7利用热源1-4对于自来水进行加热，可以用极低的运行提高了锅炉1的热量利用率，创造了更高的经济价值。

所述活性炭纤维吸附塔6的热蒸汽入口62处蒸汽温度应控制在150℃。活性炭纤维脱附对于热蒸汽温度有着一定的要求：温度过低，无法使活性炭纤维表面的活性空位暴露出来，实现活性炭纤维再生；温度过高，会破坏活性炭纤维的微观机构，使得吸附能力下降。

应用例：

锅炉1、除氧器2、排污扩容器3、汽轮机4、余热锅炉5和活性炭纤维吸附塔6均处于工作状态。

除氧器2对锅炉补充水进行除氧处理，收集从排汽口排出饱和水蒸气作为第一热源。

排污扩容器3将锅炉1进行排污减压扩容，排污水在膨胀器内绝热膨胀分离为二次蒸汽和废热水，并在膨胀器内经扩容、降压、热量交换，然后排放，二次蒸汽由排汽口引出，作为第二热源。

锅炉1排出的高温高压蒸汽在穿过固定喷嘴后，高速喷射在汽轮机4的叶片上，带动叶片旋转，对外做功，收集汽轮机4封轴处逸出的高温水蒸气作为第三热源。与汽轮机4连接的冷凝器42将乏汽冷凝成水，乏汽体积骤然减小，会在冷凝器42中形成高度真空，极大增强对汽轮机中蒸汽的抽取力度，产生的冷凝水进入冷却水塔43储存，冷却水塔43可通过第二电磁阀44调控对锅炉1和余热锅炉5锅筒54的补水。

余热锅炉5通过将锅炉1产生的高温烟气与水进行热交换，排出低温烟气经除尘器61除尘后进入活性炭纤维吸附塔6脱硫脱氮；余热锅炉5在排出低温烟气的同时会产出热蒸汽，通过第一电磁阀55可调控热蒸汽作为第四热源使用或者供给活性炭纤维吸附塔6脱附使用。

活性炭纤维吸附塔6使用的活性炭纤维作为一种吸附材料，在吸附饱和后需要用热蒸汽进行脱附再生，使活性炭纤维表面的活性空位重新暴露出来。脱附可使用余热锅炉5所产出的热蒸汽，热蒸汽在进入活性炭纤维吸附塔6时，温度应调节为150℃。余热的利用能显著降低工厂对于烟气脱硫脱氮处理的投入成本，提高经济效益的同时，保护了环境。

混合加热水槽7利用热源1-4对于自来水进行加热，可以用极低的运行成本获得大量热水，热水可供学校、工厂、居民区取暖，洗澡等。混合加热水槽7可以用极低的运行成本获得大量热水，提高了锅炉1的热量利用率，创造了更高的经济价值。

以上为本实用新型对于锅炉热量梯度的完整利用过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

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