[发明专利]一种冷凝型蒸汽锅炉节能供热设备

说明书

技术领域

本发明属制热设备技术领域。

背景技术

城市供暖锅炉消耗大量一次能源,并排放大量的污染物。传统上我国的供热锅炉主要以燃煤为主。随着城市生活水平的提高,为了改善城市空气质量,使用清洁能源已经成为一种趋势。传统的燃煤供热锅炉排烟温度通常高于150 ℃,蒸汽锅炉甚至高于200 ℃。采用天然气之后,大多数热水锅炉排烟温度在140～200 ℃之间。这不仅耗费了大量的能源,而且提高了锅炉的运行成本。

以天燃气为燃料的锅炉，排放的烟气含有水蒸气约15% ～19%（容积成份），是烟气热量的主要携带者。根据水蒸气分压系数可知烟气中水露点一般在56 ～ 60 ℃。我们通过用冷媒介质(如冷水、冷空气等) 降低烟气温度至露点以下,同时回收烟气的显热和潜热。为了将蒸汽锅炉排烟温度降低到烟气露点一下，就需要有更低温度的水将烟气冷却。一般的做法是在普通锅炉烟气出口安装一台节能器，通过节能器将锅炉排烟温度降下来，同时加热锅炉给水，由于普通的蒸汽锅炉排烟温度都在230 ～250℃左右，经过烟气加热的锅炉给水从室温（20℃）上升到70 ～80℃，此时烟气中的水蒸气只有极少或不发生冷凝，冷凝式锅炉效率提高十分有限，锅炉的效率低于96%。

发明内容

本发明的目的不仅是更有效地解决蒸汽锅炉低温水的获得，取得烟气的30～40%左右的汽化潜热，而且通过PLC控制和变频控制技术的应用，进一步降低系统的耗电量，使其具有综合节能效果。

本发明的技术方案是：

本发明由锅炉本体、节能器、冷凝器、组合式保温水箱和PLC控制系统组成，其中组合式保温水箱由冷水侧和热水侧组成，冷凝器分别与组合式保温水箱的冷水侧和热水侧相连，节能器分别与组合式保温水箱的热水侧和锅筒相连，锅炉内设有水位传感器并连接到PLC控制系统，PLC控制系统同时还连接燃烧器、组合式保温水箱的冷水侧和热水侧、变频控制给水系统、补水电磁阀、循环水泵以及锅炉尾部氧含量传感器；

本发明的设备控制步骤包括：

1、当节能器前的排烟温度为250℃左右时，通过节能器后排烟温度控制到150～160℃，锅炉给水从60℃上升到90℃以上；

2、冷凝器的循环水泵与锅炉燃烧器进行联动控制，当燃烧器不工作时，处于停止状态；

3、对锅炉本体水位进行连续监测，PLC控制系统控制变频控制给水系统中的锅炉给水泵，进行连续给水控制；

4、冷凝器的循环水泵抽取组合保温水箱冷水侧的水冷却冷凝器，吸收热量加热后的水进入组合保温水箱的热水侧；

5、冷凝器在微压或常压状态下运行；

6、锅炉尾部氧含量传感器随时监测排烟处未完全燃烧氧气的含量，并根据氧气含量通过变频的方式调节风机频率，达到燃料量与风量的合理匹配。

本发明的有益效果：本发明不仅有效地解决了蒸汽锅炉低温水的获得，可以获得烟气的30～40%左右的汽化潜热，而且通过PLC控制和变频控制技术的应用，进一步降低了系统的耗电量，具有综合的节能效果，按照低位发热量计算锅炉的效率可以达到100%～104%。

附图说明

附图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

本发明的工质流程和烟气流程说明：

工质流程：

1、变频控制给水系统12中的循环水泵从组合式保温水箱6的热水侧7抽取高温热水，由节能器2上部进入翅片管与由对流管束出来的热烟气进行换热后，由节能器2下部流出，随后进行锅炉本体1的炉筒内。

2、本发明的软水箱为组合式保温水箱6，由冷水侧8和热水侧7组成，经过处理的软水补进冷水侧8，冷凝器3的循环水泵10抽取冷水侧8的水冷却冷凝器3，吸收热量加热后的水进入组合式保温水箱6的热水侧7，这样可以保证始终供给冷凝器3的水是低温水，与热烟气进行换热后，由冷凝器3前端出来回到组合式保温水箱6的高温侧7，完成了尾部烟气冷凝器换热。为了保证组合式保温水箱6水位在合理范围内，锅炉内设有水位传感器4，由PLC控制系统11进行控制。

烟气流程：

燃料由安装在炉膛前端的燃烧器5点燃，在炉膛内充分燃烧后形成的热烟气经设在炉膛底部的回燃室进入进入节能器2，并围绕节能器2内的螺旋翅片管向上流动，顺着节能器2上部的烟道折转进入冷凝器3，然后围绕冷凝器3内的螺旋翅片管向后流动，最终进入烟囱排入大气。

由于锅炉本体1出口烟气温度较高，约为250～290℃，烟气进入节能器2与从组合式保温水箱6的热水侧7来水进行换热，进入节能器2的高温水温度为55～65℃，节能器2出口水温约为85～100℃，节能器2出口烟温为150～170℃，高温烟气和水在节能器2内呈逆向流动，从而可以获得较高的传热温压，平均温压约为125～160℃，从而可以获得较高的换热效率。