一种智控型节能环保装置的制作方法

1.本实用新型涉及环保装置技术领域，具体涉及一种智控型节能环保装置。


背景技术：

2.锅炉作为一种重要的能源转换装置，在工业领域具有非常广泛的应用。燃料 (气/液/固)经燃烧器点燃后在锅炉炉膛内燃烧并生成大量高温烟气，高温烟气通过换热管件将热量传递至各类被加热介质(水、油或其他物质)中，放热降温后的烟气由尾部烟道排出。通常锅炉的排烟温度在100℃～300℃之间，这部分烟气中蕴含有大量余热，一方面造成了能源的浪费，也对环境形成了一定的热污染，另一方面，燃料燃烧过程中燃烧大量的氮氧化物、硫氧化物和二氧化碳等气体，给环境带来了极大的不利影响，此外，高温烟气还增加了后续烟气治理工序的投资和能耗。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种智控型节能环保装置，主要用于解决工业锅炉能耗高、污染大的技术问题。
4.本实用新型的智控型节能环保装置，以锅炉排烟余热回收和污染物减排为基本出发点而研制，主要解决工业锅炉能耗高、污染大的问题，可适用于各类工业锅炉。本实用新型装置的应用将对改善人们居住环境、提升人民生活质量，实现国家碳排放的既定目标，具有重要的现实意义。
5.本实用新型的智控型节能环保装置，包括冷凝器和介质通道；所述冷凝器包括壳体和设置在所述壳体内的换热管，所述介质通道包括分别与所述冷凝器连接的烟风通道和液媒通道，所述烟风通道设有进风通道、出风通道和旁路风道，所述液媒通道设有进液通道、出液通道和旁路液媒通道，所述液媒通道内的液体通过所述冷凝器时在所述换热管内流动，所述烟风通道内的气体通过所述冷凝器时在所述换热管外流动；所述进风通道、出风通道、进液通道、出液通道上均设有流量、温度和压力检测装置，同时均设有电动关断阀，所述出风通道内还设有烟气组分检测装置，所述旁路风道、旁路液媒通道上均设有电动调节阀，所述进液通道、出液通道上还设有自动排气阀，所述冷凝器还设有冷凝排水口。
6.可选的，所述进风通道和所述出风通道均水平布置，且所述进风通道位于所述出风通道的下方；所述进风通道的烟气进口和所述出风通道的烟气出口设置在所述装置的第一侧面。
7.可选的，所述进液通道和所述出液通道均竖直布置，所述进液通道的液态介质进口和所述出液通道的液态介质出口设置在所述装置的上方。
8.可选的，所述进液通道和所述出液通道均具有设置在所述装置的第二侧面的排空口。
9.可选的，所述装置还包括支撑结构；所述支撑结构包括承载所述冷凝器和所述介质通道的托盘以及与所述托盘连接的吊耳。
10.可选的，所述装置还包括容纳所述冷凝器和所述介质通道的外部封装壳，所述外部封装壳上设有百叶窗。
11.可选的，所述进风通道的烟气进口处还设置有均流装置。
12.可选的，所述装置还包括控制系统；所述控制系统分别与所述流量、温度和压力检测装置、所述电动调节阀、以及所述电动关断阀连接。
13.可选的，所述进风通道用于连接锅炉的排烟口，所述出液通道用于连接锅炉的液媒进口。
14.从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
15.1、智控水平高，实现了烟气余热的深度回收利用，节能潜力更大；
16.2、降低了污染物的排放浓度，具有一定的环保效益；
17.3、进一步的，具有节能和非节能两种运行模式，两种模式可实现在线自动切换，整体操控性更好，对锅炉运行波动的适应性更强，提升了锅炉长期安全稳定运行的可靠性；
18.4、进一步的，具有运行参数在线检测功能，对装置的运行状况进行实时评估，及时发现问题并进行预警，提升整个装置的运行安全性，有利于延长装置的使用寿命；
19.(1)通过进出介质压差的变化，判断装置是否发生堵塞；
20.(2)通过进出介质流量差的变化，判断装置是否发生泄露；
21.(3)通过进出介质流量和温度差的参数，判断装置的节能量及节能率；
22.(4)通过排烟组分浓度的参数，判断装置的减排量和环保效益；
23.5、进一步的，整体结构采用撬装形式，运输及安装更方便。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
25.图1是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的原理图；
26.图2是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的内部结构正视图；
27.图3是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的内部结构侧视图；
28.图4是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的内部结构俯视图；
29.图5是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的内部结构立体图；
30.图6是本实用新型实施例一种智控型节能环保装置的封装结构立体图；
31.各附图中的附图标记如下表所示：
[0032][0033]
具体实施方式
[0034]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0035]
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036]
下面通过具体实施例，对本实用新型方案进行详细的说明。
[0037]
请参考图1所示的原理图和图2至图6所示的结构图，本实用新型实施例提供一种
智控型节能环保装置。该智控型节能环保装置的装置本体，主要包括冷凝器、介质通道、支撑结构及控制系统。
[0038]
本实施例中，冷凝器21可采用高效气液冷凝器，主要包括壳体和设置在所述壳体内的换热管，换热管可采用光管或翅片管形式，工作时，液体(或称为液体介质)在换热管内流动，气体在换热管外流动。
[0039]
本实施例中，介质通道分为烟风通道和液媒通道，分别与冷凝器21连接。烟风通道设有进风通道、出风通道和旁路风道；进风通道一端设有烟气进口20，另一端连接冷凝器21；出风通道的一端连接冷凝器21，另一端设有烟气出口1；旁路风道连接进风通道和出风通道。烟风通道内的气体通过冷凝器21时在换热管外流动，将热量传递给换热管内的液体。
[0040]
液媒通道设有进液通道、出液通道和旁路液媒通道；进液通道(即液态介质进口管)设有液态介质进口9，并与冷凝器21连接；出液通道(即液态介质出口管)设有液态介质出口7，并与冷凝器21连接；旁路液媒通道连通进液通道和出液通道。液媒通道内的液体通过冷凝器21时在换热管内流动，接受外部气体传递来的热量。
[0041]
进出介质通道(包括进风通道、出风通道、进液通道、出液通道)上均设有多个测点，安装流量、温度和压力检测装置，出风通道内设有烟气组分检测装置，同时均设有电动关断阀，旁路介质通道上均设有电动调节阀，液媒介质进出通道 (包括进液通道、出液通道)上还设有自动排气阀，冷凝器21还设有冷凝排水口 (即烟气冷凝水排水口)23。
[0042]
其中，进风通道上设有进口烟气流量检测装置19、进口烟气温度/压力检测装置17、烟气进口电动关断阀15；出风通道上设有出口烟气流量检测装置2、出口烟气温度/压力/组分检测装置3、烟气出口电动关断阀5；旁路风道上设有旁路烟道电动调节阀4。
[0043]
可选的，进风通道20与冷凝器21相连接的风道变径段内还可设置有均流装置。可选的，出风通道上还设有烟道补偿器8。
[0044]
其中，进液通道上设有进口液态介质流量检测装置10、进口液态介质温度/ 压力检测装置11、液态介质进口电动关断阀12；出液通道上设有出口液态介质流量检测装置6、出口液态介质温度/压力检测装置25、液态介质出口电动关断阀14；旁路液媒通道上设有液态介质旁路电动调节阀13。进一步的，进液通道上还设有液态介质进口管自动排气阀24，出液通道上还设有液态介质出口管自动排气阀 22。
[0045]
可选的，所述进风通道和所述出风通道均水平布置，且所述进风通道位于所述出风通道的下方；所述进风通道的烟气进口20和所述出风通道的烟气出口1均设置在所述装置的第一侧面。
[0046]
可选的，所述进液通道和所述出液通道均竖直布置，所述进液通道的液态介质进口9和所述出液通道的液态介质出口7均设置在所述装置的上方。
[0047]
可选的，所述进液通道还设有液态介质进口管排空口27，所述出液通道还设有液态介质出口管排空口28，两个排空口均设置在所述装置的第二侧面。且进一步的，冷凝排水口23可设在两个排空口之间。
[0048]
本实施例中，支撑结构包括承载所述冷凝器21和所述介质通道的托盘16以及与所述托盘连接、起安装连接作用的吊耳18；进一步的，还可包括容纳所述冷凝器21和所述介质通道的外部封装壳26。可选的，外部封装壳26上可进一步设有百叶窗29。
[0049]
本实施例中，控制系统主要包括各仪表、阀门及在线检测装置，采用plc控制柜集
中控制。该控制系统分别上述的各流量、温度和压力检测装置、各电动调节阀、各电动关断阀连接。
[0050]
本实用新型装置可应用于各种锅炉，其中，进风通道用于连接锅炉的排烟口，所述出液通道用于连接锅炉的液媒进口。
[0051]
本实用新型装置的主要功效是，将锅炉排烟余热用于预热锅炉进口液媒，一方面实现烟气余热的深度利用，达到节能的效果，同时烟气冷凝器将排烟温度至饱和点以下，部分水蒸汽冷凝为液态水析出，液态水在管壁表面形成一层水膜，水膜对来流烟气进行一定程度的过滤，对烟气中的粉尘和污染物形成捕集作用，最终随冷凝水一起收集后集中处理，从而达到降低排烟污染物浓度的目标。
[0052]
本实用新型装置首次投运时，向冷凝器里通注液媒介质后，通过自动排气阀将管内的气体自动排出，保证整个装置内部全部充满水，以提高其运行效果。实际运行中，锅炉排烟由进风通道进入冷凝器，通过换热管与管内低温液媒完成热交换过程，烟气降温后经出风通道和烟囱排空，低温液媒吸热升温后进入锅炉内继续升温。
[0053]
进一步的实施例中，本实用新型装置提供两种运行模式，即节能模式和非节能模式，两种模式可以在线自动切换，单独在某种模式下运行，通过对比两种模式下的运行参数，能够直观定量判断装置的节能效益和环保效益指标；此外也可以采用混合模式运行，通过在线调节介质旁路调节阀的开度，来实现在非设计工况下节能环保装置与锅炉运行参数的优化匹配。
[0054]
进一步的实施例中，本实用新型装置还配套设计设计完善的在线监测和保护系统，主要功能包括在线故障检测、自动隔离、故障报警、故障提示以及数据的统计、屏显及查询等。首先通过液媒侧进出口压力差数据，来判断冷凝器换热管内是否有堵塞；其次通过对比液媒侧进出口流量差数据，来判断冷凝器是否有泄露；然后通过烟气侧进出口流量数据，计算冷凝器壳体的漏风率，由此判断冷凝器壳体的严密性；还可以通过烟气侧进出口压力差数据，来判断冷凝器换热管外壁是否结垢。当冷凝器本体发生堵塞或泄露时，系统会自动发出报警提示，同时联锁执行相关的保护动作，切至非节能模式运行，退出冷凝器的运行，从而达到保证锅炉系统能够安全正常运行。当采用混合模式运行时，主要以排烟温度为调控目标，通过调节两种介质旁路调节阀的开度，来保证排烟温度稳定在设计范围内，以保证整个烟风系统的安全运行。
[0055]
进一步的实施例中，本实用新型装置还在冷凝器烟气入口设有均流装置，用于提升冷凝器入口烟气流场的均匀性，以防烟气集中冲刷局部换热管导致换热管发生泄露。冷凝器的底部可设有冷凝水集水槽，用于收集和排出烟气冷凝水，防止冷凝水对烟道内壁形成腐蚀。此外，可通过专门的控制逻辑设计，来实现冷凝器的自动排空功能，由此来解决装置冬季停运时的冻裂问题。
[0056]
综上，本实用新型实施例提供了一种智控型节能环保装置，其关键点可包括：
[0057]
1、本实用新型装置是一种集冷凝器、介质通道、支撑结构及控制系统于一体、能够实现多种功能的机电一体化产品。
[0058]
2、优选的，冷凝器以光管或翅片管为换热元件，烟气入口设有均流装置，防止换热管发生磨损泄露。
[0059]
3、优选的，装置具有节能和非节能两种运行模式，且能够实现在线自动切换，直观
的显示节能模式的综合效益指标，且两种模式还可以组合使用。
[0060]
4、优选的，装置具有在线故障检测、故障报警、故障提示以及数据的统计、屏显及查询功能。
[0061]
5、优选的，装置可以实时在线监测冷凝器的堵塞和泄露情况，在故障发生时，一方面能够及时提醒运行人员问题所在，另一方面能够在线联锁动作，切至非节能模式运行，保证锅炉的长期安全运行。
[0062]
6、优选的，装置专属控制系统，能够实现装置内残留空气的自动排出和装置内存水的自动排空功能。
[0063]
7、优选的，装置设有冷凝水收集和排放结构，用于冷凝水的排出，防止烟道内壁发生腐蚀。
[0064]
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
[0065]
1、智控水平高，实现了烟气余热的深度回收利用，节能潜力更大；
[0066]
2、降低了污染物的排放浓度，具有一定的环保效益；
[0067]
3、具有节能和非节能两种运行模式，整体操控性更好，对锅炉运行波动的适应性更强，提升了锅炉长期安全稳定运行的可靠性；
[0068]
4、具有运行参数在线检测功能，对装置的运行状况进行实时评估，及时发现问题并进行预警，提升整个装置的运行安全性，有利于延长装置的使用寿命；
[0069]
5、整体结构采用撬装形式，运输及安装更方便。
[0070]
以上，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0071]
应当理解，上述各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员，可以对上述各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各实施例技术方案的精神和保护范围。