一种带全热空预器的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组

1.本实用新型涉及一种带全热空预器的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组，属于燃气锅炉清洁燃烧与余热供热技术领域。


背景技术：

2.燃气锅炉排烟中含有大量的水蒸气，其大量潜热及显热均虽排烟或排风白白散失了。为深度回收此类高湿烟气余热，目前常用的余热利用方式包括：间壁式节能器，基于吸收式热泵换热的烟气冷凝热回收装置等，但前者存在腐蚀问题、换热材料造价高等问题，后者存在吸收式热泵需要大量驱动热源、造价高导致投资回收期往往较长等问题。
3.清华大学开发的“基于水蒸气载热循环的烟气余热回收”系列化技术，包括“一种烟塔合一的锅炉排烟全热回收与烟气消白装置”（2017206805342）等，采用从烟气低温段回收余热加热低温余热水、并用于对锅炉进风加温加湿从而提高排烟含湿量及其露点温度、再从烟气高温段回收余热用于加热热网回水等低温余热水的方式，实现了将排烟温度大幅降低到20～30℃并全面回收其显热和潜热的目的，但其中的换热器结构及配套设备较多，存在着占用空间较大、水风系统阻力较大会增大耗电量、初投资仍然偏高等问题，因此其换热方式及设备系统有待于进一步优化。
4.另外，烟囱所含大量水蒸气等导致明显的白雾现象，燃气锅炉的nox排放指标要求越来越高，有必要对烟气进行“消白”治理。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的和任务是，针对上述燃气锅炉排烟中含有大量水蒸气的状况，采用基于水蒸气载热循环的烟气余热回收技术，其中主要余热回收设备部件均布置到燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组内，可实现提取含有大量水蒸气的锅炉排烟的余热以用于加热热网水和锅炉进风，从而实现锅炉排烟的深度余热回收和实质性消白治理。
6.本实用新型的具体描述是：一种带全热空预器的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组，该燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组105的进烟口与锅炉101的节能器102的出烟口相连，出风口与锅炉101的助燃风进口处的送风机103的进风口相连，所述的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组105采用竖向换热塔整体式结构，其下部为撬装水力模块107，中上部为烟风喷淋塔106，其中烟风喷淋塔106由全热空预器1和烟气喷淋换热器7组成，两者之间由烟气塔底水池3的底部的风烟隔板2完全隔开，烟气塔底水池3的上部为均烟段4，均烟段4的侧向进烟口与高湿烟气f的进烟管相通，均烟段4的上部与高温换热段5相通，高温换热段5的上部设置有中温喷淋装置6，中温喷淋装置6的上部与穿流集水器24相通，穿流集水器24的上部与低温换热段8相通，低温换热段8的上部设置有低温喷淋装置9，低温喷淋装置9的上部设置有烟气湿度调节装置10，烟气湿度调节装置10的上部与烟气出口段11相通，烟气出口段11的出烟口处的低温排烟q与大气相通，低温喷淋装置9的进水口经低温余热水泵12与全热空预器1的空气塔底水池20的出水口相连，空气塔底水池20的上部为均风段19，均风段19的
进风口与环境空气a相通，均风段19的上部与空气加温加湿段18相通，空气加温加湿段18的上部与空气喷淋装置17相通，空气喷淋装置17的上部设置有空气湿度调节装置16，空气湿度调节装置16的上部与空气出口段22相通，空气出口段22的出口处的升温加湿空气c的出风口，与烟气再循环风机104的出口相通，且经过送风机103与锅炉101的锅炉进风d的进口相通，锅炉101的出烟口处的炉内排烟e的出烟口，分别与节能器102和烟气再循环风机104的烟气进口相通，节能器102的出烟口经高湿烟气f的进烟管与均烟段4的侧向进烟口相通，所述的穿流集水器24的低温集水j的底部出水口与低温余热水下降管23的进口连接，低温余热水下降管23的出口与空气喷淋装置17的进水口相通，所述的烟气塔底水池3的高温余热水出口与高温出水管段21的进口相连，高温出水管段21的出口经高温水循环泵13与热网回水退水h的退水管路25相通，所述的中温喷淋装置6的进水口与热网回水来水g的来水管路15相通。
7.高温水循环泵13进口段还与水质调节装置14及其水质调节剂k的进口相通。
8.高温换热段5、低温换热段8、空气加温加湿段18为烟气或空气与喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部采用空段或填料结构。
9.中温喷淋装置6、低温喷淋装置9和空气喷淋装置17采用单层槽盘式布水结构或由n层喷淋结构组成的布水结构，其中n大于等于1。
10.撬装水力模块107采用整体式撬装结构，其内部集成了热网水的退水管路25、来水管路15、水质调节装置14、高温水循环泵13、低温余热水泵12及其之间的连接管与管件，并设置于一个整体外壳内。
11.本实用新型可作为清华大学与北京清大天工能源技术研究所联合开发的多项创新性锅炉排烟深度冷凝热回收技术方式及系列化专利，创新性地实现了将燃气锅炉的全部烟气余热回收设备据集成到一个一体化的烟气余热回收机组中；并由热网回水直接对高温烟气进行喷淋换热，高温出水经水质调节后由水泵直接送往下游换热设备；烟气低温段余热水出水直接作为全热空预器的喷淋加湿的热源水，从而大幅简化了烟气余热回收及用于热网回水供热的流程；助燃风在全热空预器的加湿还可有利于实现低氮燃烧，并在必要时与烟气再循环技术相结合，显著降低nox生成量及排放量；大幅度节省的设备系统安装空间及占地，节省现场安装施工的工作量、施工周期及其费用。
附图说明
12.图1是本实用新型的系统示意图。
13.图1中各部件编号与名称如下。
14.全热空预器1、风烟隔板2、烟气塔底水池3、均烟段4、高温换热段5、中温喷淋装置6、烟气喷淋换热器7、低温换热段8、低温喷淋装置9、烟气湿度调节装置10、烟气出口段11、低温余热水泵12、高温水循环泵13、水质调节装置14、来水管路15、空气湿度调节装置16、空气喷淋装置17、空气加温加湿段18、均风段19、空气塔底水池20、高温出水管段21、空气出口段22、低温余热水下降管23、穿流集水器24、退水管路25、锅炉101、节能器102、送风机103、烟气再循环风机104、燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组105、烟风喷淋塔106、撬装水力模块107、环境空气a、升温加湿空气c、锅炉进风d、炉内排烟e、高湿烟气f、热网回水来水g、热网回水退水h、低温集水j、水质调节剂k、低温排烟q。
具体实施方式
15.图1是本实用新型的系统示意图和实施例。
16.本实用新型的具体实施例1如下。
17.一种带全热空预器的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组，该燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组105的进烟口与锅炉101的节能器102的出烟口相连，出风口与锅炉101的助燃风进口处的送风机103的进风口相连，所述的燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组105采用竖向换热塔整体式结构，其下部为撬装水力模块107，中上部为烟风喷淋塔106，其中烟风喷淋塔106由全热空预器1和烟气喷淋换热器7组成，两者之间由烟气塔底水池3的底部的风烟隔板2完全隔开，烟气塔底水池3的上部为均烟段4，均烟段4的侧向进烟口与高湿烟气f的进烟管相通，均烟段4的上部与高温换热段5相通，高温换热段5的上部设置有中温喷淋装置6，中温喷淋装置6的上部与穿流集水器24相通，穿流集水器24的上部与低温换热段8相通，低温换热段8的上部设置有低温喷淋装置9，低温喷淋装置9的上部设置有烟气湿度调节装置10，烟气湿度调节装置10的上部与烟气出口段11相通，烟气出口段11的出烟口处的低温排烟q与大气相通，低温喷淋装置9的进水口经低温余热水泵12与全热空预器1的空气塔底水池20的出水口相连，空气塔底水池20的上部为均风段19，均风段19的进风口与环境空气a相通，均风段19的上部与空气加温加湿段18相通，空气加温加湿段18的上部与空气喷淋装置17相通，空气喷淋装置17的上部设置有空气湿度调节装置16，空气湿度调节装置16的上部与空气出口段22相通，空气出口段22的出口处的升温加湿空气c的出风口，与烟气再循环风机104的出口相通，且经过送风机103与锅炉101的锅炉进风d的进口相通，锅炉101的出烟口处的炉内排烟e的出烟口，分别与节能器102和烟气再循环风机104的烟气进口相通，节能器102的出烟口经高湿烟气f的进烟管与均烟段4的侧向进烟口相通，所述的穿流集水器24的低温集水j的底部出水口与低温余热水下降管23的进口连接，低温余热水下降管23的出口与空气喷淋装置17的进水口相通，所述的烟气塔底水池3的高温余热水出口与高温出水管段21的进口相连，高温出水管段21的出口经高温水循环泵13与热网回水退水h的退水管路25相通，所述的中温喷淋装置6的进水口与热网回水来水g的来水管路15相通。
18.高温水循环泵13进口段还与水质调节装置14及其水质调节剂k的进口相通。
19.高温换热段5、低温换热段8、空气加温加湿段18为烟气或空气与喷淋水组成竖向布置的逆流换热结构，其中内部采用空段或填料结构。
20.中温喷淋装置6、低温喷淋装置9和空气喷淋装置17采用单层槽盘式布水结构或由n层喷淋结构组成的布水结构，其中n大于等于1。
21.撬装水力模块107采用整体式撬装结构，其内部集成了热网水热网水的退水管路25、来水管路15、水质调节装置14、高温水循环泵13、低温余热水泵12及其之间的连接管与管件，并设置于一个整体外壳内。
22.需要说明的是，本实用新型提出了采用燃气锅炉低氮燃烧烟气供热机组结构以实现燃气锅炉烟气的深度冷凝热回收并用于对锅炉进风加温加湿及加热热网回水，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用不同的筒径结构，或采用方形截面代替圆形截面，管路设置在塔体内部或外部，采用不同的水质处理设备及方法；采用不同的换热元件结构及其简单变形；增加板换将热网水与余热水由直接串联方
式改为间接换热方式，或者简单的调整余热水进出水参数及分级数量；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，或者将该技术方式以相同或相似的结构应用于不同烟气或排风种类、等及其它类似应用场合，均落入本实用新型的保护范围。