[发明专利]一种天然气锅炉烟气消白及余热回收系统

说明书

本发明涉及锅炉节能环保技术领域，公开了一种天然气锅炉烟气消白及余热回收系统，由燃气锅炉本体、燃烧器、省煤器、冷凝器、烟气余热回收机组、换热层、水质调节装置、板式换热器、全热空预器、空气过热器、热泵机组、热泵冷凝器、热泵蒸发器、鼓风机、再循环烟道、余热水溢水管和相应的管道组成。本发明通过助燃风加温加湿，降低湿空气的含氧量，同时降低了燃气消耗，进而降低燃烧过程NOx的生成量；通过加入的水蒸汽改善燃烧器的燃烧工况，略微降低炉膛温度，能促进甲烷与OH^‑之间的反应，提高燃烧效率；从而可以将燃气锅炉烟气中的潜热完全回收，大幅提升了锅炉效率，同时实现污染物的减排和烟羽消白的目的。

技术领域

本发明涉及锅炉节能环保技术领域，具体是一种天然气锅炉烟气消白及余热回收系统。

背景技术

在双碳目标的驱动下，全国各地大力实施能源结构改革，短期内的去煤化是煤改气、用气供热发电，天然气锅炉的占比将大幅提高；与此同时，天然气锅炉余热回收系统的改造或新建锅炉配套将成为一大热点，其中，天然气主要由甲烷（85%）和少量乙烷（9%）、丙烷（3%）、氮（2%）和丁烷（1%）组成，另有极少量的硫化氢；天然气完全燃烧后，尾气中含有大量的CO₂和水蒸气。

由于天然气锅炉烟气含有大量水蒸气，存在大量的汽化潜热，其数值约占天然气低位发热量的12%；烟气SO₂/SO₃的生成量极低，无需顾忌酸露点，现有技术下，水蒸气中的热量通常由冷凝器或节能器冷凝回收，其原理是以低于烟气露点的水作为换热介质靠近换热面区域，烟气中水蒸汽冷凝，同时实现烟气显热释放和水蒸汽凝结潜热释放；另一种余热回收的方式是安装喷淋换热塔，通过喷淋水与烟气直接接触获取喷淋余热水，然后通过热泵回收喷淋余热水余热，用于加热的热网回水或锅炉给水。

热泵一般采用燃气驱动的吸收式热泵，设备造价昂贵，运行成本高，投资回报率较差；而冷凝器的换热方式为间壁式换热，其效果要差于喷淋换热塔传热传质同时进行的水-水直接接触式换热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气锅炉烟气消白及余热回收系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种天然气锅炉烟气消白及余热回收系统，由燃气锅炉本体、燃烧器、省煤器、冷凝器、烟气余热回收机组、换热层、水质调节装置、板式换热器、全热空预器、空气过热器、热泵机组、热泵冷凝器、热泵蒸发器、鼓风机、再循环烟道、余热水溢水管和相应的管道组成；

所述燃气锅炉本体的尾部烟道从左向右依次安装有省煤器和冷凝器，所述省煤器和冷凝器之间连接有再循环烟道，所述再循环烟道的一端与鼓风机相连通，所述燃气锅炉本体的内部安装有燃烧器，所述燃烧器的输入端安装有鼓风机，所述烟气余热回收机组和全热空预器的内部均安装有换热层，所述烟气余热回收机组的内部的换热层分为上下两段，所述全热空预器和烟气余热回收机组中均设置有冷却水，所述燃气锅炉本体通过旁通阀与冷凝器和烟气余热回收机组相连接，所述热泵机组的内部从上向下依次安装有热泵冷凝器和热泵蒸发器。

作为本发明再进一步的方案：其工作流程包括以下步骤：

S1、通过鼓风机将外部的助燃空气抽入到全热空预器中，同时全热空预器通过锅炉尾部烟道排出的携带热量的烟气对助燃空气进行加温加湿；

S2、助燃空气加温加湿后再经过空气过热器加热，得到5～8℃的温升，并将其相对湿度降至80%以下；

S3、经过空气过热器加热后的助燃空气通过鼓风机抽入到燃烧器内与天然气混合燃烧；

S4、在S3步骤中燃烧产生的烟气一部分烟气通过再循环烟道重新回到燃烧器中进行燃烧，由于通过旁通阀将冷凝器旁通掉，另一部分烟气直接进入到烟气余热回收机组内部的冷却水中，冷却水吸热升温，形成一级余热水，一级余热水再经过水质调节装置后，去除烟气中的微量可溶盐和SO₂；