烟气除白装置、烟气余热回收系统及锅炉热水系统的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉烟气处理技术领域，尤其涉及一种烟气除白装置、烟气余热回收系统及锅炉热水系统。


背景技术：

2.在锅炉设备领域，锅炉烟道内的烟气一般存在大量水蒸汽而产生白烟现象。现有技术中，除白烟的方式通常为将烟气制冷管和加热管均设置在锅炉烟道内，通过制冷加热法去除白烟。这种方式的缺点在于，当未启用除白功能时，在烟道内设置的制冷管和加热管会增加烟道阻力，影响烟道内的正常烟气排放，进而影响锅炉的燃烧系统。


技术实现要素：

3.本实用新型所解决的技术问题之一是要提供一种烟气除白装置，其能够有效解决除白装置设置在烟道内会增加烟道阻力的问题。
4.本实用新型所解决的技术问题之二是要提供一种烟气余热回收系统，其能够有效解决烟气的热量在除白过程中损失而没有进行余热回收的问题。
5.本实用新型所解决的技术问题之三是要提供一种锅炉热水系统，其能够有效解决锅炉排出的烟气的除白和余热回收利用问题。
6.上述第一个技术问题通过以下技术方案进行解决：
7.一种烟气除白装置，包括：
8.主烟道；
9.旁路烟道，所述旁路烟道的进端和出端均与所述主烟道连通，所述旁路烟道的进端和出端沿所述主烟道的排烟方向先后设置；
10.蒸发器，所述蒸发器设于所述旁路烟道内；
11.风机，所述风机设于所述旁路烟道内，所述蒸发器和所述风机自所述旁路烟道的进端至出端依次设置；
12.冷凝器，所述冷凝器与所述蒸发器通过循环管道连接。
13.本实用新型所述的烟气除白装置，与背景技术相比，具有的有益效果为：
14.本实用新型的烟气除白装置，通过设置旁路烟道，将蒸发器和风机均设置在旁路烟道内，在不需要进行除白时，蒸发器和风机不会对主烟道造成排烟阻力，在需要进行除白时，烟气在风机作用下进入旁路烟道并与蒸发器发生换热，烟气温度降低使得烟气中携带的水蒸气冷凝，实现除白；蒸发器和冷凝器通过循环管道连接实现换热介质的循环，除白成本低，易于实现。
15.在其中一个实施例中，所述烟气除白装置还包括再热器，所述再热器设置在所述旁路烟道内且位于所述蒸发器和所述风机之间，所述再热器用于加热烟气。
16.在其中一个实施例中，所述烟气除白装置还包括压缩机和膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述再热器、所述膨胀阀以及所述蒸发器通过所述循环管道依次连通，所述循环
管道内具有换热介质。
17.在其中一个实施例中，所述旁路烟道包括相互连通的两个水平管道和一个竖直管道，两个所述水平管道的一端分别为所述旁路烟道的进端和出端，两个所述水平管道的另一端分别连接所述竖直管道的两端。
18.在其中一个实施例中，沿所述烟气的流动方向，所述蒸发器和所述再热器依次设置在具有所述进端的所述水平管道内。
19.在其中一个实施例中，所述主烟道包括沿所述烟气的流动方向顺次连接且贯通的第一排烟管道和第二排烟管道，所述旁路烟道设置在所述第二排烟管道的一侧，所述旁路烟道的进端和出端均连通所述第二排烟管道；所述第二排烟管道的横截面面积大于所述第一排烟管道的横截面面积。
20.在其中一个实施例中，所述旁路烟道的进端位于所述第一排烟管道和所述第二排烟管道的交接处。
21.上述第二个技术问题通过以下技术方案进行解决：
22.一种烟气余热回收系统，包括余热回收装置和上述任一实施例所述的烟气除白装置，所述余热回收装置与所述烟气除白装置中的冷凝器连接。
23.本实用新型所述的烟气余热回收系统，与背景技术相比，具有的有益效果为：
24.本实用新型的烟气余热回收系统，利用烟气除白装置中的冷凝器与余热回收装置进行换热，将蒸发器吸收的烟气余热进行回收，实现了对烟气的同时除白和余热回收，避免了烟气除白过程中的烟气热量损失。
25.在其中一个实施例中，所述余热回收装置包括余热回收管道，所述冷凝器具有能相互换热的第一换热流道和第二换热流道，所述第一换热流道的两端分别与压缩机和再热器连接，所述第二换热流道与所述余热回收管道连接。
26.上述第三个技术问题通过以下技术方案进行解决：
27.一种锅炉热水系统，包括上述任一实施例所述的烟气余热回收系统，还包括：
28.锅炉，所述烟气除白装置中的主烟道连接于所述锅炉的排烟口；
29.用水管，所述余热回收装置的进端与出端均与所述用水管连通，所述锅炉用于加热所述用水管内的水。
30.本实用新型所述的锅炉热水系统，与背景技术相比，具有的有益效果为：
31.本实用新型提供的锅炉热水系统，通过烟气余热回收系统，实现了烟气余热回收和烟气除白，烟气除白装置中的蒸发器和风机设置在旁路烟道，对主烟道的排烟不会造成阻力，烟气余热被烟气余热回收装置吸收后用于预热用水管内的水，实现了烟气余热回收利用，有利于降低锅炉能耗，具有节能环保的效果。
附图说明
32.图1为本实用新型提供的烟气除白装置的结构示意图；
33.图2为为本实用新型提供的烟气余热回收系统的结构示意图；
34.图3为本实用新型提供的锅炉热水系统的结构示意图；
35.图4为本实用新型提供的锅炉热水系统的烟气除白和余热回收的循环回路示意图。
36.标号说明：
37.100、锅炉；101、锅炉本体；102、循环热水管道；103、换热器；104、第三循环泵；
38.200、用水管；201、第二循环泵；
39.1、烟气除白装置；
40.11、主烟道；111、第一排烟管道；112、第二排烟管道；12、旁路烟道；121、水平管道；122、竖直管道；13、蒸发器；14、风机；15、冷凝器；16、再热器；17、压缩机；18、膨胀阀；
41.2、余热回收管道；21、第一循环泵。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
44.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
45.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.本实用新型实施例提供一种烟气除白装置，以用于锅炉烟气的除白为例，进行详细说明如下。
47.烟气除白装置1，如图1所示，包括主烟道11、旁路烟道12、蒸发器13、风机14和冷凝器15，主烟道11用于烟气的排放，本实施例中烟气从下向上排出。旁路烟道12设置在主烟道11在一侧，旁路烟道12的进端和出端均连通主烟道11，旁路烟道12的进端和出端沿主烟道11的排烟方向先后设置；蒸发器41设于旁路烟道1内；风机14设于旁路烟道12内，蒸发器13和风机14自旁路烟道12的进端至出端依次设置；冷凝器15与蒸发器13通过循环管道连接。
48.本实用新型的烟气除白装置1，通过设置旁路烟道12与主烟道11连通并设于主烟道11的一侧，锅炉烟气在不需要除白时可以直接通过主烟道11排出，不受旁路烟道12内的蒸发器13和风机14的影响，主烟道11无烟气排放阻力，解决了现有技术中除白烟装置设置在主烟道11内增加烟道阻力的问题。本实施例通过在旁路烟道1内设置风机14和蒸发器13，当需要烟气除白时，风机14启动，风机14能够将主烟道11内的烟气引流至旁路烟道12内并通过蒸发器13，蒸发器13吸收烟气中的显热和潜热，使得烟气中的水蒸汽冷凝，实现除白；
通过在旁路烟道12内设置蒸发器13，在旁路烟道12外侧设置冷凝器15与蒸发器13连接以形成换热介质的循环，实现烟气的低温除白。本实施例的烟气除白装置在运行时，风机14的流量大于主烟道11的排烟流量，风机14排出的烟气在旁路烟道12的出端与主烟道11汇流排出时，会有小部分烟气回流并与未降温的主烟道11内的烟气进行混合后再次进入到旁路烟道112，其余的大部分烟气通过主烟道11沿排烟方向排出，该回流去耦方式，消除了主烟道11内的烟气阻力，且利于烟气排放。
49.在其中一个实施例中，烟气除白装置1还包括再热器16，再热器16设置在旁路烟道12内且位于蒸发器13和风机14之间，再热器16用于加热烟气。
50.如图1所示，再热器16上对烟气加热的装置，烟气经过蒸发器13后得到降温冷却，然后再流经再热器16，再热器16对降温后的烟气进行加热，烟气温度升高后相对湿度下降，利于除白。
51.在其中一个实施例中，烟气除白装置1还包括压缩机17和膨胀阀18，压缩机17、冷凝器15、再热器16、膨胀阀18以及蒸发器13通过循环管道依次连通，循环管道内具有换热介质。
52.如图1所示，换热介质在蒸发器13内为低温低压液态，吸收烟气热量后经过压缩机变为高温高压气态后进入冷凝器15和再热器16，再热器16对烟气进行加热升温，降低了烟气的相对湿度，实现进一步地除白效果。通过换热介质的状态变化实现烟气的冷却降温和再加热，所需成本低，温度易于控制，除白效果好。
53.在其中一个实施例中，旁路烟道12包括相互连通的两个水平管道121和一个竖直管道122，两个水平管道121的一端分别为旁路烟道12的进端和出端，两个水平管道121的另一端分别连接竖直管道122的两端。
54.如图1所示，两个水平管道121、一个竖直管道122以及旁路烟道12的进端和出端之间的一段主烟道11围设形成回字形烟道，风机14启动后，主烟道11内的烟气从进端进入旁路烟道12，依次经过蒸发器13和再热器16后实现除白，除白后的烟气经由风机14从出端排出并进入主烟道11，最后排出。风机14不启动时，烟气沿主烟道11直接排出，旁路烟道12为静默状态，不影响主烟道1的排烟。将旁路烟道12设置为水平和竖直方向的不同段，利于装配或安装风机14、蒸发器13和再热器16，结构布局合理，风机14设置在一个水平管道121内，再热器16和蒸发器13设置在另一个水平管道121内，利于烟气进入旁路烟道12后最先接触蒸发器13和再热器16，实现烟气中的水汽的去除。
55.在其中一个实施例中，沿烟气的流动方向，蒸发器13和再热器16依次设置在具有进端的水平管道11内。
56.如图1所示，风机14设置在具有出端的水平管道121内，蒸发器13设置在进端附近，利于烟气首先经过蒸发器13进行冷凝除湿，再热器16与蒸发器13间隔设置，使得烟气充分冷凝除湿后，再经过再热器16实现温度升高，进而降低烟气的相对湿度，实现除白。风机14设置在出端附近，利于将烟气及时送入主烟道11，实现及时排烟。
57.在其中一个实施例中，主烟道11包括沿烟气流动方向顺次连接且贯通的第一排烟管道111和第二排烟管道112，旁路烟道12的进端和出端均连通第二排烟管道112，第二排烟管道112的横截面面积大于第一排烟管道111的横截面面积。
58.如图1所示，主烟道11分为两段，第一段为第一排烟管道111，直接与锅炉100的排
烟口连接，引导烟气排放。本实施例中在第一排烟管道111的末端设置第二排烟管道112，利于在第二排烟管道112的一侧设置旁路烟道12，且第二排烟管道112和旁路烟道12均设置在远离锅炉100的排烟口一定距离，利于烟气中的水蒸汽的初步排除。在风机14不启动时，第一排烟管道111内的烟气沿排烟方向通过第二排烟管道112排出，由于第二排烟管道112的横截面面积大于第一排烟管道111的横截面面积，使得烟气在进入第二排烟管道112后降速，利于除湿；同时，利于旁路烟道12的出端的烟气的排出。
59.在其中一个实施例中，旁路烟道12的进端位于第一排烟管道111和第二排烟管道112的交接处。
60.在旁路烟道12内风机14的作用下，第一排烟管道111的烟气可以直接进入旁路烟道12内的蒸发器13实现除白。将旁路烟道12的进端设置在第一排烟管道111和第二排烟管道112的交接处，可以使得烟气进入第二排烟管道112之前就进入旁路烟道12内，避免烟气发生多次速度变化导致噪声增加，且利于烟气的回流。
61.基于上述实施例提供的烟气除白装置1，本实用新型还提供一种烟气余热回收系统，如图2所示，烟气余热回收系统包括余热回收装置和烟气除白装置1，余热回收装置与冷凝器15连接。
62.如图2所示，烟气除白装置1中的蒸发器13对烟气进行降温除湿，同时吸收烟气热量后，换热介质温度增加，经过压缩机17后形成高温高压气态的换热介质进入冷凝器15，余热换热装置连接冷凝器15，与换热介质实现换热，进而实现将烟气热量回收并储存在余热换热装置。余热换热装置可以实现热量的再利用，再利用方式包括但不限于对余热回收装置的冷水进行加热。
63.在其中一个实施例中，余热回收装置包括余热回收管道2，本实施例中冷凝器15采用双通道板式换热器，冷凝器15具有能相互换热的第一换热流道和第二换热流道，第一换热流道的两端分别与压缩机17和再热器16连接，第二换热流道与余热回收管道2连接。换热介质经过第一换热流道时与流经第二换热流道的水体进行换热，换热介质从高温高压气态变为高温高压液态后流入再热器16，高温高压液态的换热介质能够对经过蒸发器13得到降温后的烟气进行再加热以降低相对湿度，实现除白。
64.基于上述的烟气余热回收系统，本实用新型还提供一种锅炉热水系统，如图3和图4所示，锅炉热水系统包括烟气余热回收系统、用水管200和锅炉100，烟气除白装置1的主烟道11连接于锅炉100的排烟口，用水管200用于连接末端用水系统，末端用水系统可以为供暖用水系统、也可以为生活热水系统；余热回收装置的进端和出端均与用水管200连通；锅炉100用于加热用水管200内的水，锅炉100包括锅炉本体101、与锅炉本体101的进端和出端连通的循环热水管道102、以及设置在循环热水管道102上的换热器103，换热器103采用双通道板式换热器，即换热器103具有能相互换热的两个换热通道，循环热水管道102与换热器103的其中一个换热通道连通，用水管200与换热器103的另一个换热通道连通，循环热水管道102通过换热器103将热量传递给用水管200内的水。
65.如图3和图4所示，余热回收管道2的进端和出端均与用水管200连通，余热回收管道2上设有第一循环泵21，在第一循环泵21的作用下，回水经过冷凝器15的第二换热流道实现换热加热，然后回到用水管200，再次经过锅炉100的循环热水管道102上的换热器103，实现对回水的再次加热并将热水供给末端用水系统。可以理解，预热后的回水再加热，能够节
约锅炉100的能源消耗。需要说明的是，用水管200上设有第二循环泵201，当不采用余热回收管道2进行预热时，用水管200内的回水在第二循环泵201的作用下实现循环驱动。同理，锅炉100的循环热水管道102上设有第三循环泵104，用于实现循环热水管道102内的介质循环驱动。
66.上述的锅炉热水系统中，锅炉100排出的烟气能够同时实现除白和余热回收，具体循环回路结合图4，说明如下：
67.除白回路：从锅炉100的排烟口排出的第一烟气(温度t1)通过主烟道11排出，风机14启动进行除白，第一烟气(温度t1)进入旁路烟道12，首先经过蒸发器13实现冷凝降温除湿，得到第二烟气(温度t2)，温度t2＜t1。然后第二烟气(温度t2)经过再热器16进行一次热交换实现对第二烟气的升温得到第三烟气(温度t3)，此时温度t3＞温度t2，第三烟气的相对湿度降低；该第三烟气通过风机14后回到主烟道11，大部分第三烟气沿主烟道11的排烟方向向上排出，少部分第三烟气向下回流并主烟道11内的第一烟气混合后再次进入旁路烟道12。
68.除白过程中，换热介质在蒸发器13、压缩机17、冷凝器15、再热器16和膨胀阀18之间的循环管道内循环，蒸发器13对烟气实现降温冷凝除湿。
69.烟气余热回收：蒸发器13与第一烟气换热后，第一烟气冷却降温，湿度下降；蒸发器13内换热介质吸热并经过压缩机17后形成高温高压气态换热介质(温度t4)，换热介质和流经第二换热流道的水在冷凝器15内实现换热，换热介质温度降低后进入再热器16，再热器16内换热介质的温度t3大于第二烟气温度t2，因此再热器16具有对第二烟气的再加热效果，进而降低第二烟气的相对湿度得到第三烟气，实现除白；同时余热回收管道2或水箱内得到预热热水实现对烟气余热的回收再利用，节约能源。
70.锅炉100的热水循环过程：锅炉100的热水在循环热水管道102内循环，循环驱动力由第三循环泵104提供。
71.用水管200与循环热水管道102均连接换热器103实现换热，用水管200内的回水经冷凝器15预热和换热器103换热加热后供给末端用水系统的供热水端。
72.在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.上述具体实施方式的具体内容仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.烟气除白装置，其特征在于，包括：主烟道(11)；旁路烟道(12)，所述旁路烟道(12)的进端和出端均与所述主烟道(11)连通，所述旁路烟道(12)的进端和出端沿所述主烟道(11)的排烟方向先后设置；蒸发器(13)，所述蒸发器(13)设于所述旁路烟道(12)内；风机(14)，所述风机(14)设于所述旁路烟道(12)内，所述蒸发器(13)和所述风机(14)自所述旁路烟道(12)的进端至出端依次设置；冷凝器(15)，所述冷凝器(15)与所述蒸发器(13)通过循环管道连接。2.根据权利要求1所述的烟气除白装置，其特征在于，所述烟气除白装置还包括再热器(16)，所述再热器(16)设置在所述旁路烟道(12)内且位于所述蒸发器(13)和所述风机(14)之间，所述再热器(16)用于加热烟气。3.根据权利要求2所述的烟气除白装置，其特征在于，所述烟气除白装置还包括压缩机(17)和膨胀阀(18)，所述压缩机(17)、所述冷凝器(15)、所述再热器(16)、所述膨胀阀(18)以及所述蒸发器(13)通过所述循环管道依次连通，所述循环管道内具有换热介质。4.根据权利要求2所述的烟气除白装置，其特征在于，所述旁路烟道(12)包括相互连通的两个水平管道(121)和一个竖直管道(122)，两个所述水平管道(121)的一端分别为所述旁路烟道(12)的进端和出端，两个所述水平管道(121)的另一端分别连接所述竖直管道(122)的两端。5.根据权利要求4所述的烟气除白装置，其特征在于，沿所述烟气的流动方向，所述蒸发器(13)和所述再热器(16)依次设置在具有所述进端的所述水平管道(121)内。6.根据权利要求5所述的烟气除白装置，其特征在于，所述主烟道(11)包括沿所述烟气的流动方向顺次连接且贯通的第一排烟管道(111)和第二排烟管道(112)，所述旁路烟道(12)设置在所述第二排烟管道(112)的一侧，所述旁路烟道(12)的进端和出端均连通所述第二排烟管道(112)；所述第二排烟管道(112)的横截面面积大于所述第一排烟管道(111)的横截面面积。7.根据权利要求6所述的烟气除白装置，其特征在于，所述旁路烟道(12)的进端位于所述第一排烟管道(111)和所述第二排烟管道(112)的交接处。8.烟气余热回收系统，其特征在于，包括余热回收装置和权利要求1-7任一项所述的烟气除白装置(1)，所述余热回收装置与所述烟气除白装置(1)中的冷凝器(15)连接。9.根据权利要求8所述的烟气余热回收系统，其特征在于，所述余热回收装置包括余热回收管道(2)，所述冷凝器(15)具有能相互换热的第一换热流道和第二换热流道，所述第一换热流道的两端分别与压缩机(17)和再热器(16)连接，所述第二换热流道与所述余热回收管道(2)连接。10.锅炉热水系统，其特征在于，包括权利要求8-9任一项所述的烟气余热回收系统，还包括：锅炉(100)，烟气除白装置(1)中的主烟道(11)连接于所述锅炉(100)的排烟口；用水管(200)，所述余热回收装置的进端和出端均与所述用水管(200)连通，所述锅炉(100)用于加热所述用水管(200)内的水。

技术总结
本实用新型属于锅炉烟气处理技术领域，公开了一种烟气除白装置、烟气余热回收系统及锅炉热水系统，烟气除白装置包括主烟道、旁路烟道、蒸发器、风机和冷凝器，旁路烟道的进端和出端均与主烟道连通且沿主烟道的排烟方向先后设置；蒸发器和风机自旁路烟道的进端至出端依次设于旁路烟道内；冷凝器与蒸发器通过循环管道连接。本实用新型通过设置旁路烟道，烟气在不需要除白时可以通过主烟道直接排出，解决了现有技术中除白装置增加烟道阻力的问题；烟气经过旁路烟道内的蒸发器降温后降低了烟气湿度，实现除白。实现除白。实现除白。


技术研发人员：卢宇凡 廖永章
受保护的技术使用者：广东万和电气有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/8