本發(fā)明涉及一種利用加熱介質(zhì)的余熱進(jìn)行空氣預(yù)熱的節(jié)能系統(tǒng)，旨在提高助燃空氣入爐溫度，降低燃料消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，尤其涉及一種大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置及方法。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)的各個部門中，有大量的冷凝液、低壓蒸汽、煙氣等余熱都未得到有效的利用，造成能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，因此，發(fā)展有效的余熱回收裝置是能源得以合理利用的有效方式。

由于余熱的低品位性及存在的普遍性，要求余熱回收系統(tǒng)具備以下幾點(diǎn)：1、能在小傳熱溫壓下傳遞大熱流量，熱回收率高；

2、節(jié)能系統(tǒng)本身阻力小，不影響負(fù)壓爐進(jìn)風(fēng)；

3、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、經(jīng)濟(jì)；

4、節(jié)能系統(tǒng)維護(hù)簡單，不需要額外增加能耗設(shè)備；

5、負(fù)壓爐的爐群內(nèi)單個爐子熱負(fù)荷各不一樣，相應(yīng)配對預(yù)熱裝置的凝液流量控制應(yīng)該準(zhǔn)確。

6、凝液長距離運(yùn)送過程中由于壓降產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，安全生產(chǎn)要求節(jié)能系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

目前尚未有滿足上述需要的加熱爐空氣預(yù)熱系統(tǒng)，為此，發(fā)明一種滿足上述技術(shù)要求的大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置就顯得迫切而必要了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用廠區(qū)冷凝液的余熱來加熱助燃空氣，合理利用能源，減少燃料消耗的大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置，本發(fā)明的另一目的是提供一種利用該裝置實(shí)現(xiàn)利用廠區(qū)冷凝液的余熱來加熱助燃空氣的方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置，包括閃蒸罐、離心泵、減溫系統(tǒng)、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)，所述閃蒸罐通過管路依次與離心泵、減溫系統(tǒng)、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)相連接，所述閃蒸罐內(nèi)承裝有飽和凝液，所述飽和凝液依次流經(jīng)離心泵、減溫系統(tǒng)、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)后被送入下游處理裝置；所述預(yù)熱裝置可設(shè)置多組，多組所述預(yù)熱裝置通過管路并聯(lián)在減溫系統(tǒng)和回水系統(tǒng)之間。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的技術(shù)方案有效的解決了預(yù)熱裝置流量分配問題；減溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)避免了凝液閃蒸造成的管道水擊現(xiàn)象，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)；強(qiáng)化換熱措施的設(shè)計(jì)提高了節(jié)能效率，降低了生產(chǎn)成本。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：

進(jìn)一步，所述預(yù)熱裝置包括通過管路串聯(lián)在一起的流量控制器和預(yù)熱器，所述流量控制器位于飽和凝液流動方向的上游位置，所述預(yù)熱裝置位于飽和凝液流動方向的下游位置。

進(jìn)一步，所述減溫系統(tǒng)包括減溫器、減溫水輸送管路、調(diào)節(jié)閥、溫度傳感器，所述減溫器設(shè)置在離心泵和預(yù)熱裝置之間的管路上，所述減溫器通過管路外接有減溫水，所述調(diào)節(jié)閥安裝在輸送減溫水的管路上，所述減溫器和預(yù)熱裝置之間的管路上設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器與調(diào)節(jié)閥通過線路相連接。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱器為翅片管式換熱器或熱管式換熱器。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱器為翅片管式換熱器，所述翅片管式換熱器中用于飽和凝液通過的換熱管外表面設(shè)有復(fù)合型鋁材料翅片，所述換熱管內(nèi)部均勻設(shè)有多個擾流片。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱器底部安裝在支架上，所述預(yù)熱裝置頂部與第一風(fēng)道的一端連接且連通，所述第一風(fēng)道的另一端通過管路與加熱爐相連接；所述第一風(fēng)道上安裝有備用風(fēng)口。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱器為熱管式換熱器，所述熱管式換熱器的用于空氣通過的通道采用翅片結(jié)構(gòu)，其用于飽和凝液通過的熱管采用光管結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱裝置的空氣側(cè)出風(fēng)口與第二風(fēng)道的一端連接且連通，所述第二風(fēng)道的另一端通過管路與加熱爐相連接。

進(jìn)一步，所述閃蒸罐頂部設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽出口處安裝有截止閥，所述閃蒸罐頂部設(shè)有用于添加飽和凝液的進(jìn)料口，其底部設(shè)有用于輸出飽和凝液的出料口，所述出料口外安裝有管路的一端，該管路另一端與離心泵的輸入口相連接。

一種大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱方法，通過大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置實(shí)現(xiàn)，具體方法步驟如下：

1)將廠區(qū)產(chǎn)生的飽和凝液引入閃蒸罐，在閃蒸罐內(nèi)，飽和蒸汽逸出，罐體內(nèi)的飽和凝液通過管路進(jìn)入離心泵中進(jìn)行增壓；

2)步驟1)中得到增壓后的飽和凝液通過管路進(jìn)入減溫系統(tǒng)中進(jìn)行減溫處理；

3)步驟2)中得到的減溫處理后的飽和凝液通過流量控制器調(diào)節(jié)后進(jìn)入預(yù)熱裝置與助燃空氣進(jìn)行熱交換；

4)步驟3)中得到的熱交換處理后的飽和凝液進(jìn)入回水系統(tǒng)，最后被用作下游用途；進(jìn)行熱交換的助燃空氣進(jìn)入加熱爐中。

采用上述技術(shù)方案的有益效果是系統(tǒng)采用了強(qiáng)化換熱翅片管，管內(nèi)設(shè)置了擾流片，換熱效率高，充分利用了介質(zhì)余熱；飽和凝液在遠(yuǎn)距離輸送過程中由于壓力的損失會產(chǎn)生一定量的蒸汽，從而產(chǎn)生噪音、震動、氣穴等等不利影響。減溫系統(tǒng)通過溫度反饋控制調(diào)節(jié)閥的開度，保證了飽和凝液的溫度在一定范圍內(nèi)波動，避免管道內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，消除了管道水擊帶來的不利影響，從而保證了凝液在遠(yuǎn)距離輸送過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)在預(yù)熱裝置進(jìn)水口處設(shè)計(jì)了流量控制元件，保證了每臺預(yù)熱裝置流量分配合理；整個系統(tǒng)不消耗額外的電能，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，維護(hù)簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖；

圖2為本發(fā)明第一種實(shí)施例中預(yù)熱裝置與風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中I區(qū)域局部放大圖；

圖4為本發(fā)明第二種實(shí)施例中預(yù)熱裝置與風(fēng)道結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、飽和凝液，2、飽和蒸汽，3、閃蒸罐，3-1、進(jìn)料口，3-2、蒸汽出口，4、離心泵，5、減溫系統(tǒng)，6、流量控制器，7、預(yù)熱器，8、減溫器，9、調(diào)節(jié)閥，10、減溫水，11、回水系統(tǒng)，12、風(fēng)道，13、備用風(fēng)口，14、預(yù)熱裝置本體，15、支架，16、復(fù)合型鋁材料翅片，17、擾流片，18、第二風(fēng)道，19、預(yù)熱裝置殼體，20、熱管，21、溫度傳感器；

圖中K代表空氣流動方向。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1至4所示，一種大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置，包括閃蒸罐3、離心泵4、減溫系統(tǒng)5、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)11，所述閃蒸罐3通過管路依次與離心泵4、減溫系統(tǒng)5、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)11相連接，所述閃蒸罐3內(nèi)承裝有飽和凝液1，所述飽和凝液1依次流經(jīng)離心泵4、減溫系統(tǒng)5、預(yù)熱裝置和回水系統(tǒng)11后被送入下游處理裝置。所述閃蒸罐3頂部設(shè)有蒸汽出口3-2，所述蒸汽出口3-2處安裝有截止閥。

所述閃蒸罐3頂部設(shè)有用于添加飽和凝液的進(jìn)料口3-1，其底部設(shè)有用于輸出飽和凝液1的出料口，所述出料口外安裝有管路的一端，該管路另一端與離心泵4的輸入口相連接。

所述預(yù)熱裝置包括通過管路串聯(lián)在一起的流量控制器6和預(yù)熱器7，所述流量控制器6位于飽和凝液1流動方向的上游位置，所述預(yù)熱器7位于飽和凝液1流動方向的下游位置。

所述減溫系統(tǒng)5包括減溫器8、減溫水10、調(diào)節(jié)閥9、溫度傳感器，所述減溫器8設(shè)置在離心泵4和預(yù)熱裝置之間的管路上，所述減溫器8通過管路外接有減溫水10，所述調(diào)節(jié)閥9安裝在輸送減溫水10的管路上，所述減溫器8和預(yù)熱裝置之間的管路上安裝有溫度傳感器21，所述溫度傳感器21與調(diào)節(jié)閥9通過線路相連接。

如圖2和圖3所示，所述預(yù)熱器7為翅片管式換熱器。所述翅片管式換熱器中用于飽和凝液1通過的換熱管外表面設(shè)有復(fù)合型鋁材料翅片16，所述換熱管內(nèi)部均勻設(shè)有多個擾流片17。

所述預(yù)熱器7底部安裝在支架15上，所述支架15安裝在平面上，所述預(yù)熱器7頂部與第一風(fēng)道12的一端連接且連通，所述第一風(fēng)道12的另一端通過管路與加熱爐相連接；所述第一風(fēng)道12上安裝有備用風(fēng)口13。

如圖4所示，本發(fā)明的第二種實(shí)施例與第一種實(shí)施例的不同之處在于，所述預(yù)熱器7為熱管式換熱器。所述熱管式換熱器的用于空氣通過的通道采用翅片結(jié)構(gòu)，其用于飽和凝液通過的熱管20采用光管結(jié)構(gòu)。所述預(yù)熱器7的空氣側(cè)出風(fēng)口與第二風(fēng)道18的一端連接且連通，所述第二風(fēng)道18的另一端通過管路與加熱爐相連接；所述預(yù)熱器7的空氣側(cè)進(jìn)風(fēng)口安裝有鼓風(fēng)機(jī)。所述預(yù)熱裝置可設(shè)置多組，多組所述預(yù)熱裝置通過管路并聯(lián)在減溫系統(tǒng)5和回水系統(tǒng)11之間。

一種大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱方法，通過大型負(fù)壓加熱爐空氣預(yù)熱裝置實(shí)現(xiàn)，具體方法步驟如下：

1)將廠區(qū)產(chǎn)生的飽和凝液1引入閃蒸罐3，在閃蒸罐3內(nèi)，飽和蒸汽2逸出，罐體3內(nèi)的飽和凝液1通過管路進(jìn)入離心泵4中進(jìn)行增壓；

2)步驟1)中得到增壓后的飽和凝液1通過管路進(jìn)入減溫系統(tǒng)5中進(jìn)行減溫處理；

3)步驟2)中得到的減溫處理后的飽和凝液1通過流量控制器6調(diào)節(jié)后進(jìn)入預(yù)熱裝置與助燃空氣進(jìn)行熱交換；

4)步驟3)中得到的熱交換處理后的飽和凝液1進(jìn)入回水系統(tǒng)11，最后被用作下游用途；進(jìn)行熱交換的助燃空氣進(jìn)入加熱爐中。

本發(fā)明的工作原理和工作過程：將廠區(qū)飽和凝液1通過進(jìn)料口3-1引入閃蒸罐3，在閃蒸罐3內(nèi)，飽和蒸汽2從蒸汽出口3-2逸出，罐體3內(nèi)的飽和凝液經(jīng)過離心泵4增壓；離心泵4加壓后的飽和凝液，經(jīng)過減溫系統(tǒng)5減溫，再通過流量控制器6調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)熱器7；減溫后的飽和凝液1與助燃空氣在空氣預(yù)熱器7內(nèi)進(jìn)行熱交換，助燃空氣經(jīng)過加熱后通過第一風(fēng)道12或者第二風(fēng)道18進(jìn)入加熱爐中；被降溫的飽和凝液1進(jìn)入回水系統(tǒng)11，最后被用作其它用途。

綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案有效的解決了預(yù)熱裝置流量分配問題，減溫器的設(shè)計(jì)保證了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，強(qiáng)化換熱措施的設(shè)計(jì)提高了節(jié)能效率，降低了生產(chǎn)成本。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。