CN103363539A

CN103363539A - 烟道废热综合利用装置

Info

Publication number: CN103363539A
Application number: CN2013102137451A
Authority: CN
Inventors: 沈剑锋
Original assignee: ZHEJIANG AINISEN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Tongxiang yiershun Technology Information Consulting Co., Ltd.
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN103363539B

Abstract

本发明涉及一种余热回收机械设备领域，尤其是公开了一种对工矿企业因燃烧产生的热烟余热回收装置；本发明的目的是提供一种烟道余热回收利用率高，对烟气中的热回收率至少在60%，并且实现回收的热能有效合理地供给的烟道废热综合利用装置；它包括烟道热回收器、储热缓存器、制冷供暖器等；它具有节约能源、保护环境，结构简单等特点。

Description

烟道废热综合利用装置

技术领域

本发明涉及一种余热回收机械设备领域，尤其是一种对工矿企业因燃烧产生的热烟余热回收并利用的装置。

背景技术

据调查，在全国各个领域的工业炉窑或锅炉烟气中，有7%～15%的显热和约10%潜热未被利用就直接排放到大气中。据权威部门发布的数据显示，排烟损失是锅炉各项损失中最大的一项，一般约为8%～15%，占锅炉热损失的60%～70%。其中影响排烟损失的主要因素是排烟温度。一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.6%～1%，相应多耗煤1.2%～2.4%，在目前化石能源日趋紧张，价格不断攀升的大环境下，充分普及锅炉排烟余热在利用技术，自然就成为实现节能减排的有效途径之一。

但是在当前一些应用了烟气余热回收系统的企业中了解到，大部分烟气余热回收系统只是简单的在锅炉系统的除尘脱硫器前安装盘管式空气预热器或烟水交换器，对锅炉尾部烟道150℃以上高温余热进行有限回收利用。因而普遍存在余热回收效率低下，应用范围狭窄等问题，从而极大的降低了用户的改造积极性。

并且回收的热能一般都是直接去加热冷水，产生大量的热水，但是这种热水被大量浪费掉，根据用不光这么多的热水。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种烟道余热回收利用率高，对烟气中的热回收率至少在60%，并且实现回收的热能有效合理地供给的烟道废热综合利用装置。

本发明的烟道废热综合利用装置的方案是这样设计的，它包括烟道热回收器、储热缓存器、制冷供暖器，烟道热回收器为一个密封的中空箱体，密封的中空箱体的头部设有进烟口，而密封的中空箱体的尾部设有出烟口，密封的中空箱体中还设有多根平行的金属管，金属管之间通过弯管把它们两两相连形成一根油管，油管的两端延伸出封闭的中空箱体，油管的一端为进油口，而油管的另一端为出油口；储热缓存器为一个密封的容器，容器中设有导热油，储热缓存器与烟道热回收装置的一根油管的两端通过连接管连接，使得烟道热回收装置的油管与储热缓存器之间形成一个导热油的循环回路，同时连接管上设有泵和单向阀；在储热缓存器上还设有外接接口，该外接接口是进油口和出油口，该外接接口与一路封闭的可热交换的油管连接，可热交换的油管与制冷供暖器进行热交换。

以上所述的导热油可以是由沸点在400℃以上。如果沸点温度太低的话，可能储能相对较少。

为了排除故障，便于设备维护，在烟道热回收器中的密封的中空箱体设有人员进出的检修门。

为了增加吸热效果，根据以上所述的密封的中空箱体中的每根金属管上可以设有金属片；当然金属片也可以是部分设置，金属片呈螺旋式固定在每根金属管上；当然也可以是金属片为片状体，多片金属片同时套在每根金属管上，增加管子的吸热面积；密封的中空箱体上多根平行的金属管呈多排排列，前排的金属管和后排的金属管呈交错设置，使得中空箱体中的管子布局均匀合理，经过金属管的烟气中的热量尽可以被金属管中的导热油吸收，然后输送到储能缓存器中。

制冷供暖器可以是与储热缓存器中的导热油进行热交换的散热器，当然该散热器带有温度调节器，使得散热器吸热后释放热量，从而供热。

制冷供暖器也可以为低温蒸发器、冷剂蒸汽吸收器、高温解析发生器、中温解析发生器、冷凝蒸汽冷凝器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、溶液循环泵、冷剂喷淋泵、抽气装置构成，低温蒸发器由换热管、前后端盖、喷淋盘、冷剂水盘、冷剂水液囊、纯水喷淋泵构成。低温蒸发器的作用是从用户系统过来的冷水从端盖进入换热管，冷剂水由纯水喷淋泵从冷剂水液囊中抽出，喷淋在传热管外吸收管内冷水的热量而蒸发生成冷剂蒸汽。冷水在热量被冷剂水带走后温度降低流出蒸发器返回用户系统。产生的冷剂蒸汽进入吸收器。此时蒸发器内压力约为0.9Kpa左右。

冷剂蒸汽吸收器由传热管，前后端盖及淋激盘，溶液液囊，溶液循环泵等组成。来自冷却塔的冷却水从端盖进入传热管，冷却淋激在传热管外的浓溶液。LiBr溶液在一定温度和浓度条件下（如浓度62%，温度50℃时候），具有极强的吸收水蒸气性能。这时，他能大量吸收筒体内的冷剂蒸汽，并把吸收的热量传给冷却水带走。LiBr溶液吸收了冷剂蒸汽后浓度变稀，流入底部的再吸收器，吸收由闪发箱产生的冷剂蒸汽后由溶液循环泵送入高发浓缩，再进入低发加热浓缩。吸收器内压力和蒸发器内压力大体一致。

高温解吸发生器由外筒体，炉筒，传热管束等组成。加热浓缩LiBr稀溶液，并产生高温冷剂蒸汽和较浓的LiBr中间溶液。来自吸收器的LiBr稀溶液由上部一侧进入高温解吸发生器，经管内及其与筒体壁间的间隙向下流动，经底部绕道另一侧，再由上部的液囊流出。在这个过程中，溶液被管间及内筒体内的高温热媒加热浓缩，产生的高温冷剂蒸汽则由高温解吸发生器顶部汽包流出，进入中温解吸发生器。此时发生器内压力约为93Kpa。

中温解吸发生器：来自高温解吸发生器的冷剂蒸汽在其中加热溶液使之浓缩，并产生低温冷剂蒸汽。

冷剂蒸汽冷凝器由筒体，传热管，支撑板和抽气管组成。冷剂蒸汽冷凝器是冷凝冷却冷剂蒸汽和冷剂水的部件。来自中温解吸发生器的冷剂蒸汽被管内流动的冷却水冷凝成冷剂水；另一方面，来自高温解吸发生器内的冷剂蒸汽在中温解吸发生器传热管内冷凝成的冷剂水经过节流后也进入冷剂蒸汽冷凝器，同样被管内的冷却水冷却。上述两股冷剂水经U形管流入闪发箱，一部分冷剂水闪发成蒸汽，流向吸收器底部的再吸收箱，另一部分则降温成温度较低的冷剂水后流入蒸发器水盘。

高温溶液热交换器，稀溶液和温度较高的中间溶液在其中进行热交换。

低温溶液热交换器：稀溶液和温度较低的浓溶液在其中进行热交换。

溶液循环泵是将稀溶液送往发生器。

冷剂喷淋泵使冷剂水在蒸发器管束上喷淋。

抽气装置是抽出机组内不凝性气体。

制冷供暖器的工作原理如下：吸收器内的稀溶液由溶液循环泵送往高温解吸发生器，途中流经低温热交换器和高温热交换器。进入高温解吸发生器的稀溶液被燃烧产生的热量加热，发生出高温冷剂蒸汽后，浓缩成中间溶液。中间溶液流经高温热交换器传热管间，加热管内流向高温解吸发生器的稀溶液后，温度降低，进入中温解吸发生器，在中温解吸发生器中被来自高温解吸发生器的高温冷剂蒸汽再次加热，分离出低温冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液。浓溶液流经低温热交换器传热管间，加热管内稀溶液，温度降低后回到吸收器。高温解吸发生器产生的高温冷剂蒸汽在低发传热管内因加热管外的中间溶液而冷凝成冷剂水，经节流后进入冷剂蒸汽冷凝器，中温解吸发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷剂蒸汽冷凝器内，被流经冷剂蒸汽冷凝器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水，热量被带入大气中。上述两股冷剂水经U形管节流后进入闪发箱，一部分冷剂水汽化成冷剂蒸汽，流入吸收器底部的再吸收箱，另一部分冷剂水则降温成低温冷剂水后流入蒸发器中的液囊。进入蒸发器液囊中的冷剂水被冷机泵抽出喷淋在蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内冷水的热量而沸腾蒸发，成为冷剂蒸汽。冷剂蒸汽进入吸收器，被回收到吸收器中的浓溶液吸收。冷水则在热量被冷剂水带走后温度降低，流出机组，返回用户系统。浓溶液在吸收了冷剂蒸汽后，浓度降低，成为稀溶液，流经再吸收箱吸收闪发箱中产生的冷剂蒸汽后被溶液循环泵再次送往高中温解吸发生器加热浓缩。这个过程不断循环进行，蒸发器就连续不断地制取所要求温度的冷水，冬季本过程逆反变成制取55度左右的空调循环热水。

储热缓存器还通过其上的进油口和出油口通过另外一路油管与需求热能的机构相连接，如与水箱连接，可以提供热水，水箱包括与储热缓存器连接并设置在水箱中的导热油管，水箱中有冷水进口和热水出口；进油口或出油口通过分配阀分配出支路，每一路上设有泵和控制阀，实现单独控制。

以上所述的烟道废热综合利用装置，还包括控制器，控制器也可以与单片机或计算机连接，通过计算机实现微控，更人性化管理整个装置的运行。同时在储热缓存器上设有温度检测传感器，通过测到的温度实现有机控制，也可以随时根据各供热设施对设定的温度值进行调整，以上所述的单向阀或泵均与控制器连接。

本公司当前研发的烟气余热回收装置，经实际测试可将烟气中约60%～85的热量有效回收，排烟温度可以降到100℃以下，从而提高锅炉整体运营能效8%～15%，给改造企业带来可观的经济效益。

据统计，我国有工业锅炉50万台，总容量达180万蒸吨/时。以生产每吨蒸汽消耗标煤130千克、锅炉运行率54%计算，全年工业锅炉消耗的标准煤高达11亿吨。锅炉热效率每提高1%，就可节省标煤1100万吨，减少二氧化碳排放4000多万吨，经济效益和环保效益显著。因此，本发明具有节约能源、保护环境，结构简单等特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的烟道热回收器的结构示意图；

图3为本发明的储热缓存器的结构示意图；

图4为本发明实施例3中的制冷供暖器的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

在图1、图2、图3中，烟道废热综合利用装置包括烟道热回收器1、储热缓存器2、制冷供暖器3，烟道热回收器1为一个密封的中空箱体4，密封的中空箱体4的头部设有进烟口5，而密封的中空箱体4的尾部设有出烟口6，密封的中空箱体4中还设有多根平行的金属管7，金属管7之间通过弯管8把它们两两相连形成一根油管，油管的两端延伸出封闭的中空箱体4，油管的一端为进油口9，而油管的另一端为出油口10；储热缓存器2为一个密封的容器，容器中设有导热油12，储热缓存器2与烟道热回收装置1的一根油管的两端通过连接管连接，使得烟道热回收装置1的油管与储热缓存器2之间形成一个导热油的循环回路，同时连接管上设有泵和单向阀；在储热缓存器2上还设有外接接口，该外接接口是进油口和出油口，该外接接口与一路封闭的可热交换的油管连接，可热交换的油管与制冷供暖器3进行热交换；制冷供暖器3是与储热缓存器2中的导热油12进行热交换的散热器，当然该散热器带有温度调节器，使得散热器吸热后释放热量，从而供热；烟道热回收装置1中密封的中空箱体4的每根金属管7上设有金属片11，金属片11呈螺旋式固定在每根金属管7上。

实施例2：

在图1、图2、图3、图4中，烟道废热综合利用装置包括烟道热回收器1、储热缓存器2、制冷供暖器3，烟道热回收器1为一个密封的中空箱体4，密封的中空箱体4的头部设有进烟口5，而密封的中空箱体4的尾部设有出烟口6，密封的中空箱体4中还设有多根平行的金属管7，金属管7之间通过弯管8把它们两两相连形成一根油管，油管的两端延伸出封闭的中空箱体4，油管的一端为进油口9，而油管的另一端为出油口10；储热缓存器2为一个密封的容器，容器中设有导热油12，储热缓存器2与烟道热回收装置1的一根油管的两端通过连接管连接，使得烟道热回收装置1的油管与储热缓存器2之间形成一个导热油12的循环回路，同时连接管上设有泵和单向阀；在储热缓存器上还设有外接接口，该外接接口是进油口和出油口，该外接接口与一路封闭的可热交换的油管连接，制冷供暖器3也为低温蒸发器15、冷剂蒸汽吸收器16、高温解析发生器17、中温解析发生器18、冷凝蒸汽冷凝器19、高温溶液热交换器21、低温溶液热交换器22、溶液循环泵20、冷剂喷淋泵23、抽气装置24构成，低温蒸发器由换热管、前后端盖、喷淋盘、冷剂水盘、冷剂水液囊、纯水喷淋泵构成；烟道热回收装置1中密封的中空箱体4的每根金属管7上设有金属片11，金属片11呈螺旋式固定在每根金属管7上；低温蒸发器15的作用是从用户系统过来的冷水从端盖进入换热管，冷剂水由纯水喷淋泵从冷剂水液囊中抽出，喷淋在传热管外吸收管内冷水的热量而蒸发生成冷剂蒸汽。冷水在热量被冷剂水带走后温度降低流出蒸发器返回用户系统。产生的冷剂蒸汽进入吸收器。此时蒸发器内压力约为0.9Kpa左右。

实施例3：

在图1、图2、图3、图4中，烟道废热综合利用装置包括烟道热回收器1、储热缓存器2、制冷供暖器3，烟道热回收器1为一个密封的中空箱体4，密封的中空箱体4的头部设有进烟口5，而密封的中空箱体4的尾部设有出烟口6，密封的中空箱体4中还设有多根平行的金属管7，金属管7之间通过弯管8把它们两两相连形成一根油管，油管的两端延伸出封闭的中空箱体4，油管的一端为进油口9，而油管的另一端为出油口10；储热缓存器2为一个密封的容器，容器中设有导热油12，储热缓存器2与烟道热回收装置1的一根油管的两端通过连接管连接，使得烟道热回收装置1的油管与储热缓存器2之间形成一个导热油12的循环回路，同时连接管上设有泵和单向阀；在储热缓存器2上还设有外接接口，该外接接口是进油口13和出油口14，该外接接口与一路封闭的可热交换的油管连接，制冷供暖器3也为低温蒸发器15、冷剂蒸汽吸收器16、高温解析发生器17、中温解析发生器18、冷凝蒸汽冷凝器19、高温溶液热交换器21、低温溶液热交换器22、溶液循环泵20、冷剂喷淋泵23、抽气装置24构成，低温蒸发器15由换热管、前后端盖、喷淋盘、冷剂水盘、冷剂水液囊、纯水喷淋泵构成；烟道热回收装置1中密封的中空箱体4的每根金属管7上设有金属片11，金属片11呈螺旋式固定在每根金属管7上；低温蒸发器15的作用是从用户系统过来的冷水从端盖进入换热管，冷剂水由纯水喷淋泵从冷剂水液囊中抽出，喷淋在传热管外吸收管内冷水的热量而蒸发生成冷剂蒸汽；储热缓存器2还通过其上的进油口和出油口通过另外一路油管与水箱连接，可以提供热水，水箱包括与储热缓存器2连接并设置在水箱中的导热油管，水箱中有冷水进口和热水出口；进油口或出油口通过分配阀分配出支路，每一路上设有泵和控制阀，实现单独控制；还包括控制器，控制器与计算机连接，通过计算机实现微控，更人性化管理整个装置的运行，同时在储热缓存器2上设有温度检测传感器，通过测到的温度实现有机控制，也可以随时根据各供热设施对设定的温度值进行调整。

Claims

1.一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：它包括烟道热回收器、储热缓存器、制冷供暖器，烟道热回收器为一个密封的中空箱体，密封的中空箱体的头部设有进烟口，而密封的中空箱体的尾部设有出烟口，密封的中空箱体中还设有多根平行的金属管，金属管之间通过弯管把它们两两相连形成一根油管，油管的两端延伸出封闭的中空箱体，油管的一端为进油口，而油管的另一端为出油口；储热缓存器为一个密封的容器，容器中设有导热油，储热缓存器与烟道热回收装置的一根油管的两端通过连接管连接，使得烟道热回收装置的油管与储热缓存器之间形成一个导热油的循环回路，同时连接管上设有泵和单向阀；在储热缓存器上还设有外接接口，该外接接口是进油口和出油口，该外接接口与一路封闭的可热交换的油管连接，可热交换的油管与制冷供暖器进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：制冷供暖器是与储热缓存器中的导热油进行热交换的散热器。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：制冷供暖器也可以为低温蒸发器、冷剂蒸汽吸收器、高温解析发生器、中温解析发生器、冷凝蒸汽冷凝器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、溶液循环泵、冷剂喷淋泵、抽气装置构成，低温蒸发器由换热管、前后端盖、喷淋盘、冷剂水盘、冷剂水液囊、纯水喷淋泵构成。

4.根据权利要求3所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：冷剂蒸汽吸收器由传热管，前后端盖及淋激盘，溶液液囊，溶液循环泵构成。

5.根据权利要求1或2任一所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：储热缓存器还通过其上的进油口和出油口通过另外一路油管与水箱连接，水箱包括与储热缓存器连接并设置在水箱中的导热油管，水箱中有冷水进口和热水出口；进油口或出油口通过分配阀分配出支路，每一路上设有泵和控制阀。

6.根据权利要求3所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：储热缓存器还通过其上的进油口和出油口通过另外一路油管与水箱连接，水箱包括与储热缓存器连接并设置在水箱中的导热油管，水箱中有冷水进口和热水出口；进油口或出油口通过分配阀分配出支路，每一路上设有泵和控制阀。

7.根据权利要求1或2任一所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：它还包括控制器，控制器与计算机连接，同时在储热缓存器上设有温度检测传感器。

8.根据权利要求3所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：它还包括控制器，控制器与计算机连接，同时在储热缓存器上设有温度检测传感器。

9.根据权利要求5所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：它还包括控制器，控制器与计算机连接，同时在储热缓存器上设有温度检测传感器。

10.根据权利要求1或2任一所述的一种烟道废热综合利用装置，其特征在于：烟道热回收装置中密封的中空箱体的每根金属管上设有金属片，金属片呈螺旋式固定在每根金属管上。