CN103615755A - 一种烟气加热智能移动蓄热供热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟气加热能移动蓄热供热装置。相变蓄热箱体被上下两块隔板分成相互独立互不相通的三层，从下至上第一层为烟气通道，第二层为相变蓄热体空间，第三层为冷水通道；烟气通道上接通有高温烟气进气管和低温烟气出气管；蓄热热管自下而上贯穿过烟气通道和相变蓄热体空间，插在相变蓄热体材料中；冷水通道上接通有冷水进水管和热水出水管；放热热管自下而上贯穿过相变蓄热体空间和冷水通道，插在相变蓄热体材料中，通过隔板进行固定；在相变蓄热箱体外部还设有热水调温旁路；控制系统与高温烟气进气管、低温烟气出气管、相变蓄热体空间、冷水进水管、热水出水管、热水调温旁路连接。本发明结构设计合理、性能可靠、传热效果强。

Description

一种烟气加热智能移动蓄热供热装置

技术领域

本发明涉及一种智能移动蓄热供热装置，尤其是涉及一种烟气加热能移动蓄热供热装置，主要利用城市火力发电厂、冶金、石化等行业中以烟气形式存在的大量工业废热、余热，为特殊热用户提供热水供应和供暖服务。

背景技术

国家《“十二五”资源综合利用指导意见》明确指出，资源综合利用是解决可持续发展道路中合理利用资源和减轻环境污染两个核心问题的有效途径，既有利于缓解资源匮乏和短缺问题，又有利于减少废物排放。资源综合利用产业作为发展循环经济的重要载体和有效支撑，是战略性新兴产业的重要组成部分，具有广阔的发展前景，有利于加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。指导意见中对产生“三废”的废气明确利用方向，即鼓励电力、石油、化工等行业对废气中有用组分进行回收和综合利用；以工业窑炉余热余压发电和低温废水余热开发利用为重点，实现余热余压的梯级利用。各地方政府也在“十二五”期间围绕国家下达的“单位生产宗旨能耗下降18%、碳排放强度下降19%，以及污染物排放继续大幅削减”的节能减排指标，坚持能耗和排放强度约束，更加注重能源消费和污染物排放总量控制。

为节约能源和保护环境，集中供热已逐渐成为我国城镇的主要供热方式。但是目前城镇供热状态一方面城市中大量工业废热、余热以蒸汽和高温烟气等形式被排放白白浪费了；而另一方面，由于热网的铺设投资大，覆盖区域主要是办公区、繁华商业区、居住人口稠密区等，无法遍布这个市区，集中供热区域外分散的部分用户却要依靠自备锅炉供热，这种热能供给与需求失配矛盾已成为我国供热行业发展所面临的严峻问题。

针对上述问题，移动蓄热技术能将间断的、分散的、不稳定的热能有效的储存并供应到集中供热区域外分散的热用户，有效解决热能供给与需求失配矛盾，替代、减少一次性不可再生能源的浪费。利用移动蓄能供热设备可以将电厂、钢厂、化工厂、焦化厂等高耗能企业的余热回收储存起来，运输到附近的宾馆、洗浴中心、学校、居民小区等长年热水用量较大的用户处，为其提供生活热水或供暖；还可以在非采暖期将集中供热的热电厂闲置的热力产能加以利用，将其供应给需要热能的单位。它的推广应用既可使余热排放企业减少热污染，又减少了热能用户的燃料消耗，降低了经营成本、减少了二氧化碳的排放。

申请号为201110317579.0、名称为智能化车载移动式相变蓄热供热系统的中国专利就公开了一种移动蓄能供热设备。但其传热效果仍有待提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、性能可靠、传热效果强的烟气加热智能移动蓄热供热装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种烟气加热智能移动蓄热供热装置，包含牵引车和相变蓄热箱体，相变蓄热箱体固定安装于牵引车上，其特征在于：还包括高温烟气进气管、低温烟气出气管、蓄热热管、冷水进水管、热水出水管、放热热管、控制系统、烟气折流板、冷水折流板；

所述的相变蓄热箱体外设有保温层；相变蓄热箱体内空间被上下两块隔板分成相互独立互不相通的三层，从下至上第一层为烟气通道，第二层为相变蓄热体空间，第三层为冷水通道；

高温烟气进气管一端接通高温烟气进气口，另一端接通烟气通道；低温烟气出气管一端接通低温烟气出气口，另一端接通烟气通道；在烟气通道内设有改变烟气流向的烟气折流板；

相变蓄热体空间内填充相变蓄热材料；蓄热热管自下而上贯穿过烟气通道和相变蓄热体空间，插在相变蓄热体材料中，通过隔板进行固定；

冷水进水管一端接通冷水进水管口，另一端接通冷水通道；热水出水管一端接通热水出水管口，另一端接通冷水通道；在冷水通道内设有改变冷水流向的冷水折流板；放热热管自下而上贯穿过相变蓄热体空间和冷水通道，插在相变蓄热体材料中，通过隔板进行固定；

在相变蓄热箱体外部还设有热水调温旁路，热水调温旁路一端接通冷水进水管，另一端接通热水出水管；

控制系统与高温烟气进气管、低温烟气出气管、相变蓄热体空间、冷水进水管、热水出水管、热水调温旁路连接；控制系统包括终端控制器、测量仪、电动调节阀，终端控制器与测量仪和电动调节阀连接。

本发明所述相变蓄热箱体侧壁设有检修人孔门。

本发明所述高温烟气进气管上安装有电动调节阀、流量计、压力计和温度计，低温烟气出气管上安装有压力计和温度计。

本发明所述相变蓄热体空间内插有相变材料的测温仪。

本发明所述冷水进水管上装有电动调节阀、流量计、压力计和温度计，热水出水管上装有流量计和温度计。

本发明所述热水调温旁路上装有电动调节阀。

本发明所述的蓄热热管外设有翅片。

本发明所述的放热热管外设有翅片。

本发明蓄热热管与放热热管相间排列在相变蓄热体空间内。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：采用相互独立的双热管进行蓄热与放热，与现有技术相比一方面换热效率大大提高；另一方面可实现蓄热与放热两个过程独立进行，即A地完成蓄热，移动车运送至B地进行放热供热；再者整个蓄热、放热供热过程都是自动控制，实现了完全智能化工作。

附图说明

图1是本发明实施例中烟气加热智能移动蓄热供热装置的结构示意图。

图2是相变蓄热体空间内蓄热热管和放热热管布置俯视图。

图中：1-箱体、2-高温烟气进气管、3-高温烟气进气口、4-烟气折流板、5-隔板、6-相变蓄热、7-终端控制器、8-冷水进水管、9-冷水进水口、10-热水调温旁路、11-热水出水管、12-热水出水口、13-低温烟气出气管、14-低温烟气出气口、15-蓄热热管、16-放热热管、17-冷水折流板、18-烟气通道、19-变蓄热体空间、20-冷水通道。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1和图2，本发明实施例参见图1至图2，本实施例中的烟气加热智能移动蓄热供热装置包括牵引车（图中未画出）、相变蓄热箱体1、高温烟气进气管2、高温烟气进气口3、烟气折流板4、隔板5、相变蓄热材料6、控制系统、冷水进水管8、冷水进水口9、热水调温旁路10、热水出水管11、热水出水口12、低温烟气出气管13、低温烟气出气口14、蓄热热管15、放热热管16、冷水折流板17。

相变蓄热箱体1的外表面有保温层，相变蓄热箱体1固定安装于牵引车上，相变蓄热箱体1内空间被上下两块隔板5分成相互独立互不相通的三层，从下至上第一层为烟气通道18，第二层为相变蓄热体空间19，第三层为冷水通道20。

高温烟气进气管2一端接通高温烟气进气口3，另一端接通相变蓄热箱体1第一层的烟气通道18。低温烟气出气管13一端接通低温烟气出气口14，另一端接通相变蓄热箱体1的烟气通道18。在烟气通道18内设有改变烟气流向的烟气折流板4，以延长烟气在烟气通道18内的停留时间，增强换热效果，烟气折流板4的数量可根据实际情况选取。

第二层相变蓄热体空间19内充满了相变蓄热材料6，蓄热热管15自下而上贯穿过第一层烟气通道18和第二层相变蓄热体空间19，插入由相变蓄热体材料6填充的空间里，通过隔板5进行固定。蓄热热管15外加装有翅片以增加换热效果。

冷水进水管8一端接通冷水进水口9，另一端接通相变蓄热箱体1第三层的冷水通道20。热水出水管11一端接通热水出水口12，另一端接通相变蓄热箱体1的冷水通道20。在冷水通道20内设有改变冷水流向的冷水折流板17，以延长冷水在冷水通道20内的停留时间，增强换热效果，冷水折流板17的数量可根据实际情况选取，放热热管16自下而上贯穿过第二层相变蓄热体空间19和第三层冷水通道20，插入由相变蓄热体材料6填充的空间里，通过隔板5进行固定，放热热管16外加装有翅片以增强换热效果。

在相变蓄热箱体1外部还设有热水调温旁路10，热水调温旁路10一端接通冷水进水管8，另一端接通热水出水管11。

本实施例中的相变蓄热箱体1侧壁设有检修人孔门。

控制系统包括终端控制器7、若干个测量仪、若干个电动调节阀，终端控制器7与测量仪和电动调节阀连接。测量仪包括有流量计、压力计、温度计、测温仪。

本实施例中的高温烟气进气管2上装有控制系统的电动调节阀、流量计、压力计和温度计，低温烟气出气管13上装有控制系统的压力计和温度计。

本实施例中的第二层相变蓄热体空间19内插有控制系统的相变材料的测温仪。

蓄热热管15与放热热管16相间排列在相变蓄热体空间19内，增强换热效果；蓄热热管15与放热热管16间距可根据实际情况选取。

本实施例中的冷水进水管8上装有控制系统的电动调节阀、流量计、压力计和温度计，热水出水管11上装有控制系统的流量计和温度计。

本实施例中的热水调温旁路10上装有控制系统的电动调节阀。

本实施例蓄热运行时，高温烟气进气口3与外界烟气管道连接，启动高温烟气进气管2上的电动调节阀，高温烟气通过高温烟气进气管2进入烟气通道18，在烟气折流板4的作用下，呈“S”形流过烟气通道18，与蓄热热管15冷端发生热交换，蓄热热管15内的工作介质受热蒸发而上升至蓄热热管15热端，再由蓄热热管15热端将热量传递给管外的相变蓄热材料6，相变蓄热材料6的温度逐渐升高，在未达到相变温度点之前，相变蓄热材料6吸收储存显热，当达到相变温度点时，相变蓄热材料6开始发生物态变化，固态变成液态，同时吸收热量，此时相变蓄热材料6储存潜热，温度超过相变温度点时，相变蓄热材料6继续吸热储存显热，吸收热量后的相变蓄热材料6会将放热热管16加热，由相变蓄热材料测温仪对相变蓄热材料进行温度监控，温度信号反馈回终端控制器7，当相变蓄热材料测温仪监测的温度达到设定值时，终端控制器7调节高温烟气进气管2上的电动调节阀关闭，蓄热过程结束。高温烟气经吸热后温度降低，由低温烟气出气管13经低温烟气出气口14排出。完成蓄热的本发明可由牵引车运送至热用户处，为其提供热水供应及供暖服务。   

本实施例放热供热运行时，冷水进水口9与外界冷水管道连接，启动冷水进水管8上的电动调节阀，冷水通过冷水进水管8进入冷水通道20，在冷水折流板17的作用下，呈 “S”形流过冷水通道20，与放热热管16热端发生热交换，放热热管16工作介质被冷凝后回流至冷端与已完成蓄热的相变材料6进行热交换，相变材料6温度降低，当达到相变温度时，相变材料6开始发生相变，液态变成固态，同时释放热量。被加热后的热水由热水出水管11经热水出水口12经管道泵输送至热用户处，热水出水温度由安装在热水出水管11上的温度仪进行监控，温度信号反馈回终端控制器7，当热水出水温度高于用户要求温度时，端控制器7调节热水调温旁路10和冷水进水管8上的电动调节阀开度，最终使热水出水口12出来的热水满足用户要求，当热水出水口12出来的温度低于热用户要求的温度时，终端控制器7调节冷水进水管8和热水调温旁路10上的电动调节阀使其关闭，结束放热和供热过程。

本发明蓄热、放热供热过程完全由终端控制器7根据反馈信号进行自动控制，无需人工操作，实现了完全智能工作。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。 

Claims (9)

1.一种烟气加热智能移动蓄热供热装置，包含牵引车和相变蓄热箱体，相变蓄热箱体固定安装于牵引车上，其特征在于：还包括高温烟气进气管、低温烟气出气管、蓄热热管、冷水进水管、热水出水管、放热热管、控制系统、烟气折流板、冷水折流板；

所述的相变蓄热箱体外设有保温层；相变蓄热箱体内空间被上下两块隔板分成相互独立互不相通的三层，从下至上第一层为烟气通道，第二层为相变蓄热体空间，第三层为冷水通道；

高温烟气进气管一端接通高温烟气进气口，另一端接通烟气通道；低温烟气出气管一端接通低温烟气出气口，另一端接通烟气通道；在烟气通道内设有改变烟气流向的烟气折流板；

相变蓄热体空间内填充相变蓄热材料；蓄热热管自下而上贯穿过烟气通道和相变蓄热体空间，插在相变蓄热体材料中，通过隔板进行固定；

冷水进水管一端接通冷水进水管口，另一端接通冷水通道；热水出水管一端接通热水出水管口，另一端接通冷水通道；在冷水通道内设有改变冷水流向的冷水折流板；放热热管自下而上贯穿过相变蓄热体空间和冷水通道，插在相变蓄热体材料中，通过隔板进行固定；

在相变蓄热箱体外部还设有热水调温旁路，热水调温旁路一端接通冷水进水管，另一端接通热水出水管；

控制系统与高温烟气进气管、低温烟气出气管、相变蓄热体空间、冷水进水管、热水出水管、热水调温旁路连接；控制系统包括终端控制器、测量仪、电动调节阀，终端控制器与测量仪和电动调节阀连接。

2.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述相变蓄热箱体侧壁设有检修人孔门。

3.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述高温烟气进气管上安装有电动调节阀、流量计、压力计和温度计，低温烟气出气管上安装有压力计和温度计。

4.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述相变蓄热体空间内插有相变材料的测温仪。

5.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述冷水进水管上装有电动调节阀、流量计、压力计和温度计，热水出水管上装有流量计和温度计。

6.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述热水调温旁路上装有电动调节阀。

7.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述的蓄热热管外设有翅片。

8.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：所述的放热热管外设有翅片。

9.根据权利要求1所述的烟气加热智能移动蓄热供热装置，其特征在于：蓄热热管与放热热管相间排列在相变蓄热体空间内。

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