CN106931420A - 烟气余热锅炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烟气余热锅炉,属于节能、余热回收设备。由汽包、下降管、上升管、余热回收器组成。软化水经汽包进水口进入汽包,沿下降管进入联箱,联箱将水均匀分配给换热管组,同时烟气经换热管组一侧通过另一侧,将管组中水加热成蒸汽,蒸汽沿换热管进入另一端联箱,经上升管进入汽包,通过汽水分离器过滤,经蒸汽出口流出。整个装置结构简单,使用方便,寿命较长,传热效率高,适用于工业生产中大型炉体产生的高温烟气的回收利用。

Description

烟气余热锅炉
技术领域
本发明涉及烟气余热回收利用领域,具体为一种烟气余热锅炉,适用于大型工业生产中烟气热源的回收利用。
背景技术
工业生产的发展往往伴随着巨大的能源浪费。大量的燃烧锅炉以及工业用各种燃烧炉产生的烟气直接排入大气。而这些工业废气的温度通常在400℃以上,人们在推进工业发展、改善生活水平的同时也造成大量的能源浪费,带来环境的污染。由此大量的烟气余热回收装置虽然应运而生,然而现用设备普遍存在一些不足:
(1)设备结构复杂,占用空间大,使用、维护成本高。
(2)传热效率低,不能有效的完成汽-水转换,生产蒸汽量不足。
(3)设备使用寿命短。因此,需要一种新型高效的余热锅炉来满足工业生产的需求,弥补传热效率低、蒸汽产量低的缺点,实现汽-水之间的完美循环。
发明内容
本发明为了解决高温工业废气的回收利用,同时延长设备使用寿命的问题,提供了一种高效烟气回收利用装置,具体为一种烟气余热锅炉。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种烟气余热回收锅炉,包括汽包和余热回收器;所述余热回收器包括框架,所述框架两侧分别安装管板,两侧管板之间横置安装换热管组,所述管板外侧安装进口联箱和出口联箱;所述进口联箱通过下降管与汽包的出水口连接,所述出口联箱通过上升管与汽包侧面的蒸汽进口连接。
具体操作时,汽包位于余热回收器上方,且二者通过上升管与下降管连接;汽包筒体顶部中部设置了蒸汽出口以及汽水分离器,汽水分离器位于蒸汽出口下方,位于汽包筒体内。余热回收器里包含框架,其余部件都固定安装在框架里面,框架上沿烟气进出方向的两侧固定安装管板,管板之间固定安装换热管组,将换热管组的液体进口连接对应的进口联箱内,然后将换热管组的气体出口连接对应的出口联箱内,再将用途不同的联箱与上升管或者下降管连接,实现贯通。当烟气余热锅炉工作时,软化水从汽包进水口中进入,到下降管经过分流到达进口联箱,再从进口联箱均匀分流到换热管组的换热管内,当烟气从余热回收器的进口进入后,均匀接触换热管组,将换热管中的水加热成蒸汽,蒸汽沿换热管组进入另一端出口联箱,再经过上升管进入汽包,通过汽水分离器过滤后,蒸汽经蒸汽出口流出。
本发明的优点如下:
1、安装方便,设备结构较为简单,使用维护成本较低。
2、传热效率高,充分有效地完成汽-水转换,蒸汽量明显提高。
3、设备使用寿命长。
本发明设计合理,整个装置结构简单,使用方便,寿命较长,传热效率高,适用于工业生产中大型炉体产生的高温烟气的回收利用。
附图说明
图1表示本发明的结构主视图。
图2表示本发明的结构侧视图。
图3表示本发明的结构仰视图。
图4表示换热管与管板焊接示意图。
图5表示管板与框架的活动连接示意图。
图6表示管板与框架的焊接连接示意图。
图7表示三根换热管通过两个弯管构成一个换热流程管路(三回程结构)示意图。
图中:1-汽包筒体,2-封头,3-汽包进水口,4-蒸汽出口,5-汽水分离器,6-支座,7-压力表,8-安全阀,9-人孔,10-液位计,11-下降管,12-上升管,13-管板,14-换热管组,15-进口联箱,16-矩形框架,17-弹簧片,18-密封箱,19-保温材质,20-排污口,21-出口联箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行说明。
一种烟气余热锅炉,如图1,2,3所示,包括汽包和余热回收器。所述汽包位于余热回收器上方,所述汽包与余热回收器通过上升管12和下降管11连接。
所述汽包包括汽包筒体1和两侧的封头2,所述封头2上设有人孔9,用于方便检修;所述汽包筒体1一侧设有汽包进水口3,另一侧固定安装上下两组液位计10,液位计用来监测汽包内的水位高低,水位不能超过连接上升管的蒸汽进口的高度。由于上升管与下降管对汽包支撑力不够,故在汽包底部设置了支座6。为了保障安全操作,所述汽包筒体1顶部固定设置有安全阀8与压力表7。压力表用来监测汽包内部的压力工况参数,一旦汽包内出现压力超载的情况,安全阀可以防止危险情况的发生。
所述汽包筒体1顶部中部设有蒸汽出口4;所述蒸汽出口4位于汽包筒体1内部的汽水分离器5的上方,蒸汽上升至汽包内顶部,由汽水分离器5进口进入后过滤输出。
所述余热回收器包括框架16,所述框架16是采用型钢拼接而成的矩形框架体,所述矩形框架16沿烟气进出方向的两侧分别固定安装管板13,两侧管板13之间固定安装换热管组14,所述管板13外侧安装进口联箱15和出口联箱21,进口联箱15与换热管组14的液体进口连接,出口联箱21与换热管组14的气体出口连接;所述进口联箱15连接下降管11,具体为,本实施例中,下降管11通过其底部的两组分支管路,共四个下降管分管,每个下降管分管与一个进口联箱15的底部连接,共有四个进口联箱。下降管11上部连接汽包的底部出水口。同理,对应的四根上升管12分别连接四个出口联箱21,一个进口联箱对应一个出口联箱,如图1所示;每根上升管12与汽包侧面的蒸汽进口连接,该蒸汽经蒸汽进口进入汽包,上升至汽水分离器,经过过滤,经蒸汽出口流出。
由于运行过程中换热管组中的管束需要承受巨大温差变化,本设备采用一端管板与框架焊接,另一端管板与框架采用弹簧片连接,如图5、6所示;此结构不仅使管组中的换热管可以自由伸缩,同时保证了设备的密封性。
为实现本锅炉运行的稳定性,减少运行过程中的泄漏点,换热组件中的每根换热管与其两侧的管板均采用全焊透形式连接,如图4所示。
在本实施例中,所述换热组件14中每三根换热管通过两个弯管连接构成一个三回程结构,弯管位于管板外侧。那么,一组进口联箱和出口联箱之间对应一列的三回程结构,故位于同一列三回程结构换热管一端与进口联通连接,其另一端与出口联箱连接。如图7所示,三根换热管通过两个弯管构成一个换热流程管路,第一根换热管的一端作为该换热流程的循环水进口,第三根换热管的一端作为该换热流程的蒸汽出口,即软化水流经三根换热管后,变为蒸汽;进口联箱将水均匀分配入各个换热流程管路中,出口联箱收集各个换热流程管路中的蒸汽。
另外,换热管采用高效翅片管,翅片管基材选用优质防腐不锈钢,翅片为铝材,这样不仅防腐,而且传热效果佳,提高了传热效率,使管组内水得到充足的热量,转换为蒸汽,保证汽-水循环的稳定进行。
为了使余热回收器工作效率更高,散热量减少,在框架外部附属密封箱18,密封箱内填充保温材质19,这样更加保证了设备运行时的密封性;如图3所示,进口联箱15和出口联箱21均位于密封箱18内。
在汽水转换中,免不了会有污浊物,因此在上升管12底部、出口联箱21底部、下降管11底部、进口联箱15底部均设有排污口20,供设备停车时排净用。
锅炉工作时,软化水从汽包进水口3进入汽包,流入下降管11,从下降管11底部分流,流入进口联箱15,进口联箱15将水均匀分配给换热管组14;当烟气从进口进入余热回收器时,由于换热管组14的三回程结构以及翅片管结构,烟气与换热管14进行了充分的接触,使换热管组14中的水在经过三个回程以后,充分加热生成蒸汽,蒸汽沿换热管组14进入另一端的出口联箱21,然后经上升管12进入汽包内,通过汽水分离器5过滤,经蒸汽出口4流出,从而达到烟气余热回收生产蒸汽的目的。当设备停车时,通过上升管及出口联箱连接底部与下降管11及进口联箱底部的排污口20,来排出污水或者污泥。
本装置将工业生产中的燃烧炉产生的高温烟气充分利用,降低排烟温度,换热管组的软化水,完成汽-水之间的高效循环,将产生的蒸汽重新利用到工业生产和居民生活中。通过改善传统设备的换热管、单回程结构,克服传热效率不足的缺点,同时设计简单结构,消除管束在工作过程中热胀冷缩产生的应力,延长设备寿命。实现装置的高效安全运行,并保证设备密封性能、产品质量,且制造简单、使用方便。适用于工业生产中,回收利用大型炉体产生的高温烟气来生产蒸汽。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式,对于本领域技术人员而言,本发明可以有多种变形和更改,凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种烟气余热回收锅炉,包括汽包和余热回收器;其特征在于:所述余热回收器包括框架(16),所述框架(16)两侧分别安装管板(13),两侧管板(13)之间横置安装换热管组(14),所述管板(13)外侧安装进口联箱(15)和出口联箱(21);所述进口联箱(15)通过下降管(11)与汽包的出水口连接,所述出口联箱(21)通过上升管(12)与汽包侧面的蒸汽进口连接。
2.根据要求1所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述汽包包括汽包筒体(1)和位于筒体两侧的封头(2),所述封头(2)上设有人孔(9);所述汽包筒体(1)一侧设有汽包进水口(3)、其另一侧固定安装两组液位计(10);所述汽包筒体(1)顶部设有蒸汽出口(4);所述蒸汽出口(4)与位于汽包筒体(1)内顶部的汽水分离器(5)出口连通。
3.根据权利要求2所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述汽包筒体(1)顶部安装有安全阀(8)与压力表(7)、其底部安装有支座(6)。
4.根据权利要求1所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:位于一侧的管板(13)和框架(16)采用焊接方式连接,位于另一侧的管板(13)和框架(16)之间通过弹簧片(17)连接。
5.根据权利要求1或4所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述换热组件(14)中的换热管与管板之间采用全焊透方式连接。
6.根据权利要求5所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述换热管采用翅片管。
7.根据权利要求6所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述换热组件(14)中每三根换热管构成一个三回程结构。
8.根据权利要求7所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述下降管(11)底部、进口联箱(15)底部、上升管(12)底部及出口联箱(21)底部均设有排污口(20)。
9.根据权利要求8所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述框架(16)外设有密封箱(18),所述密封箱(18)内装填保温材质(19)。
10.根据权利要求6所述的烟气余热回收锅炉,其特征在于:所述翅片管的管材为不锈钢材料、其翅片为铝材。
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