CN110207524A - 一种高温蒸汽余热回收系统 - Google Patents

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郑春光
裴元元
蒋庆德
张明
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    • F28C3/06Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
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Abstract

本发明涉及一种高温蒸汽余热回收系统,包括蒸汽管道、蓄水箱和高温水箱,还包括换热器,换热器包括壳体和换热板,换热板将壳体内分隔为第一空间和第二空间,第一空间具有蒸汽入口和蒸汽出口,第一空间的蒸汽入口与蒸汽管道连接,蒸汽出口通过出气管道与蓄水箱连接;第二空间具有进水口和出水口,第二空间的进水口通过进水管道与蓄水箱连接,出水口通过出水管道与高温水箱连接。本发明利用高压蒸汽的潜热,使换热器内待加热的新水吸收热量沸腾后贮存到高温水箱内备用,而经过换热后稳定较低的蒸汽则进入蓄水箱内利用余热加热蓄水箱内的出水,提高进入换热器内的水的初始水温,充分的利用高压蒸汽余热,提高能源利用率,减少能源消耗。

Description

一种高温蒸汽余热回收系统
技术领域
本发明涉及余热回收技术领域,特别涉及一种高温蒸汽余热回收系统。
背景技术
在工业生产中,在一些生产过程中会产生高压蒸汽,高压蒸汽携带大量的热能,实现对高压蒸汽的余热回收利用,是能源二次利用的重要方式,可提高能源的利用率,减少能源消耗,达到节能减排,并减少企业开支等目的。如染色车间排放的高温蒸汽和废水,排出时的温度高,水质清晰、无污染,仅有极少量杂质。如果直接排放,因水温过高不符合排放标准,需要降温后再排放。
发明内容
本发明的目的是提供一种高温蒸汽余热回收系统,提高热能利用率。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种高温蒸汽余热回收系统,包括蒸汽管道、蓄水箱和高温水箱,还包括换热器,所述换热器包括壳体和换热板,所述换热板将壳体内分隔为第一空间和第二空间,所述第一空间具有蒸汽入口和蒸汽出口,第一空间的蒸汽入口与蒸汽管道连接,蒸汽出口通过出气管道与蓄水箱连接;所述第二空间具有进水口和出水口,第二空间的进水口通过进水管道与蓄水箱连接,出水口通过出水管道与高温水箱连接。
作为优选,所述换热板设置有上下两层,两层换热板将壳体内分隔为上下两个第二空间和位于两个第二空间之间的第一空间,上下两个第二空间相互连通,所述进水口位于下方的第二空间的一端,所述出水口位于上方的第二空间的一端。
作为优选,所述第一空间的两侧设置有用于连通上下两个第二空间的连接通道,所述连接通道位于换热器的靠近蒸汽入口的一端,所述进水口和出水口位于换热器的另一端。
作为优选,所述换热板呈倾斜设置,上下两层换热板的靠近蒸汽入口的一端相向靠近。
在靠近蒸汽入口一端,蒸汽温度较高,该处的水温也相对蒸汽出口处的水温较高,因此上层的第一空间的冷水因热对流而沿倾斜的换热板向下流动进入下层的第一空间,而下层的第一空间的热水因热对流而沿倾斜的换热板向上流动进入上层的第一空间,保证上层的第一空间具有足够的水温进入高温水箱内。
作为优选,所述第一空间内设置有换热翅片,所述换热翅片上下交错设置在上下两层换热板上,形成用于蒸汽通过的折型通道。
作为优选,所述换热翅片的表面设置有疏水涂层。
疏水涂层设置在换热翅片的迎向蒸汽的一侧,由于高温蒸汽接触换热翅片时容易产生冷凝水,而冷凝水吸附在换热翅片表面会阻碍高温蒸汽与换热翅片的热传递,降低热传递效率,而该疏水涂层能够阻止冷凝水吸附,使换热翅片表面保持清洁,保证热传递效率。
作为优选,所述换热板的位于第二空间内的表面设置有规则排列的凸起,前后相邻的两个凸起呈左右交错分布。
凸起能够有效地促进核化现象,通过增加产生气泡汽化的成核点,达到强化传热的目的;而前后相邻的两个凸起呈左右交错分布,使位于第二空间的水在前后流动时不断受到凸起的阻碍作用,迫使水流向凸起的左右两侧分流,使不同温度水流相互融合,从而提高第二空间的水的整体温度。
作为优选,所述蓄水箱内设有过滤网,所述过滤网将蓄水箱分隔为两个水池,所述出气管道连接在其中一个水池内,所述进水管道连接在另一个水池内。
作为优选,所述蓄水箱连接有补水管道,所述补水管道位于出气管道的同一侧。
作为优选,所述补水管道与出气管道同轴心设置,且补水管道套装在出气管道的外侧。
补水管道补充的为常温水,与蓄水箱内的储水存在较大的温差,在进入蓄水箱内后导致蓄水箱内的储水的水温改变较大,因此补水管道与出气管道同轴心设置,使补水管道的水在进过出气管道内蒸汽的预热后再进入蓄水箱内,使蓄水箱保持稳定的水温。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明利用高压蒸汽的潜热,使换热器内待加热的新水吸收热量沸腾后贮存到高温水箱内备用,而经过换热后稳定较低的蒸汽则进入蓄水箱内利用余热加热蓄水箱内的出水,提高进入换热器内的水的初始水温,从而高效的、充分的利用高压蒸汽余热,提高能源利用率,减少能源消耗;
2、倾斜设置的换热板能够提高上下层第一空间内冷热水的热对流,使上层的第一空间具有足够的水温进入高温水箱内;
3、凸起能够有效地促进核化现象,通过增加产生气泡汽化的成核点,达到强化传热的目的;而前后相邻的两个凸起呈左右交错分布,使位于第二空间的水在前后流动时不断受到凸起的阻碍作用,迫使水流向凸起的左右两侧分流,使不同温度水流相互融合,从而提高第二空间的水的整体温度。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明实施例中换热器的剖视图;
图3是本发明实施例中凸起的分布示意图;
图中:1-蓄水箱,2-换热器,201-壳体,202-上换热板,203-下换热板,204-换热翅片,205-第一空间,206-第二空间,207-蒸汽入口,208-蒸汽出口,209-进水口,210-出水口,211-凸起,3-高温水箱,4-蒸汽管道,5-出气管道,6-进水管道,7-出水管道,8-补水管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后,可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例:如图1、图2和图3所示,一种高温蒸汽余热回收系统,包括蒸汽管道4、蓄水箱1、高温水箱3和换热器2,换热器2一端用于连接蒸汽管道4,另一端用于连接蓄水箱1和高温水箱3。
换热器2包括壳体201和换热板,换热板设置有上下两层,包括上换热板202和下换热板203,两层换热板将壳体201内分隔为上下两个第二空间206和位于两个第二空间206之间的第一空间205,上下两个第二空间206相互连通。第一空间205具有蒸汽入口207和蒸汽出口208,第一空间205的蒸汽入口207与蒸汽管道4连接,蒸汽出口208通过出气管道5与蓄水箱1连接。
第二空间206具有进水口209和出水口210,第二空间206的进水口209通过进水管道6与蓄水箱1连接,出水口210通过出水管道7与高温水箱3连接。进水口209位于下方的第二空间206的一端,出水口210位于上方的第二空间206的一端。进水管道6和出水管道7均安装有热水泵。
第一空间205的两侧设置有用于连通上下两个第二空间206的连接通道,连接通道位于换热器2的靠近蒸汽入口207的一端,进水口209和出水口210位于换热器2的另一端。
如图2所示,换热板呈倾斜设置,上换热板202的靠近蒸汽入口207的一端向下倾斜,下换热板203的靠近蒸汽入口207的一端相上倾斜,上下两层换热板的靠近蒸汽入口207的一端相向靠近,使上下两个第二空间206的高度沿蒸汽流动方向减小。
第一空间205内设置有换热翅片204,换热翅片204上下交错设置在上下两层换热板上,形成用于蒸汽通过的折型通道。换热板和换热翅片204均采用导热系数高的材质,如奥氏体不锈钢、镍合金和铜等。换热翅片204的表面设置有疏水涂层,如有机硅涂层,疏水涂层设置在换热翅片204的迎向蒸汽的一侧。疏水涂层呈织网状涂覆在换热翅片204的表面,既能阻止冷凝水吸附在换热翅片204,又减小涂层对热传递的影响。
如图3所示,换热板的位于第二空间206内的表面设置有规则排列的凸起211,前后相邻的两个凸起211呈左右交错分布。
如图1所示,蓄水箱1内设有过滤网,过滤网将蓄水箱1分隔为两个水池,出气管道5连接在其中一个水池内,进水管道6连接在另一个水池内。蓄水箱1连接有补水管道8,补水管道8位于出气管道5的同一侧。补水管道8与出气管道5同轴心设置,且补水管道8套装在出气管道5的外侧。出气管道5采用导热效率高的材质,如铜管。补水管道8采用普通钢管,外壁包覆保温材料。
当蒸汽从蒸汽管道4通入换热器2时,蓄水箱1的储水通过进水管道6通入换热器2的第二空间206内,位于第一空间205的换热翅片204吸收蒸汽的热量通过换热板对二空间206内的水进行加热,加热至设定温度后通过出水管道7通入蓄水箱1储存。通过第一空间205的蒸汽通过出气管道5进入蓄水箱1,与储水混合,既利用蒸汽的余热对蓄水箱1的储水进行预热,又使蒸汽冷凝存储在蓄水箱1内。当蓄水箱1内水量不足时,补水管道8进行补水,而补水管道8在流经出气管道5时,则由出气管道5内的蒸汽进行加热,减小补水与蓄水箱1内储水的温差。

Claims (10)

1.一种高温蒸汽余热回收系统,包括蒸汽管道(4)、蓄水箱(1)和高温水箱(3),其特征在于:还包括换热器(2),所述换热器(2)包括壳体(201)和换热板,所述换热板将壳体(201)内分隔为第一空间(205)和第二空间(206),所述第一空间(205)具有蒸汽入口(207)和蒸汽出口(208),第一空间(205)的蒸汽入口(207)与蒸汽管道(4)连接,蒸汽出口(208)通过出气管道(5)与蓄水箱(1)连接;所述第二空间(206)具有进水口(209)和出水口(210),第二空间(206)的进水口(209)通过进水管道(6)与蓄水箱(1)连接,出水口(210)通过出水管道(7)与高温水箱(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述换热板设置有上下两层,两层换热板将壳体(201)内分隔为上下两个第二空间(206)和位于两个第二空间(206)之间的第一空间(205),上下两个第二空间(206)相互连通,所述进水口(209)位于下方的第二空间(206)的一端,所述出水口(210)位于上方的第二空间(206)的一端。
3.根据权利要求2所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述第一空间(205)的两侧设置有用于连通上下两个第二空间(206)的连接通道,所述连接通道位于换热器(2)的靠近蒸汽入口(207)的一端,所述进水口(209)和出水口(210)位于换热器(2)的另一端。
4.根据权利要求3所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述换热板呈倾斜设置,上下两层换热板的靠近蒸汽入口(207)的一端相向靠近。
5.根据权利要求2所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述第一空间(205)内设置有换热翅片(204),所述换热翅片(204)上下交错设置在上下两层换热板上,形成用于蒸汽通过的折型通道。
6.根据权利要求5所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述换热翅片(204)的表面设置有疏水涂层。
7.根据权利要求5所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述换热板的位于第二空间(206)内的表面设置有规则排列的凸起(211),前后相邻的两个凸起(211)呈左右交错分布。
8.根据权利要求1所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述蓄水箱(1)内设有过滤网,所述过滤网将蓄水箱(1)分隔为两个水池,所述出气管道(5)连接在其中一个水池内,所述进水管道(6)连接在另一个水池内。
9.根据权利要求8所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述蓄水箱(1)连接有补水管道(8),所述补水管道(8)位于出气管道(5)的同一侧。
10.根据权利要求9所述的一种高温蒸汽余热回收系统,其特征在于:所述补水管道(8)与出气管道(5)同轴心设置,且补水管道(8)套装在出气管道(5)的外侧。
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