CN110332813A - 一种加热炉烟气余热再利用的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种加热炉烟气余热再利用的装置，包括引风机、缓存罐、压缩机、高温烟气换热器和软化水箱，引风机和加热炉连接将烟气引入缓存罐内，缓存罐和压缩机连通，压缩机和高温烟气换热器连通，高温烟气换热器包括热交换水箱、烟气换热板和第一换热管盘，热交换水箱设有排气口且内装有水，热交换水箱底部设有浸没在水中的第一换热管盘，第一换热管盘通过水管和软化水箱连通形成循环回路，热交换水箱设有两端开口的竖直管，压缩机通过气管连通热交换水箱，气管的出气口设有出气嘴，出气嘴设有竖直管的上方，出气嘴出气方向的正前方设有烟气换热板。本发明在于提供一种加热炉烟气余热再利用的装置，提高余热回收利用效果。

Description

一种加热炉烟气余热再利用的装置

技术领域

本发明涉及烟气余热再利用技术领域，特别涉及一种加热炉烟气余热再利用的装置。

背景技术

为降耗提效，作为炼厂主要能耗设备之一的加热炉类采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量，空燃比也趋于合理。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高加热炉的热效率，达到节能降耗的目的，通常回收烟气余热为软化水加热，软化水用于往复式压缩机气缸的冷却，往复式压缩机组附属设施有软化水箱，目前的做法是通过软化水箱与换热管盘连接，将未降温的烟气与换热管盘换热，但是这种换热方式换热效率和换热速率较低。

发明内容

针对上述现有技术，本发明在于提供一种加热炉烟气余热再利用的装置，提高余热回收利用效果。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种加热炉烟气余热再利用的装置，包括引风机、缓存罐、压缩机、高温烟气换热器和软化水箱，所述引风机和加热炉的排烟口连接将烟气引入缓存罐内，所述缓存罐和压缩机的进气口连通，所述压缩机的排气口和所述高温烟气换热器连通，所述高温烟气换热器包括热交换水箱、烟气换热板和第一换热管盘，所述热交换水箱设有排气口且内装有水，所述热交换水箱底部设有浸没在水中的第一换热管盘，所述第一换热管盘的进水端和出水端分别通过水管和所述软化水箱连通形成循环回路，所述水管设有循环泵，所述热交换水箱设有两端开口的竖直管，所述压缩机通过气管连通所述热交换水箱，所述气管的出气口设有出气嘴，所述出气嘴设于所述竖直管的上方，所述出气嘴出气方向的正前方设有烟气换热板，所述烟气换热板下端浸没在水中。

进一步的，所述烟气换热板包括蜗旋换热板、上盖和导风罩，所述上盖盖住所述蜗旋换热板的顶部，所述上盖的中部设有通孔，所述导风罩呈一端开口大，另一端开口小的斗形，所述导风罩开口小的一端和所述出气嘴连接，所述竖直管穿入所述导风罩内部，所述导风罩开口大的一端和所述蜗旋换热板的进烟口连接。

进一步的，所述蜗旋换热板的内侧壁设有若干的导热片，所述导热片与水平面倾斜放置。

进一步的，所述竖直管底部连通倒锥形罩，所述倒锥形罩底部设有过滤网。

进一步的，所述竖直管上端的开口设于侧面，所述出气嘴穿入所述竖直管内部与所述竖直管的上端开口对齐。

进一步的，还包括若干组低温烟气换热器，所述低温烟气换热器包括第一气缸、第二气缸和正反循环泵，所述第一气缸、第二气缸分别通过单向阀与所述热交换水箱的排气口连接，所述第一气缸、第二气缸均有排气口，所述第一气缸、第二气缸分别通过电磁阀与大气连通，所述第一气缸通过所述正反循环泵连通所述第二气缸。

进一步的，所述第一气缸内设有第二换热管盘，所述第二气缸内设有第三换热管盘，所述第一换热管盘、第二换热管盘、第三换热管盘串联。

进一步的，所述正反循环泵、电磁阀分别与控制器电性连接。

本发明的有益效果在于：在水流出时，被高速流出的气体吹到，水滴被击碎成水雾，水雾随着气流一起流动，水雾与烟气混合充分，烟气中的温度迅速降低。出气嘴出气方向的正前方设有烟气换热板，吸收热量之后的水雾打在烟气换热板上，最后沿着烟气换热板向下流到下方，烟气中的热量进入热交换水箱的水中，热交换水箱中的水温度升高。热交换水箱底部设有浸没在水中的第一换热管盘，热交换水箱中的水与第一换热管盘换热，使得第一换热管盘内的软水温度升高，第一换热管盘的进水端和出水端分别通过水管和所述软化水箱连通形成循环回路，所述水管设有循环泵，在循环泵的作用下，软热交换水箱内的循环经过第一换热管，换热效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1一种加热炉烟气余热再利用的装置原理图；

图2为本发明高温烟气换热器结构示意图；

图3为本发明高温烟气换热器结构示意图；

图4为图3中A区域的放大图；

图5为本发明实施例2一种加热炉烟气余热再利用的装置原理图；

图中，1引风机，2缓存罐，3压缩机，4高温烟气换热器，5软化水箱，6热交换水箱，7烟气换热板，8竖直管上端的开口，9第一换热管盘，10循环泵，11竖直管，12通孔，13蜗旋换热板，14上盖，15导风罩，16导热片，17倒锥形罩，18第一气缸，19第二气缸，20正反循环泵，21低温烟气换热器，22电磁阀，23控制器，24第二换热管盘，25第三换热管盘，26过滤网，27出气嘴。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

参见图1至4，一种加热炉烟气余热再利用的装置，包括引风机1、缓存罐2、压缩机3、高温烟气换热器4和软化水箱5，所述引风机1和加热炉的排烟口连接将烟气引入缓存罐2内，所述缓存罐2和压缩机3的进气口连通，所述压缩机3的排气口和所述高温烟气换热器4连通，所述高温烟气换热器4包括热交换水箱6、烟气换热板7和第一换热管盘9，所述热交换水箱6设有排气口且内装有水，所述热交换水箱6底部设有浸没在水中的所述第一换热管盘9，所述第一换热管盘9的进水端和出水端分别通过水管(未标出)和所述软化水箱5连通形成循环回路，所述水管设有循环泵10，所述热交换水箱6设有两端开口的竖直管11，所述压缩机3通过气管连通所述热交换水箱6，所述气管的出气口设有出气嘴27，所述出气嘴27设于所述竖直管11的上方，所述出气嘴27出气方向的正前方设有烟气换热板7，所述烟气换热板7下端浸没在水中。

加热炉产生的烟气带有大量的热量，烟气从加热炉的排气口排出，引风机1和加热炉的排气口连接，在引风机1的作用下，烟气引入缓存罐2中。缓存罐2的排气口和压缩机3的进气口连通，烟气从缓冲罐进入压缩机3被压缩成高压气体，被压缩的烟气通过气管接通至热交换水箱6内，气管的出气端设有出气嘴27，被压缩的烟气高速流出出气嘴27。由于气体流速大的地方压强小，因此出气嘴27区域形成低压区。热交换水箱6内设有两端开口的竖直管11，热交换水箱6内装有水，竖直管11的下端开口置于水中，竖直管11的上端开口位于出气嘴27的下方，由于气嘴区域形成低压区，在气压的作用下，热交换水箱6中的水被压到竖直管11的上端并从上端的开口流出。在水流出时，被高速流出的气体吹到，水滴被击碎成细小的水珠，细小的水珠随着气流一起流动，提高了细小的水珠与烟气的接触面积，在细小的水珠与烟气混合充分情况下，烟气中的热量迅速被水珠吸收，细小的水珠的温度迅速升高。出气嘴27出气方向的正前方设有烟气换热板7，吸收热量之后的细小的水珠打在烟气换热板7上，一方面烟气与烟气换热板7进行热交换，最终通过烟气换热板7与热交换水箱6中的水进行热交换，另一方面细小的水珠沿着烟气换热板7向下流到下方，烟气中的热量进入热交换水箱6的水中，热交换水箱6中的水温度升高。热交换水箱6底部设有浸没在水中的第一换热管盘9，热交换水箱6中的水与第一换热管盘9换热，使得第一换热管盘9内的软水温度升高，第一换热管盘9的进水端和出水端分别通过水管和所述软化水箱5连通形成循环回路，所述水管设有循环泵10，在循环泵10的作用下，软热交换水箱6内的循环经过第一换热管，换热效率高。

具体的，所述烟气换热板7包括蜗旋换热板13、上盖14和导风罩15，所述上盖14盖住所述蜗旋换热板13的顶部，所述上盖14的中部设有通孔12，所述导风罩15呈一端开口大，另一端开口小的斗形，所述导风罩15开口小的一端和所述出气嘴27连接，所述竖直管11穿入所述导风罩15内部，所述导风罩15开口大的一端和所述蜗旋换热板13的进烟口连接。导风罩15一端连接出气嘴27，另一端连接蜗旋换热板13，夹着细小的水珠的烟气沿着导风罩15流到蜗旋换热板13内，由于蜗旋换热板13在水平方向的横截面为蜗旋状，夹着细小的水珠的烟气沿蜗旋换热板13运动时方向不断改变，便于夹着细小的水珠的烟气与蜗旋换热板13接触。在夹着细小的水珠的烟气流动的过程中，在蜗旋换热板13内做蜗旋运动，细小的水珠的密度在于烟气的密度，在离心作用下，细小的水珠甩到蜗旋换热板13上，提高换热效果，便于细小的水珠与烟气分离的过滤，避免携带热量的细小的水珠排出热交换水箱6。上盖14盖住所述蜗旋换热板13的顶部，夹着细小的水珠的烟气无法从蜗旋换热板13的上方排出，沿着蜗旋换热板13向内流动，蜗旋换热板13内直径越来越小，夹着细小的水珠的烟气的旋转速度增大，细小的水珠更容易吸附到蜗旋换热板13上。另一方面细小的水珠重力较大，容易在流动中向下沉淀，向下沉淀的细小的水珠会落入热交换水箱6内的水中。

具体的，所述蜗旋换热板13的内侧壁设有若干的导热片16，所述导热片16与水平面倾斜放置。提高细小的水珠的吸附效果，提高换热效果。

具体的，所述竖直管11底部连通倒锥形罩17，所述倒锥形罩17底部设有过滤网26。向上流动的水通过倒锥形罩17流到竖直管11内，在水流的过程中，会经过倒锥形罩17底部设有过滤网26，过滤网26将水中的杂质过滤掉，避免发生堵塞。

进一步的，所述竖直管11上端的开口8设于侧面，所述出气嘴27穿入所述竖直管11内部与所述竖直管11的上端开口对齐。出气嘴27出来的空气与竖直管11的水都从竖直管11上端的开口8喷出，使得细小的水珠和烟气混合效果好，提高烟气与水的换热效果，便于水的温度提高。

实施例2

参见图5，本实施例与实施例1的区别在于，还包括若干组低温烟气换热器21，所述低温烟气换热器21包括第一气缸18、第二气缸19和正反循环泵20，所述第一气缸18、第二气缸19分别通过单向阀与所述热交换水箱6的排气口连接，所述第一气缸18、第二气缸19分别通过电磁阀22与大气连通，所述第一气缸18、第二气缸19均有排气口，所述第一气缸18、第二气缸19的排气口分别设有电磁阀22，所述第一气缸18通过所述正反循环泵20连通所述第二气缸19。经过高温烟气换热器4换热后的烟气进入低温烟气换热器21内，低温烟气换热器21包括第一气缸18、第二气缸19和正反循环泵20，第一气缸18、第二气缸19内充有水。工作过程中，通过正反循环泵20将水抽到第二气缸19内，接着从热交换水箱6排出的烟气通过单向阀进入第一气缸18，正反循环泵20将水从第二气缸19抽到第一气缸18内，第一气缸18内的气体容积变小，气体被压缩，一方面气体的温度升高与气缸内的水换热，另一方面烟气中的蒸汽吸附在水中，将蒸汽的吸收，降低排出的温度的蒸汽量，换热一段时候后，第一气缸18换热完毕。接着与第一气缸18连接的电磁阀22缓慢开启，正反转循环泵10工作，将第一气缸18中的水抽到第二气缸19中，第一气缸18中的空气排出，同时利用部分空气压缩的力将第一气缸18中的水推到第二气缸19中。第一气缸18排气完毕后正反转循环泵10继续工作，第一气缸18进气，同时第二气缸19内的气体容积变小，气体被压缩，一方面气体的温度升高与气缸内的水换热，另一方面烟气中的蒸汽吸附在水中，将蒸汽的吸收，降低排出的温度的蒸汽量，换热一端时候后，与第二气缸19连接的电磁阀22开启，空气排出。往复循环。提高换热的速率，降低排出气体的蒸汽含量。在气缸内没有运动部件，可以在气缸内布设各种散热片，便于气缸内烟气与水之间的换热。可选的，正反循环泵20可以替换为两个水泵，第一水泵与第二水泵的水流方向相反，第一水泵用于将第一气缸18内的水抽到第二气缸19，第二水泵用于将第二气缸19中的水抽到第一气缸18。

可选的，所述第一气缸18内设有第二换热管盘24，所述第二气缸19内设有第三换热管盘25，所述第一换热管盘9、第二换热管盘24、第三换热管盘25串联。软水先经过低温烟气换热器21的第一气缸18和第二气缸19预热后，再进入热交换水箱6内进行换热，有效吸收烟气的热量。

可选的，所述正反循环泵20、电磁阀22分别与控制器23电性连接。控制器23控制正反循环泵20和电磁阀22工作，方便控制正反循环泵20和电磁阀22工作的时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，包括引风机、缓存罐、压缩机、高温烟气换热器和软化水箱，所述引风机和加热炉的排烟口连接将烟气引入缓存罐内，所述缓存罐和压缩机的进气口连通，所述压缩机的排气口和所述高温烟气换热器连通，所述高温烟气换热器包括热交换水箱、烟气换热板和第一换热管盘，所述热交换水箱设有排气口且内装有水，所述热交换水箱底部设有浸没在水中的第一换热管盘，所述第一换热管盘的进水端和出水端分别通过水管和所述软化水箱连通形成循环回路，所述水管设有循环泵，所述热交换水箱设有两端开口的竖直管，所述压缩机通过气管连通所述热交换水箱，所述气管的出气口设有出气嘴，所述出气嘴设于所述竖直管的上方，所述出气嘴出气方向的正前方设有所述烟气换热板，所述烟气换热板下端浸没在水中。

2.根据权利要求1所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述烟气换热板包括蜗旋换热板、上盖和导风罩，所述上盖盖住所述蜗旋换热板的顶部，所述上盖的中部设有通孔，所述导风罩呈一端开口大，另一端开口小的斗形，所述导风罩开口小的一端和所述出气嘴连接，所述竖直管穿入所述导风罩内部，所述导风罩开口大的一端和所述蜗旋换热板的进烟口连接。

3.根据权利要求2所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述蜗旋换热板的内侧壁设有若干的导热片，所述导热片与水平面倾斜放置。

4.根据权利要求1所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述竖直管底部连通倒锥形罩，所述倒锥形罩底部设有过滤网。

5.根据权利要求1所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述竖直管上端的开口设于侧面，所述出气嘴穿入所述竖直管内部与所述竖直管的上端开口对齐。

6.根据权利要求2所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，还包括若干组低温烟气换热器，所述低温烟气换热器包括第一气缸、第二气缸和正反循环泵，所述第一气缸、第二气缸分别通过单向阀与所述热交换水箱的排气口连接，所述第一气缸、第二气缸分别通过电磁阀与大气连通，所述第一气缸通过所述正反循环泵连通所述第二气缸。

7.根据权利要求1所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述第一气缸内设有第二换热管盘，所述第二气缸内设有第三换热管盘，所述第一换热管盘、第二换热管盘、第三换热管盘串联。

8.根据权利要求1所述的一种加热炉烟气余热再利用的装置，其特征在于，所述正反循环泵、电磁阀分别与控制器电性连接。