CN110530172B - 一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于烟气余热回收技术领域，具体涉及一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备，由箱体、U型螺旋翅片管、入口集箱、出口集箱、烟气出口、烟气入口组成，U型螺旋翅片管的一端与入口集箱接在一起，U型螺旋翅片管的另一端与出口集箱接在一起，入口集箱上安装有注水口和放气口，出口集箱上安装有排水口和放气口，箱体靠近入口集箱一侧安装有烟气入口，箱体靠近出口集箱一侧安装有烟气出口，U型螺旋翅片管一层一层安装在箱体内部。本发明的装置可以从投入运行一开始就有持续的保持自我洁净的能力，不易积累固体杂质颗粒大大提高了换热装置的运行时间和寿命。

Description

一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备
技术领域
本发明属于烟气余热回收技术领域，具体涉及一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备。
背景技术
余热回收利用是提高经济性、节约燃料的一条重要途径。据报道，在各种工业炉窑的能量支出中，废气余热约占15％～35％，这些废气的余热如不加以利用直接排出，既会对环境造成热污染，也降低了能量的利用效率，提高了能源的利用成本，目前市面上已有利用这些余热的设备，但是这些废气对设备的造成的污垢积累问题，严重影响了设备的换热效率和其使用寿命。若通过一装置能够将这部分热量利用起来，并解决其污垢积累的情况，将会很好的缓解上述问题。
专利201820811794.3公开了一种具有自清洁功能的烟气余热回收装置，但是此发明的自清洁功能，更类似与一种手动清理的功能，难以在装置运行过程中操作，需要停机作业，而且加上内部的清洁设备及其辅助设备，会使得换热器变得体积庞大结构复杂造价高昂，其并未从根本上解决换热器的积污问题。专利201710117510.0公开了一种烟气净化与余热回收装置，但该发明的着重点在于烟气净化，其整体结构对于换热效率而言比常规余热交换器效率低，且其中的螺旋结构较为复杂，不利于维修更换以及污垢清理。综合上面两项发明，本领域的研究人员容易想到的解决方法是直接通过挡板之类的设备，减少换热器管道与烟气的接触，进而保持换热管干净，但是这又会带来换热能力大幅下降的问题，同时挡板自身也成了消耗品，因此需要设计一种既能够满足具有较高换热效率的能力，又能够保持自我洁净的结构简单的烟气余热交换装置。
发明内容
本发明的目的是针对常见的工业烟气余热回收装置积污的问题，提供新的具有自我保持洁净，避免污垢积累功能的余热交换装置。
一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备，由箱体1、U型螺旋翅片管4、入口集箱2、出口集箱3、烟气出口6、烟气入口5组成，U型螺旋翅片管4的一端与入口集箱2接在一起，U型螺旋翅片管4的另一端与出口集箱3接在一起，入口集箱2上安装有注水口和放气口，出口集箱3上安装有排水口和放气口，箱体1靠近入口集箱2一侧安装有烟气入口5，箱体1靠近出口集箱3一侧安装有烟气出口6，U型螺旋翅片管4一层一层安装在箱体1内部。
所述U型螺旋翅片管4每一层均为连续w型折叠结构，所述U型螺旋翅片管4有部分U型部分凸出，所述U型螺旋翅片管4在箱体1中只固定U型部分凸出管段。
本发明的有益效果在于：
本发明的装置可以从投入运行一开始就有持续的保持自我洁净的能力，通过换热管段随烟气流通时产生的振动，使得装置不易积累烟气带入的固体杂质颗粒，避免了换热管段的积污，大大提高了换热装置的运行时间和寿命。此外，该装置在整个运行期间因为换热表面极少有污垢的积累，整个装置可以一直保持较高的换热效率，提高经济效益。另一方面，本装置无需额外的清洁设备和清洁作业，结构简单紧凑，方便实用，同时也降低了维护和使用成本，增加了运行时间，带来的也是经济效应。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是U型螺旋翅片管与箱体连接示意图；
图4是本发明的整体结构图；
图5是U型螺旋翅片管结构放大图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
图4中：1-箱体、2-入口集箱、3-出口集箱、4-U型螺旋翅片管、5-烟气入口、6-烟气出口。
本发明的目的是针对常见的工业烟气余热回收装置积污的问题，提供新的具有自我保持洁净，避免污垢积累功能的余热交换装置。
一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备，包括箱体、U型螺旋翅片管、入口集箱、出口集箱、烟气出口、烟气入口，所述U型螺旋翅片管接在入口集箱和出口集箱，所述入口集箱装有放气口、排水口，所述出口集箱装有放气口、排水口，所述箱体内部包括一层一层安装在其内部的U型螺旋翅片管，所述箱体侧面装有烟气出口、烟气入口。
所述U型螺旋翅片管具有连续w型折叠角度，所述U型螺旋翅片管在箱体中安装方式是只固定U型螺旋翅片管中U型管段部分的较长段，使每段U型管段部分都具有自由端，所述安装的连续w型折叠角度U型螺旋翅片管管段从烟气入口方向看呈三角形排列方式，用以增强换热。
本发明的目的是这样实现的：本装置主体包括箱体、U型螺旋翅片管、入口集箱、出口集箱、烟气出口、烟气入口；将在水平方向带有连续w形角度的U型螺旋翅片管，一层一层安装在箱体中；所述翅片管的部分U型部分凸出；所述U型螺旋翅片管在箱体中只固定U型处较长管段，这种少量固定用于保证每层U型螺旋翅片管的U型管段都有自由端，在烟气流动时可增加翅片管的振动，用管段振动的方式防止污垢积累；所述连续w形角度U型螺旋翅片管在烟气流通方向上是以三角形方式排列的，用于增强换热，同时也增强其随烟气的振动特性；箱体通过U型螺旋翅片管与入口集箱和出口集箱相连接，入口集箱和出口集箱用于提供所需的循环水；所述箱体在侧面布置有烟气入口和烟气出口；所述入口集箱和出口集箱上布置有必要的放气口和排水口，用于初次使用或检修维护。
如图所示，本装置主体包括箱体、U型螺旋翅片管、入口集箱、出口集箱、烟气出口、烟气入口。如图，带有连续w形角度的U型螺旋翅片管，一层一层安装在箱体中，将翅片管的U型部分较长的管段在箱体中焊接固定，保证每层U型螺旋翅片管的每段U型管段都有自由端，，如图中A向视角所示；从烟气流入方向来看，w形角度的U型螺旋翅片管的每一根管段排列方式为三角形排列，增加烟气流通时的扰动，以提高换热效率，同时避免了一条线排列时后部管段被前方管段遮挡，减少了后部管段与烟气的直接接触，增加了管段在烟气流通时的迎风面积，使其更容易随烟气振动。入口集箱和出口集箱与U型螺旋翅片管相连接，用于提供所需的循环水；所述箱体在侧面布置有烟气入口和烟气出口；入口集箱和出口集箱布置有必要的放气口和排水口，用于初次使用或检修维护。
本装置的具体工作流程是：首先，在通入高温烟气之前，对整个余热交换器通过与其相连接的外部冷凝水管段进行充水作业，充水完成后，通过外部水泵提供冷凝水循环所需的压头，之后就可通入烟气进行热量交换。工作过程中，因为事先安装的U型螺旋翅片管在箱体中保留了较多的自由端，对于整个U型螺旋翅片管来说固定相对松动，且U型螺旋翅片管的螺旋翅片在加强烟气流动扰动以增加换热的同时，也增加了U型螺旋翅片管自身随烟气的不稳定性(随烟气振动)，进一步的，烟气流过带有连续w形角度的U型螺旋翅片管时，又引入了更多的扰动，不仅对于换热能力也大幅提升，同时也加强了U型螺旋翅片管在烟气流通时的振动，这种振动使得随烟气带入的杂质颗粒难以附着在U型螺旋翅片管上，实现了设备的自我保持洁净，防止污垢积累的功能。

Claims (1)

1.一种具有防污垢积累功能的烟气余热交换设备，由箱体(1)、U型螺旋翅片管(4)、入口集箱(2)、出口集箱(3)、烟气出口(6)、烟气入口(5)组成，其特征在于：U型螺旋翅片管(4)的一端与入口集箱(2)接在一起，U型螺旋翅片管(4)的另一端与出口集箱(3)接在一起，入口集箱(2)上安装有注水口和放气口，出口集箱(3)上安装有排水口和放气口，箱体(1)靠近入口集箱(2)一侧安装有烟气入口(5)，箱体(1)靠近出口集箱(3)一侧安装有烟气出口(6)，所述U型螺旋翅片管(4)一层一层安装在箱体(1)内部，所述U型螺旋翅片管(4)在箱体(1)中安装方式是只固定U型螺旋翅片管(4)中U型管段部分的较长段，使每段U型管段部分都具有自由端，U型螺旋翅片管(4)的螺旋翅片在加强烟气流动扰动下增加了U型螺旋翅片管(4)自身随烟气的振动，所述U型螺旋翅片管(4)具有连续w型折叠角度，从烟气入口方向看呈三角形排列方式，烟气流过带有连续w形角度的U型螺旋翅片管(4)时，加强了U型螺旋翅片管(4)在烟气流通时的振动，振动使得随烟气带入的杂质颗粒难以附着在U型螺旋翅片管(4)上，实现了设备的自我保持洁净，防止污垢积累的功能。
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