CN201093900Y - 紧凑式两回程烟管烟气冷凝节能器 - Google Patents

Abstract

紧凑式两回程烟管烟气冷凝节能器涉及一种燃油、燃气锅炉烟气余热利用装置，是充分利用烟气的显热和潜热的紧凑式两回程烟管节能设备。该设备包括烟气进入装置、烟气导出装置、换热器本体、冷凝液收集排放装置四部分，其结构特征在于：换热器本体为管壳式结构，双管程，烟气在管内流动。壳程3～7个折流板，冷却水在壳程流动。凝结液由下部凝结液收集排放。烟气在该设备中既有显热放热，又有水蒸气的潜热放热，提高了烟气余热利用效率。锅炉烟气完成了对排放烟气的自加热过程，不需要设置旁通烟道。烟气进口与烟气出口同位于换热器主体的上端，换热器主体不与烟道直接连接，方便安装及维修。

Description

紧凑式两回程烟管烟气冷凝节能器

所属技术领域

本实用新型涉及一种燃油、燃气锅炉烟气余热利用装置，是充分利用烟气的显热和潜热的紧凑式两回程烟管节能设备。

背景技术

燃油、燃气中含有大量氢元素，使得燃油、燃气锅炉排烟中含有大量水蒸气。燃油、燃气锅炉的排烟温度较高，一般在150℃以上，烟气携带走大量的物理显热和汽化潜热。目前，燃油燃气锅炉余热利用的设备主要是利用锅炉烟气的显热，对于烟气的潜热没有充分利用。燃油、燃气锅炉烟气中含有大量的水蒸气，回收利用烟气中的水蒸气的潜热可以有效提高锅炉的效率。当前，回收烟气余热的设备型式主要是水管式换热器和烟管式换热器。水管式换热器主要存在以下缺点：烟道阻力大幅度增大，影响燃烧器工作性能；水在管内流动，烟气在管外流动，为避免腐蚀，需要耐腐蚀材料较多，成本较高；换热器整体布置在烟道中，增大了施工难度和维修难度。烟管式换热器主要存在以下缺点：为了克服烟气对后部烟道的腐蚀，都必须布置旁通烟道，使部分烟气直接通过旁通烟道与经过冷却后的烟气混合后排放，降低了余热利用效率；烟气经过管程后排放，只一个通程，换热效率不高；换热器整体布置在烟道中，增大了施工难度和维修难度；旁通烟道的布置，增大了成本。

发明内容

为了克服现有烟气余热利用设备需要布置旁通烟道造成系统复杂的缺点，和单通程造成烟气余热利用效率不高的不足，本实用新型提供了一种紧凑式两回程烟道节能设备，该设备不需要布置旁通烟道，使烟气全部通过换热器的烟管，完成凝结换热过程，从而提高烟气余热利用效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该节能设备包括四部分，烟气进入装置、烟气导出装置、换热器本体和冷凝液收集排放装置。其特点是：换热器本体采用管壳式结构，装置本体的壳体、管板材质为铜、碳钢、不锈钢或聚四氟乙烯材料，壳程设置3～7个折流板，壳程为冷却水，设有冷却水进口管、出口管。烟管为铜管、碳钢、不锈钢或聚四氟乙烯材料，管程分为两回程，第一回程管子较短，简称短烟管，第二回程管子较长，简称长烟管；短烟管的管子两端直接焊接在上下两块管板上，长烟管的管子下端焊在下管板上，通过上管板时与上管板焊接，长烟管管子上端与一块独立的管板焊接在一起。烟气进入装置扣在管板上，二者法兰连接；烟气导出装置扣在较长管子上端独立管板上，二者法兰连接。凝结液收集排放装置通过法兰与换热器本体的下管板连接。锅炉烟气进入节能设备，首先冲刷换热器本体上管板与独立管板之间的长烟管的上段烟管外壁，然后经过小烟室后转而向下进入换热器主体中短烟管中，烟气在管子中自上而下流动，与管外的冷却水进行换热；然后烟气经过换热器下面的凝结液收集排放装置的空间进入长烟管中，烟气在烟管内自下而上流动，与烟管外冷却水进行凝结换热，然后经过烟气导出装置排出而进入后部烟道。烟气在短烟管和长烟管内流动的过程中，由于同管外的冷却水进行换热，烟气温度降低而释放出显热的同时，烟气中的水蒸汽也会在管内壁凝结释放出汽化潜热，凝结液在烟管内由于重力的作用自上而下沿烟管内壁流到下面的凝结液收集排放装置中，经过导出管把凝结液导出排放。

本实用新型的有益效果是：锅炉烟气进入本节能设备后，首先冲刷换热器本体上管板与独立管板之间的烟管外壁，不仅实现了锅炉烟气的预冷过程，有利于烟气中水蒸气进入烟管后的凝结，提高了水蒸气凝结换热的效率，而且完成了对即将排放烟气的再加热，使烟气高于露点之上，解决了排放烟气对后部烟道的腐蚀问题，因而本实用新型不需要布置旁通烟道；烟气在换热器本体的烟管中两回程流动，有效地提高了锅炉烟气的凝结换热效率；烟气与壳程的水整体上进行既有逆流又有顺流的复合换热方式，克服了管板受热不均问题；换热器主体不与烟道直接连接，有利于设备的安装及维修。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体图。

图2是换热器本体图。

图3是换热器烟气进入装置图。

图4是换热器烟气进入装置与烟气导出装置、换热器本体连接图。

图中1烟气导出装置，2烟气进入装置，3换热器本体，4冷凝液收集排放装置，5烟气出口，6烟气进口，7冷却水进口，8折流板，9长烟管，10壳体，11冷却水出口，12短烟管，13小烟室，14密封板，15独立管板，16上管板，17下管板，18凝结液排放阀门，19烟气进入装置筒体。短烟管为第一回程烟管，长烟管为第二回程烟管。

具体实施方式

在图1中，换热器本体3与凝结液收集排放装置4通过法兰连接，换热器本体3与烟气进入装置2通过法兰连接，烟气进入装置2与烟气导出装置1通过法兰连接。锅炉烟气由烟气进口6进入，首先冲刷长烟管9外壁，由于密封板14和独立管板15阻挡了烟气上行路线，烟气只能进入小烟室13，烟气转而向下进入短烟管12中，烟气在短烟管12中自上而下流动，与短烟管12外的冷却水进行热交换，在凝结液收集排放装置内烟气转而进入长烟管9，烟气自下而上流动，首先在上管板16、下管板17间与长烟管外冷却水进行换热，而后在上管板16和独立管板15间被长烟管9外新进入烟气加热，管内被加热的烟气进入烟气导出装置1，由烟气出口5排出。冷却水由冷却水进口7进入换热器本体3，冷却水在烟管外流动，壳体10内布置3～7个折流板8，冷却水自上而下呈S状流动，冷却水被烟气加热后，由冷却水出口11流出。烟气在换热器本体3中，在短烟管和长烟管管内流过的过程中，与管壁外冷却水进行换热，释放大量物理显热的同时，烟气中的大量水蒸气也被冷凝成凝结液，凝结液沿短烟管12和长烟管9内壁滑落到凝结液收集排放装置4中，通过装置下部的导管及阀门18排出。

在图2中，短烟管12两端分别与上管板16、下管板17焊接。长烟管9下端与下管板17焊接，通过上管板16时与上管板16焊接，其上端与独立管板15焊接。

在图3中，烟气进入装置由筒体19和密封板14组成，筒体19与烟气进口6焊接，筒体19上法兰与烟气导出装置1的下法兰连接，筒体19下法兰与换热器本体3的壳体10上法兰连接。密封板为一半圆板，与独立管板15对接在一起刚好成一圆板，与上管板16大小相等。

在图4中，烟气导出装置1与烟气进入装置2法兰连接，连接后，密封板14和换热器本体3的独立管板15封闭了由烟气进口6进入的烟气向上的出口，换热器本体3长烟管处上管板16封闭了烟气进口6进入的烟气下行的出口，烟气进口6进入的烟气冲刷上管板16和独立管板15间的长烟管，在这个位置，长烟管9内烟气得以加热，长烟管9外烟气得以降温。烟气进口6进入的烟气冲刷上管板16和独立管板15间的长烟管后，进入由密封板14和上管板16及筒体19围成的小烟室13，转而向下进入短烟管12。

Claims (2)

1.紧凑式两回程烟管烟气冷凝节能器，包括烟气导出装置、烟气进入装置、换热器本体、冷凝液收集排放装置四部分，其特征在于：换热器本体为管壳式结构，管程是两回程，第一回程是烟气自上而下进入短烟管，第二回程是烟气自下而上进入长烟管，壳程有3-7个折流板，烟管为铜管、碳钢、不锈钢或聚四氟乙烯材料，烟管总流通截面积略小于烟道流通截面，烟气进入烟管，冷却和部分冷凝后，由烟气导出装置进入后部烟道；冷凝液通过冷凝液收集排放装置进行收集排放。

2.根据权利要求1所述的紧凑式两回程烟管烟气冷凝节能器，其特征在于：装置本体的壳体、管板材质为铜、碳钢、不锈钢或聚四氟乙烯材料。

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