CN201233135Y - 一种回收脏烟气余热的发生器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及吸收式中央空调发生器装置。一种回收脏烟气余热的发生器装置，其主要分为前烟箱、后烟箱及传热烟管三部分，传热烟管进口端与前烟箱接通，出口端与后烟箱接通，前烟箱、烟管及后烟箱内分别加装隔板，隔板将传热面分隔为二个以上不相通的传热面，每个传热面前烟箱接通进口烟道，进口烟道装有烟气阀，后烟箱接通出口烟道。本实用新型将“脏烟气”的余热直接通过发生器进行回收利用的情况，目前国内外均未见报道。采用隔传热面的结构，随着工业生产活动的周期性变化，其排放的余热烟气量也相应地产生周期性的变化，可以不停机实现频繁的清理积灰过程，并且不影响用户使用。

Description

一种回收脏烟气余热的发生器装置

技术领域

本实用新型涉及吸收式中央空调发生器装置，特别是利用烟气余热的发生器装置。

背景技术

工业上存在着各种各样的余热烟气资源，在这些余热烟气资源中，除了少量以天然气等为燃料燃烧所产生的清洁烟气已经通过各种方式被充分利用外，还有大量含灰尘量高、露点温度相对较高的脏废热烟气资源没有得到充分利用，特别是目前在中国很多行业都在使用的工业窑炉等，产生的大量中高温烟气直接对空排放，不但造成热污染，而且白白地浪费了大量的余热资源，带来了隐形损失。

目前回收此类烟气最常用的方法是采用余热锅炉，余热锅炉回收烟气余热后转换为热水或蒸汽，再通过蒸汽或者热水型吸收式中央空调来制冷制热，这样做虽然简化了中央空调部分的设计与控制，但是，余热锅炉部分的传热面依然需要面对脏烟气余热利用难题，而且，采用余热锅炉后的系统整体初投资会显著增大。另外，从能量的利用角度而言，没有热电联供，单纯由热量传递组成的过程，其中间环节越多，热量的损失就会越大。

除了余热锅炉以外，目前也有采用由钢-水热管组成的装置回收余热烟气的情况，利用热管装置回收烟气余热优点很多，但是，热管型余热利用装置存在如下问题：一是钢-水热管受本身的特性所限，寿命偏低，难以匹配使用寿命长达15~20年的溴冷机；二是钢-水热管能应用的烟气温度范围一般不超过350℃，而大多数的工业废烟气都远超过这个温度范围；三是热管余热利用装置只能采用烟气从管外横掠管束的设计方式，脏烟气余热回收的传热面需要频繁的清理积灰，因此热管装置对于脏烟气余热利用是很局限的。

采用多台小型发生器的组合来适应烟气量变化，清灰期间必须停止运行，因而无法避免溴冷机较长时间的启动过程所产生的严重露点腐蚀。对比试验不采用分隔传热面的设计方式，当烟气量大幅降低时，传热面内的烟气流速大幅度下降，会带来严重的积灰问题；当烟气量大幅增大时，传热面内的烟气流速则大幅增大，会带来流动阻力急剧增加和排烟温度下降。流动阻力增加会影响上游余热烟气产生装置的稳定运行，而排烟温度下降则可能引起露点腐蚀。在实际运行中，低温腐蚀和积灰互相影响，即使是松散积灰，如不能及时清理，在发生露点腐蚀后也会变成难以清除的硬积灰。因此，常规设计中一般采用烟气三通阀来应对。当烟气流量增大时，通过烟气三通阀减小进入发生器的烟气量，增大进入旁路烟道的烟气量，反之亦然。这种通过控制流入烟气量来控制发生器内烟气流速的方式使得发生器不能按最大可利用烟气量进行设计，通常只能利用最大可用烟气量的70％，这样即使发生器在满负荷运转时，依然有30％的烟气被直接通过旁路烟道排空，使大量的余热资源被白白的浪费，而且，这种控制烟气量的利用方式在清灰时需要停机，这会带来余热利用的损失以及露点腐蚀等一系列的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种回收脏烟气余热的发生器装置，结构合理简单，灵活应对脏烟气量变化幅度，保证烟气在设计流速范围内最大程度的回收余热，且不停机清灰、降低露点腐蚀及节省制造成本。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种回收脏烟气余热的发生器装置，其主要分为前烟箱、后烟箱及传热烟管三部分，传热烟管进口端与前烟箱接通，出口端与后烟箱接通，前烟箱、烟管及后烟箱内分别加装隔板，隔板将传热面分隔为二个以上不相通的传热面，每个传热面前烟箱接通进口烟道，进口烟道装有烟气阀，后烟箱接通出口烟道。

所述传热烟管为扁烟管或圆烟管，优选扁烟管。

所述烟气阀为进口烟道上装有二通阀，二通阀进口端前的总烟道上装有三通阀，三通阀侧通连旁通烟道。

所述进口烟道上装有停机保护引风机。

所述传热烟管内装有扰流装置。

所述隔板将传热面分隔为2-4个不相通的传热面。

本实用新型将“脏烟气”的余热直接通过发生器进行回收利用的情况，目前国内外均未见报道。采用隔传热面的结构，设计合理简单，在工业设备实际的运行过程中，随着工业生产活动的周期性变化，其排放的余热烟气量也相应地产生周期性的变化，本实用新型余热烟气的利用与之相适应。通过控制开关分隔传热面，可以控制烟气流速在设计范围内，降低因流速大幅下降所引起的严重积灰，因而随负荷变化的调节性更为灵活；通过控制开关分隔传热面，可以不停机实现频繁的清理积灰过程，并且不影响用户使用。这样大幅度减少了中央空调发生器启停机的次数，可以明显降低启动过程因传热管管壁温度过低所导致的露点腐蚀；通过控制开关分隔传热面，使发生器能够按最大烟气量来进行设计，从而最大程度的利用烟气余热；二通阀和三通阀两层控制可以大幅度减少紧急停机期间烟道泄漏到发生器的漏风量，从而大大降低停机保护引风机的风量、风压选用参数，降低甚至省掉停机保护系统的成本，从而抵消由于增设烟气阀所带来的制造成本提高。传热烟管传热面采用扁管时可能发生积灰的传热面面积相比圆管而言大大下降，这显然有利于减轻主传热面的积灰，清理积灰时也会更方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型传热烟管截面图。

图3为制冷期内负荷变化图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1和2所示的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其主要分为前烟箱1、后烟箱3及传热烟管2三部分，传热烟管2为扁烟管内装有扰流装置，传热烟管进口端与前烟箱接通，出口端与后烟箱接通，前烟箱、传热烟管及后烟箱内分别加装隔板4，分隔为左、右二个不相通的传热面，每个传热面前烟箱接通进口烟道5，进口烟道装有烟气阀和停机保护引风机6，烟气阀为进口烟道上装有二通阀7，二通阀进口端前的总烟道8上装有三通阀9，三通阀侧通连旁通烟道10，后烟箱接通出口烟道11。

上述发生器传热面分隔为左右两个传热面，按最大可利用余热烟气量进行设计。某机组在一个制冷期120天内和某一天内运行的负荷变化情况分别如图3a和图3b所示，由附图3a一个制冷期内制冷负荷变化情况和图3b一天内制冷负荷变化情况可以看出，无论是在一个制冷周期内还是在任意一天内，空调负荷的大幅度波动都是常态，另外，在工业实际应用中，余热烟气产生装置的负荷本身也肯定会因各种原因发生周期性的大幅度变化。

发生器在烟气负荷大幅度变化时的运行情况如下：当发生器需要清理积灰时，则通过控制三通阀使进入发生器的烟气流量为设计流量的50％，左侧传热面烟气阀关闭清理左侧传热面积灰，同时保持右侧传热面依然工作，清理右侧传热面积灰的操作相反，不停机清理积灰对于减少不必要的空调启停次数、减轻积灰及低温腐蚀显然非常有利；当溴冷机因故需要紧急停机时，烟气三通阀旁路烟道挡板全开，通向发生器的烟气通道挡板则全关，由三通阀挡板泄漏进入发生器的烟气被停机保护引风机抽走，不会进入发生器内放热，以免引起爆炸；当发生器处于工作状态时，如果烟气侧排放烟气量处于在最大流量，三通阀旁路烟道挡板全关，通向发生器的挡板全开，两个二通阀也全开，发生器处于满负荷运转状态；当烟气侧流量仅为最大流量的50％左右时，关闭其中左侧二通烟气阀，仅右侧传热面工作，这样右侧烟管内的烟气流速依然保持在设计范围内，脏烟气携带的飞灰不会因烟气流速的剧降而发生沉积而导致严重积灰和腐蚀；当空调侧需求负荷需要降低到50％以下时，可以控制三通阀旁路烟道挡板的开度来控制进入发生器的烟气量，两个二通阀一个开一个关，发生器处于50％负荷运转状态时依然保持烟气流速在设计范围内。这样无论对于烟气侧还是空调侧需求而言，都可以通过灵活地组合控制烟气阀来实现所需要的负荷，而且这样做并不以牺牲积灰和露点腐蚀为代价。

另外，将发生器分隔为3个或以上的传热面，其控制会更灵活。

Claims (6)

1、一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：其主要分为前烟箱(1)、后烟箱(3)及传热烟管(2)三部分，传热烟管进口端与前烟箱接通，出口端与后烟箱接通，前烟箱、传热烟管及后烟箱内分别加装隔板(4)，隔板将传热面分隔为二个以上不相通的传热面，每个传热面前烟箱接通进口烟道(5)，进口烟道装有烟气阀，后烟箱接通出口烟道(11)。

2、根据权利要求1所述的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：烟气阀为进口烟道上装有二通阀(7)，二通阀进口端前的总烟道(8)上装有三通阀(9)，三通阀侧通连旁通烟道(10)。

3、根据权利要求1所述的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：进口烟道(5)上装有停机保护引风机(6)。

4、根据权利要求1-3任一所述的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：隔板(4)将传热面分隔为2-4个不相通的传热面。

5、根据权利要求1-3任一所述的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：传热烟管(2)为扁烟管或圆烟管。

6、根据权利要求1-3任一所述的一种回收脏烟气余热的发生器装置，其特征是：传热烟管(2)内装有扰流装置。

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