CN201476302U - 高效锅炉烟气余热回收装置 - Google Patents

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肖晓劲
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Abstract

一种高效锅炉烟气余热回收装置，包括扩径管、冷凝换热器及缩径管，冷凝换热器与扩径管及缩径管用法兰连接，冷凝换热器为管壳式结构，其特征是冷凝换热器的内部基管和外套管压合而成，换热管的外套管外周沿轴向均匀分布有多个圆形翅片；冷凝换热器的换热集管横截面积等于与之相连的多个换热管的总横截面积，主集管横截面积等于与之相连的多个换热集管的总横截面积；冷凝换热器烟气进、出口的法兰内圈分别沿周向设有垂直于法兰面的裙环；当装设于水平烟道时，冷凝换热器烟气进、出口下沿分别设置挡水板；当装设于竖直烟道时，冷凝换热器烟气进口沿周向设置一喇叭状挡水环。该装置热回收效率高，可显著降低锅炉烟温和冷却水阻力、防止冷凝水泄漏。

Description

高效锅炉烟气余热回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种烟气余热回收装置，特别涉及一种可强化换热效果，提高锅炉热利用率，降低冷却水阻力，有利于减少污染物排放，适用于燃油、燃气锅炉的高效锅炉烟气余热回收装置。
背景技术
目前，燃油、燃气锅炉的排烟温度较高，一般超过150℃。高温烟气携带着大量物理显热和水蒸气凝结潜热。将高温烟气直接排放极大地浪费热能，不利于锅炉节能。为了有效回收使用这部分热能，提高锅炉整体热利用率，锅炉增设了烟气余热回收装置。通常的烟气余热回收装置安装在锅炉烟道上，利用低温冷却水与高温烟气在烟气余热回收装置中进行热交换。冷却水吸收凝结潜热，从而达到回收烟气余热的目的。
这种烟气余热回收装置有以下缺点：冷却水与烟气的换热效率低，余热回收利用率低；为了保证余热回收系统的换热效果，烟气侧阻力往往较大，影响锅炉燃烧机的正常工作；冷却水侧阻力较大，消耗循环动力；烟气冷凝液呈微酸性，对换热设备有腐蚀作用，会显著降低余热回收系统和烟囱的使用寿命；如果对余热回收系统采用防腐处理，建造和维护成本较高；装置与外部管道连接处密封效果不佳，冷凝水泄漏严重。
市场上有采用喷淋或热管技术的烟气余热回收装置，尽管在余热回收利用率方面有一定提高，但增加了装置的结构复杂度和成本。
本创作人提出的实用新型专利“用于加热供热系统循环水的水管式锅炉烟气余热回收装置”可较好地解决回收烟气余热、降低装置成本和减小维护工作量的问题，但在提高余热回收能力、降低冷却水阻力、防止冷凝水泄漏方面尚有不足。
有鉴于此，为了解决上述问题，本创作人根据实际经验及技术理念，经研究、开发，而终有本实用新型产生。
实用新型内容
本实用新型是要提供一种高效锅炉烟气余热回收装置，以解决使其换热效率高、显著降低燃油燃气锅炉的烟气温度和冷却水阻力、便于安装定位、耐腐蚀、防止冷凝水泄漏及便于安装的技术问题。
解决上述技术问题所采用的技术方案是这样的：
一种高效锅炉烟气余热回收装置，装设于锅炉的烟道上，包括有扩径管、冷凝换热器及缩径管，冷凝换热器的烟气进、出口与扩径管及缩径管均采用方形法兰连接，法兰连接面由垫片密封；
该冷凝换热器为管壳式结构，管壳内设有两根上主集管、两根下主集管及多个相互平行的换热管排，每个换热管排包括有上、下换热集管，上换热集管的两端与两个上主集管连通，下换热集管的两端与两个下主集管连通，上、下换热集管之间连通有彼此平行的多根换热管，其特征是：该冷凝换热器每根换热管由内部的基管和外套管紧密压合而成，换热管的基管为无缝不锈钢光管，换热管的外套管外周沿轴向均匀间隔分布有多个垂直于换热管轴线的圆形铝合金翅片；
该冷凝换热器的每根换热集管的横截面积等于与之相连的单个换热管排上的多个换热管的总横截面积，每根主集管的横截面积等于与之相连的多个换热集管的总横截面积；
该冷凝换热器的烟气进、出口的方形法兰内圈位置分别沿周向设置有一垂直于法兰面向外的裙环；
该冷凝换热器装设于水平烟道时，该装置冷凝换热器的烟气进、出口的方形法兰内圈位置的下沿分别设置一挡水板；
该冷凝换热器装设于竖直烟气时，该装置冷凝换热器的烟气进口的方形法兰内圈位置沿周向设置一喇叭状的挡水环，其大喇叭口向上。
本实用新型包括有扩径管、冷凝换热器及缩径管。冷凝换热器设置于锅炉烟道上。在冷凝换热器中，沿烟气流动方向垂直放置多个换热管排，换热管排之间彼此平行，相邻换热管排上的换热管交错排列，换热管由内部的基管和外套管紧密压合而成，换热管的基管为无缝不锈钢材质，换热管的外套管为圆形翅片状铝合金材质。当冷凝换热器工作时，锅炉烟气横掠冲刷换热管的外管壁和翅片，换热管中流通有冷却水。冷凝换热器下方的冷凝排水管上安装有一个排水阀。从而解决了增大换热面积、提高热回收效率、显著降低烟气温度和流动阻力、显著降低燃油燃气锅炉烟气温度和防止冷凝水腐蚀的技术问题。
本实用新型的换热集管的横截面积等于单个换热管排上多个换热管的总横截面积，主集管的横截面积等于与之相连的多个换热集管的总横截面积。从而解决了冷却水流动阻力大、浪费电能的技术问题。
本实用新型冷凝换热器的烟气进、出口的方形法兰内圈处分别沿周向设置一块垂直于法兰面向外的裙环。从而解决了方形法兰连接面上垫片定位、便于安装的技术问题。
本实用新型装设于水平烟道时，冷凝换热器的烟气进、出口处内圈下沿分别设置挡水板；装设于竖直烟道时，冷凝换热器的烟气进口内圈处沿周向设置一喇叭状挡水环。从而解决了冷凝水从方形法兰连接面泄漏的技术问题。
本实用新型结构简单，其优点如下：
1、本实用新型可使冷凝换热器的烟气出口温度从150℃以上显著降低至60℃左右，锅炉烟气中的水蒸气凝结并释放大量的凝结潜热，冷却水在冷凝换热器中吸收凝结潜热升温，然后直接进入锅炉或进入锅炉补水系统参与锅炉热循环，避免了余热回收后不及时利用造成热量的再次散失，提高了锅炉热利用率。冷凝水吸收锅炉烟气中的大部分有害气体后，再经排水管排出并经无害化处理后可供再利用，减少污染物排放，有利环境保护。
2、本实用新型其换热集管的横截面积等于单个换热管排上多个换热管的总横截面积，主集管的横截面积等于与之相连的多个换热集管的总横截面积，可以避免冷凝换热器内部冷却水流动阻力大，有利于降低供热系统电能消耗。
3、本实用新型其换热管的基管材质为不锈钢，外套管材质为铝合金，可以避免呈微酸性的冷凝水对换热管的腐蚀，因此无须维护，同时减小了该装置的重量和成本，具有实用性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的冷凝换热器内部结构示意图。
图3为本实用新型的冷凝换热器的换热管剖面示意图。
图4为本实用新型装设于水平烟道时的冷凝换热器挡水板和裙环安装结构示意图。
图5为本实用新型装设于竖直烟道时的冷凝换热器挡水环和裙环安装结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型的结构示意图。该高效锅炉烟气余热回收装置装设于锅炉1的烟道2上，包括有冷凝换热器3、扩径管4及缩径管5，冷凝换热器3分别通过扩径管4及缩径管5与烟道2连接；冷凝换热器3设有冷却水的进水口7和出水口8；冷凝排水管10位于冷凝换热器3下方，冷凝排水管10上设有排水阀9。冷凝换热器3的进水口7处设有进水阀11，锅炉1的主供水管路上处设有进水阀6。
如图2所示，为本实用新型的冷凝换热器内部结构示意图。该冷凝换热器3为管壳式结构，图中虚线箭头方向为烟气流动方向。管壳内设有两根上主集管15、两根下主集管15’及沿烟气流动方向垂直放置的多个相互平行的换热管排13，每个换热管排13包括有上、下换热集管14、14’，上换热集管14的两端与两个上主集管15连通，下换热集管14’的两端与两个下主集管15’连通，上、下换热集管14、14’之间连通有彼此平行的多个换热管12。
该冷凝换热器3的上换热集管14或下换热集管14’的横截面积分别等于单个换热管排13上多个换热管12的总横截面积，上主集管15的横截面积等于与之相连的多个上换热集管14的总横截面积，下主集管15’的横截面积等于与之相连的多个下换热集管14’的总横截面积，从而可降低冷却水在冷凝换热器3中的流动阻力，有利于减少电力消耗，而具有实用性。
如图3所示，为本实用新型的冷凝换热器换热管剖面示意图。该冷凝换热器3的换热管12由内部的基管121和外套管122紧密压合而成，换热管12的外套管122外周沿轴向均匀间隔分布有多个垂直于换热管12轴线的圆形翅片123，基管121为无缝不锈钢材质，外套管122及圆形翅片123为铝合金材质，强化了换热效果，而且即使烟气冷凝水吸收烟气有害气体而呈弱酸性，也不会对本系统造成腐蚀，无需维护，延长了使用寿命，而具实用性。
如图4所示，为本实用新型装设于水平烟道时的冷凝换热器挡水板和裙环安装结构示意图，图中虚线箭头方向为烟气流动方向。在该冷凝换热器3的烟气进、出口处，在方形法兰30内圈的下沿分别设置一挡水板40，使得冷凝换热器3中产生的冷凝水全部由排水管10排出，不至于在方形法兰30处发生冷凝水泄漏。另外，在该冷凝换热器3的烟气进、出口处，在方形法兰30内圈处沿周向设置一块垂直于法兰面向外的裙环50，从而可解决方形法兰30连接面上垫片的快速安装和定位问题，而具有实用性。
如图5所示，为本实用新型装设于竖直烟道时的冷凝换热器挡水板和裙环安装结构示意图，图中虚线箭头方向为烟气流动方向。在该冷凝换热器3的烟气进口处，在沿方形法兰30内圈的周向设置一喇叭状挡水环45，使得冷凝换热器3中产生的冷凝水沿挡水环45汇集排出，不至于在方形法兰30处发生冷凝水泄漏。另外，在该冷凝换热器3的烟气进、出口处，在方形法兰30内圈处沿周向设置一块垂直于法兰面向外的裙环50，从而可解决方形法兰30连接面上垫片的快速安装和定位问题，而具有实用性。
综上所述，本实用新型的功效有明显的提升，具有实用性，符合实用新型专利各要件，故依法提出实用新型专利申请。

Claims (4)

1.一种高效锅炉烟气余热回收装置，装设于锅炉尾部烟道上，包括有冷凝换热器及其扩径管、缩径管，冷凝换热器的烟气进、出口与扩径管及缩径管均采用方形法兰连接，法兰连接面由垫片密封，冷凝换热器为管壳式结构，其内设有两根上主集管、两根下主集管及多个相互平行的换热管排，每个换热管排包括有上、下换热集管，上换热集管的两端与两根上主集管连通，下换热集管的两端与两根下主集管连通，上、下换热集管之间连通有彼此平行的多根换热管，其特征是：该冷凝换热器的每根换热管由内部基管和外套管紧密压合而成，换热管的外套管外周沿轴向均匀间隔分布有多个垂直于换热管轴线的圆形翅片；
该冷凝换热器的烟气进、出口的方形法兰内圈位置分别沿周向设置有一垂直于法兰面向外的裙环；
该冷凝换热器的每根换热集管的横截面积等于与之相连的单个换热管排上的多个换热管的总横截面积，每根主集管的横截面积等于与之相连的多个换热集管的总横截面积。
2.根据权利要求1所述的一种高效锅炉烟气余热回收装置，其特征是：该锅炉尾部烟道呈水平状设置或竖直状设置。
3.根据权利要求2所述的一种高效锅炉烟气余热回收装置，其特征是：该锅炉尾部烟道呈水平状设置，该冷凝换热器的烟气进、出口的方形法兰内圈位置的下沿分别设置一挡水板。
4.根据权利要求2所述的一种高效锅炉烟气余热回收装置，其特征是：该锅炉尾部烟道呈竖直状设置，该冷凝换热器的烟气进口的方形法兰内圈位置沿周向设置一喇叭状的挡水环。
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