CN201715910U - 一种蓄热式烟气余热回收装置 - Google Patents

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徐宗燕
李友荣
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Abstract

本实用新型提出一种蓄热式烟气余热回收装置，所述装置由蓄热器和换热器两部分组成。蓄热器包括蓄热器筒体和布置于蓄热器筒体中间或内壁的至少一个蓄热体，蓄热器筒体的前端设有进烟口，后端出口直接与换热器连接，或通过烟道与换热器连接；换热器的末端设置排烟口。蓄热体采用固体蓄热材料或相变蓄热材料(PCM材料)。本蓄热式烟气余热回收装置能平抑排烟温度的波动，有效增加余热回收量和提高余热输出品质，最大幅度降低企业生产能耗，能充分适应各种工业炉、工业锅炉烟气余热回收利用需要。

Description

一种蓄热式烟气余热回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种工业烟气余热回收设备，尤其是涉及各种工业锅炉、工业加热炉的高中低温烟气的余热回收利用。属于工业锅炉、工业炉节能技术领域。
背景技术
在冶金、化工、食品、橡胶、石油等行业，各式工业锅炉及工业窑炉是最主要的能耗设备。工业锅炉及工业窑炉(以下统称加热炉)的热效率直接影响到企业的单位产能能耗高低。然而，因为一些特殊工艺要求，很多加热炉的排烟温度都较高，尤其在冶金行业，加热炉排烟温度普遍在500℃以上，有的甚至达到1000℃。如果能充分回收利用排烟余热，这将为企业带来十分可观的节能效益。
目前，对于加热炉的节能措施主要为：利用余热进行空气预热、预热燃料、预热被加热介质或者进行中低参数余热发电等等。然而，由于负荷波动或者工艺周期的影响，很多加热炉的排烟温度都极其不稳定、波动幅度大、波动频繁，这给余热回收器的设计增加了较大难度。
已建或在建的加热炉余热回收器设计几乎都采用平均烟温进行设计，不仅较难回收峰值及低谷热量，而且输出热能品质极其不稳定。
因此，目前还没有能真正满足烟温大范围波动(尤其是高温烟气大范围波动的)的烟气余热回收装置。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种能充分适应各种工业炉、工业锅炉烟温波动的蓄热式烟气余热回收装置，运用该蓄热式烟气余热回收装置能平抑排烟温度的波动，有效增加余热回收量和提高余热输出品质，最大幅度降低企业生产能耗。
本实用新型采用以下技术方案实现本实用新型目的：
一种蓄热式烟气余热回收装置，所述装置由蓄热器和换热器两部分组成；
所述蓄热器包括蓄热器筒体和布置于蓄热器筒体中间或内壁的至少一个蓄热体，蓄热器筒体的前端设有进烟口，后端出口直接与换热器连接，或通过烟道与换热器连接；换热器的末端设置排烟口；
所述蓄热体与蓄热体之间、蓄热体与蓄热器筒体内壁之间留有供烟气通过的通道；
所述的蓄热体采用固体蓄热材料(如陶瓷蓄热材料)或相变蓄热材料(PCM材料)。固体蓄热材料采用或，所述蓄热体是一个整体，或是由无数小球或小块聚集形成一个蓄热体，球与球、块与块间的缝隙为烟气流动的通道。
所述蓄热器筒体和换热器的外壳均采用保温结构。
所述换热器包括换热器筒体和装在筒体内的换热管.换热管可分为列管式(图1)和蛇形管式两种结构型式，烟气分别流经管内(图1)和管外(图2)实现换热。换热管可采用光管或外翅片管。
本蓄热式烟气余热回收装置烟气流程及被加热介质流程均可根据回收能力需要布置成单个或多个回程。
其工作过程为：工业锅炉或工业炉所排放的烟气由进烟口进入蓄热式烟气余热回收装置，流经蓄热体中的烟气通道并与蓄热体之间进行放热、吸热。经过蓄热体后，烟气温度波动幅度大大减小，基本趋于平均温度，烟气再进入换热室筒体与换热管进行换热，将热量释放给换热管内(图2)或管外(图1)的被加热介质，最终的低温烟气由排烟口排出。被加热介质(空气、燃料、水等流体介质)由被加热流体进口进入换热室，在换热管内(图2)或管外(图1)流动、吸热，被加热至所需温度经被加热流体出口输出至外部工艺管线供使用。
本实用新型与现有余热回收技术相比所具有的优点是：
1、能解决烟温大幅波动而导致的余热回收无法充分回收、余热输出热能品质不稳定的难题，能有效增加余热回收量、减少能源消耗。
2、对烟温的适应性好，可用于各种温度的烟气余热回收。
3、烟气经过蓄热式烟气余热回收器后，烟温波动幅度小，降低后续烟道及下级回收设备的材质要求，可节约工程造价。
4、本蓄热式烟气余热回收器结构简单，设计制造容易，无易损部件，设备使用寿命长。
附图说明
附图示出了本实用新型的两种实施例形式：
图1所示结构余热回收换热器为并列管式的结构；
图2所示余热回收换热器为蛇形管式的结构。
具体实施方式
如图1或图2所示，本蓄热式烟气余热回收装置由蓄热器和换热器两部分组成。从总的结构上来看，蓄热器包括蓄热器筒体3和布置于蓄热器筒体3中间的蓄热体2(根据需要，蓄热体也可以布置多个，并且设置位置也可以是在内壁上，筒体内的其它地方)。蓄热器筒体3的前端设有进烟口1，后端出口直接与换热器连接(也可以通过烟道与换热器连接)。
换热器包括换热器筒体6和装在筒体内的换热管。
换热管有两种结构形式，一种如图1所示，是并列管式换热管51，其进口端与蓄热器筒体3的后端出口连接，接由蓄热器流出的烟气，并列管式换热管51的出口端通换热器筒体末端的排烟口7。并列管式换热管51前端和后端均通过管板9固定，并由管板9在前端隔断蓄热器筒体3与换热器筒体6内的换热介质空间，在后端隔断换热器筒体6内的换热介质空间与末端的排烟口7。换热器筒体6的前部设置有换热介质进口4，后部设置换热介质出口8，并列管式换热管51布置在并在换热介质进口4和换热介质出口8之间，烟气分别流经并列管式换热管51管内，换热介质流经并列管式换热管51管外而实现换热。
图2所示是采用蛇形换热管52的形式，蛇形换热管52通过管板9固定在换热器筒体6内。蛇形换热管52的进口端为换热介质进口4，其出口端为换热介质出口8。换热器筒体6的前端直接与蓄热器筒体3的后端出口连通，接纳经蓄热处理后的烟气，蛇形换热管52横向布置在烟气流向换热器末端排烟口7的路径上，烟气流经蛇形换热管52管外实现换热。
蛇形换热管52和并列管式换热管51都可以采用光管或外翅片管形式。
所述蓄热器筒体3和换热器筒体6都可采用保温结构，如设计保温层10和外包皮11等。
本实用新型采用的蓄热体的特点是内有空气，且烟气可以通过，既可以将蓄热体布置在烟道中间，也可以将蓄热体布置在烟道四壁。在蓄热体与蓄热体之间、蓄热体与蓄热器筒体3内壁之间留有供烟气通过的通道。
蓄热体2采用固体蓄热材料(如陶瓷蓄热材料)或相变蓄热材料(PCM材料)。蓄热体可以做成一个整体，也可以做成由无数小球或小块聚集形成一个蓄热体，球与球、块与块间的缝隙为烟气流动的通道。
本蓄热式烟气余热回收装置对烟气蓄热的过程为：烟气由进烟口1进入蓄热室筒体3，流经蓄热体2中的烟气通道。当进入蓄热体2的烟温高于蓄热体设计温度时，烟气将热量传递给蓄热体2，蓄热体2进行储热，排出蓄热体2的烟温降低。当进入蓄热体2的烟温低于蓄热体温度时，蓄热体2释放热量并将热量传递给进入的烟气，排出蓄热体的烟温升高。从而实现了高温烟气降温、低温烟气升温这一“削峰填谷”的过程，烟温波动幅度大大减小并趋于平均温度。
余热回收过程为：烟气经蓄热室均温后进入换热室，横向冲刷(图2)或纵向冲刷(图1)换热管，将热量传递给管内(图2)或管外(图1)被加热介质，最终的低温烟气由排烟口7排出。被加热介质(空气、燃料、水等流体介质)由被加热流体进口4进入换热室，在换热管内(图2)或管外(图1)流动、吸热，被加热至所需温度经被加热流体出口8输出。

Claims (9)

1.一种蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述装置由蓄热器和换热器两部分组成；
所述蓄热器包括蓄热器筒体(3)和布置于蓄热器筒体(3)中间或内壁的至少一个蓄热体(2)，蓄热器筒体(3)的前端设有进烟口(1)，后端出口直接与换热器连接，或通过烟道与换热器连接；换热器的末端设置排烟口(7)；
所述蓄热体与蓄热体之间、蓄热体与蓄热器筒体(3)内壁之间留有供烟气通过的通道；
所述的蓄热体(2)采用固体蓄热材料或相变蓄热材料。
2.根据权利要求1所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述蓄热体是一个整体，或是由无数小球或小块聚集形成一个蓄热体，球与球、块与块间的缝隙为烟气流动的通道。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述蓄热器筒体(3)和换热器的外壳均采用保温结构。
4.根据权利要求3所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述换热器包括换热器筒体(6)和装在筒体内的并列管式换热管(51)；所述并列管式换热管(51)的进口端与蓄热器筒体(3)的后端出口或烟道连接，接由蓄热器流出的烟气，并列管式换热管(51)的出口端通换热器筒体末端的排烟口(7)；
所述换热器筒体(6)的前部设置有换热介质进口(4)，后部设置换热介质出口(8)，所述并列管式换热管(51)布置在并在换热介质进口(4)和换热介质出口(8)之间，烟气分别流经并列管式换热管(51)管内，换热介质流经并列管式换热管(51)管外而实现换热。
5.根据权利要求4所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述并列管式换热管(51)前端和后端均通过管板(9)固定，并由管板(9)在前端隔断蓄热器筒体(3)与换热器筒体(6)内的换热介质空间，在后端隔断换热器筒体(6)内的换热介质空间与末端的排烟口(7)。
6.根据权利要求4所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述并列管式换热管(51)采用光管或外翅片管。
7.根据权利要求3所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述换热器包括换热器筒体(6)和装在筒体内的蛇形换热管(52)；所述蛇形换热管(52)的进口端为换热介质进口(4)，其出口端为换热介质出口(8)；所述换热器筒体(6)的前端直接与蓄热器筒体(3)的后端出口或烟道连通，接纳经蓄热处理后的烟气，蛇形换热管(52)横向布置在烟气流向换热器末端排烟口(7)的路径上；烟气流经蛇形换热管(52)管外实现换热。
8.根据权利要求7所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述蛇形换热管(52)通过管板(9)固定在换热器筒体(6)内。
9.根据权利要求8所述的蓄热式烟气余热回收装置，其特征在于：所述蛇形换热管(52)采用光管或外翅片管。
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Address after: 400010, 27, Ma On Shan village, Yuzhong District, Chongqing

Patentee after: Chongqing Gient Energy Saving Technology Co., Ltd.

Address before: 401120 No. 3 East Lake Road, Chongqing Airport Industrial Park

Patentee before: Chongqing Gient Heating Industry Co., Ltd.

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