CN201772438U - 螺旋翅片管式锅炉余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺旋翅片管式锅炉余热回收装置，它由管箱、螺旋翅片管、螺旋翅片管管板、方形法兰、180°弯头、密封环、冷水进口管、热水出口管、起吊螺钉、温度计、凝结水排放水封、中和室、三通阀和方圆接管组成。它以螺旋翅片管为换热器件，嵌入在锅炉排烟口和烟囱之间，水平安装，回收锅炉余热，具有明显节能效果。为防止低温腐蚀，管箱内腔表面和螺旋翅片管外表面均采用涂层保护，延长设备使用寿命。为保护涂层，改变传统结构，采用可拆卸型式，螺旋翅片管与螺旋翅片管管板之间采用带密封环的方形法兰固定连接，螺旋翅片管管板和管箱之间均用螺纹固定连接。这种可拆卸结构型式定期对螺旋翅片管进行检查和维护提供了可能。

Description

螺旋翅片管式锅炉余热回收装置 

所属技术领域：

本实用新型提供一种螺旋翅片管式锅炉余热回收装置。它属于锅炉制造领域，可安装在锅炉排烟管道出口处，特别是燃气锅炉，回收锅炉余热。 

背景技术：

锅炉装置的排烟温度一般在150℃以上，对于小型工业锅炉的排烟温度更高，达200℃以上。同时在烟气中还含有一定量的水蒸气。因此，锅炉排烟中含有与排烟温度有关的显热和水蒸气汽化潜热。两部分热量的总和约占锅炉燃料低发热值的10～15％。对于不同的燃料所占的比例是不一样的，其中以气体燃料为最高，液体燃料次之，固体燃料最低。若能从锅炉余热中回收50％的热量，便可以节约燃料(5～7.5)％，其效益相当可观。 

要回收锅炉这部分热量，必须解决下述三个问题： 

1.要解决低温腐蚀。因为燃料中含有硫，在燃烧过程中会产生二氧化硫和三氧化硫。含有这类气体的烟气，它的露点温度为(130～150)℃。当烟气温度低于此温度便会结露，形成水珠，便产生硫酸或亚硫酸，具有强烈腐蚀性。各种燃料都存在这种现象，以燃煤锅炉的低温腐蚀最为严重，相关换热部件若在上述环境下工作2～3年，就会腐蚀报废。目前锅炉制造商生产的锅炉，均把排烟温度控制在150℃以上，出于避开结露温度，以损失能量为代价，来防止锅炉装置的低温腐蚀。 

要解决换热部件的低温腐蚀，目前采用过下列技术措施，都不尽人意。①选用高级不锈钢为换热部件的材料，由于价格昂贵，使锅炉的制造成本大幅提高。此外，它只能延缓腐蚀，不能彻底防止腐蚀。②选用耐腐蚀的非金属材料为换热部件的材料，如陶瓷或玻璃等，由于质脆易碎，导热系数低下，也未能得到推广应用。 

2.要采用高效换热器件。以普通钢管为锅炉换热部件的基材，在其表面涂复保护涂层，避免低温腐蚀，达到保护设备的目的，已成为防腐行业的研究热点。由于换热部件的表面涂复保护涂层后，必然带来换热部件传热阻力增加，同时回收锅炉余热的过程是处在小温差的状态下进行，其传热效果也肯定不佳，二种因素凑合在一起，必然造成换热器件的换热效率的下降。为弥补换热效率的下降采用高效换热器件是很有必要的。 

3.要采用可拆卸的装配式结构。由于传统的锅炉热交换器件均采用焊接结构，其保护涂层要承受焊接过程中产生的热效应是不可能的。为使保护涂层方案得到推广应用，能解决低温腐蚀并达到回收余热的目的，必须放弃锅炉热交换器件传统结构，以新的结构型式来适应保护涂层的需要。 

发明内容：

本实用新型提供了一种螺旋翅片管式锅炉余热回收装置。当通过该装置后，能回收锅炉余热，把锅炉的排烟温度下降至60℃左右，回收了显热，并冷凝烟气中的水蒸气，回收烟气中潜热，回收热量总和为燃料低发热值的(5～7.5)％，具有明显的节能效果，同时能解决低温腐蚀，使设备使用寿命延长。它可作为锅炉给水预加热或提供低温热水，以满足用户要求。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

1.在锅炉余热回收装置中凡与锅炉烟气相接触的管箱和换热部件都采用涂层保护。管箱(1)内腔表面刷耐高温耐腐蚀的涂料，螺旋翅片管(2)外壁涂搪瓷或涂其他保护涂层能承受烟气高温烘烤和防止烟气低温腐蚀。 

2.采用螺旋翅片管。螺旋翅片管(2)是把薄钢片卷绕在无缝钢管管坯之上，并用高频接触焊的方法焊接而成，焊着率高，导热性能好，是一种高效换热器件。螺旋翅片管(2)还具有高换热面积，以增加换热面积来提高回收装置的换热量，以弥补换热部件的表面涂复保护涂层和在小温差的状态下进行传热的换热效率下降。 

3.在螺旋翅片管(2)外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层以后是不允许再进行焊接加工的，因为涂搪瓷或涂其他保护涂层不能承受焊接过程中产生的热效应。因此在采用螺旋翅片管(2)以后，就不能沿用传统锅炉换热器件的结构和制造方法，必须采用新的结构型式来适应保护涂层的需要。此外，螺旋翅片管(2)采用保护涂层以后，存在定期检查、维护和更换等工作，同样要求在结构上有相应的措施予以配合。目前采用可拆卸的装配式结构，其特点如下： 

a.外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层的螺旋翅片管(2)穿过管箱(1)，水平安装在位于管箱(1)前后二侧的二片螺旋翅片管管板(3)之上。在螺旋翅片管管板(3)之上开有若干圆孔，孔径大小与螺旋翅片管(2)管坯的无缝钢管外径相当，其数量与螺旋翅片管管板(3)上安装螺旋翅片管(2)的数量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安装在二片螺旋翅片管管板(3)后，露出部分长度供安装密封环(6)之用。密封环(6)由石墨石棉盘根制成，并用方形法兰(4)压紧，实施烟气，大气和水三者之间的密封。 

b.180°弯头(5)的二管端各焊有一个方形法兰(4)，构成180°弯头组件，用螺钉与螺旋翅片管管板(3)连接固定。相邻螺旋翅片管(2)均用上述组件相连接沟通，应保证形成一条回收余热的水循环通道。 

c.螺旋翅片管管板(3)安装在管箱(1)上，并用螺钉连接固定。螺旋翅片管(2)安装在螺旋翅片管管板(3)上，在用180°弯头组件压紧密封环(6)的同时把螺旋翅片管(2)固定连接在螺旋翅片管管板(3)之上。螺旋翅片管管板(3)与管箱(1)的安装固定在前，螺旋翅片管管板(3)与方形法兰(4)的安装固定在后，这样的安装顺序能保证螺旋翅片管(2)在二片螺旋翅片管之间的正确位置。 

4.螺旋翅片管(2)水平布置。烟气冷却后形成的凝结水在重力作用下沿螺旋翅片管(2)的翅片下淌，在管箱(1)的底部进行收集。管箱(1)底部沿着烟气流动方向作成向下倾斜，在管箱(1)最低位置设置凝结水排放口，呈酸性的凝结水从凝结水排放口排出，通过凝结水排放水封(11)注入到填充有碱性物质的中和室(12)进行中和，达标后排放。 

5.回收装置设计成矩形管道结构型式。它的矩形横截面尺寸的当量直径略比烟道直径大，减少烟气的流动阻力。回收装置的二端与三通阀(13)和方圆接管(14)相连接，作为烟道组成部分嵌入于锅炉(20)排烟口和烟囱(19)之间，不必另行安排安装空间，适宜于老锅炉的改造。 

6.回收装置设置三通阀(13)。当回收装置出现故障需要检修时，切换三通阀(13)的开关位置，可维持锅炉正常工作，并完成回收装置检修工作。 

本实用新型产生的有益效果： 

1.回收锅炉余热，节能效果明显。 

2.回收装置在回收余热时，水蒸气得到凝结，同时把烟气中部份有害气体溶于凝结水中而排放，使锅炉的烟气得到净化。 

3.保护设备免受腐蚀，延长设备使用寿命。 

附图说明：

下面结合附图对本实用新型进一步说明： 

图1是螺旋翅片管式锅炉余热回收装置结构示意图； 

图2是图1的侧向视图； 

图3是方形法兰与螺旋翅片管管板的安装图； 

图4是螺旋翅片管式锅炉余热回收装置系统示意图。 

图中：1.管箱；      11.凝结水排放水封； 

2.螺旋翅片管；      12.中和室； 

3.螺旋翅片管管板；  13.三通阀； 

4.方形方兰；        14.方圆接管； 

5.180°弯头；       15.冷水箱； 

6.密封环；          16.热水箱； 

7.冷水进口管；      17.进水阀； 

8.热水出口管；      18.出水阀； 

9.起吊螺钉；        19.烟囱； 

10.温度计；         20.锅炉。 

具体实施方式：

螺旋翅片管式锅炉余热回收装置由管箱(1)、旋翅片管(2)、螺旋翅片管管板(3)、方形方兰(4)、180°弯头(5)、密封环(6)、冷水进口管(7)、热水出口管(8)、起吊螺钉(9)、温度计(10)、凝结水排放水封(11)、中和室(12)、三通阀(13)和方圆接管(14)组成。 

图1为螺旋翅片管式锅炉余热回收装置结构示意图，图2是图1的侧向视图。管箱(1)是一个长方体容器，它水平左右两端开口，设计成法兰结构，与三通阀(13)的法兰相连接。管箱(1)水平前后两端也开口，设计成法兰结构，其法兰连接尺寸与螺旋翅片管管板(3)相配。螺旋翅片管(2)是把薄钢片卷绕在无缝钢管管坯上并用高频接触焊的方法焊接而成，具有焊着率高，导热性能好的特点，是一种高效换热器件。螺旋翅片管(2)制成后经清理，外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层，它要承受烟气高温烘烤和防止烟气低温腐蚀。外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层的螺旋翅片管(2)穿过管箱(1)，水平安装在位于管箱(1)前后二侧的二片螺旋翅片管管板(3)之上。在螺旋翅片管管板(3)之上开有若干圆孔，孔径大小与螺旋翅片管(2)管坯的无缝钢管外径相当，其数量与螺旋翅片管管板(3)上安装螺旋翅片管(2)的数量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安装在二片螺旋翅片管管板(3)后，露出部分长度供安装密封环(6)之用。管箱(1)在焊接加工后，内腔表面涂层保护，使管箱(1)内腔免受烟气中腐蚀介质的腐蚀，延长管箱(1)使用寿命。在管箱(1)的二端各安装一支温度计(10)，用于检测锅炉烟气的温度，根据前后二支温度计的温度差，可判断螺旋翅片管式锅炉余热回收装置的工作是否正常。在管箱(1)的顶部还安装二个起吊螺钉(9)，在管箱(1)总成后，可使用二个起吊螺钉(9)整体吊装，为安装提供方便。 

图3是方形法兰与螺旋翅片管管板的安装图。180°弯头(5)的二管端各焊有一个方形法兰(4)，构成180°弯头组件，它用螺钉与螺旋翅片管管板(3)连接固定。在方形方兰(4)内有环形沟槽，安装了用石墨石棉盘根制成的密封环(6)，并用方形法兰(4)压紧，实施烟气，大气和水三者之间的密封。相邻螺旋翅片管(2)均用上述组件相连接沟通，应保证形成一条回收余热的水循环通道。 

螺旋翅片管管板(3)安装在管箱(1)上，并用螺钉连接固定。螺旋翅片管(2)安装在螺旋翅片管管板(3)上，在用180°弯头组件压紧密封环(6)的同时把螺旋翅片管(2)固定连接在螺旋翅片管管板(3)之上。螺旋翅片管管板(3)与管箱(1)的安装固定在前，螺旋翅片管管板(3)与方形法兰(4)的安装固定在后，这样的安装顺 序能保证螺旋翅片管(2)在二片螺旋翅片管之间的正确的位置。 

图4.为螺旋翅片管式锅炉余热回收装置系统示意图。螺旋翅片管式锅炉余热回收装置制成矩形管道结构型式，嵌入锅炉(20)的排烟口与烟囱(19)烟道中，水平安装。它的两端通过三通阀(13)和方圆接头(14)与烟道实施对接，构成回收装置的风道系统。管箱(1)底部沿着烟气流动方向向下倾斜，便于凝结水的收集。在管箱(1)底部的最低位置开有凝结水排放口，呈酸性的凝结水从凝结水排放口排出，通过凝结水排放水封(11)，注入到填充有碱性物质的中和室(12)进行中和，达标后排放，构成回收装置的凝结水回收系统。螺旋翅片管(2)的起始端直接与冷水进口管(7)用方形法兰(4)相连接。螺旋翅片管(2)的末了端直接与热水出口管(8)用方形法兰(4)相连接。冷水进口管(6)与进水阀(17)相连，进水阀(17)与冷水箱(15)相连。热水出口管(8)与出水阀(18)相连，出水阀(18)与热水箱(16)相连.冷水箱(15)的水位应比热水箱(16)的水位高出若干米以保证进水通畅，否则需要加装水泵，构成回收装置的给水系统。 

在锅炉余热回收装置的进口和出口均设置三通阀(13)，当回收装置出现故障需检查维修时，可将两端三通阀(13)开关位置进行切换，关闭回收装置的两端烟道，不影响锅炉的正常运行。 

Claims (4)

1.一种螺旋翅片管式锅炉余热回收装置，由管箱(1)、螺旋翅片管(2)、螺旋翅片管管板(3)、方形方兰(4)、180°弯头(5)、密封环(6)、冷水进口管(7)、热水出口管(8)、起吊螺钉(9)、温度计(10)、凝结水水封(11)、中和室(12)、三通阀(13)和方圆接管(14)组成，其特征在于：螺旋翅片管式锅炉余热回收装置是一个长方体容器，它水平左右两端开口，设计成法兰结构，水平安装；管箱(1)水平前后两端也开口，设计成法兰结构，其法兰连接尺寸与螺旋翅片管管板(3)相配；螺旋翅片管是用薄钢片卷绕在无缝钢管管坯上并用高频接触焊的方法焊接而成，是一种高效换热器件；螺旋翅片管(2)制成后经清理外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层，能承受烟气高温烘烤和防止烟气低温腐蚀；外表面涂搪瓷或涂其他保护涂层的螺旋翅片管(2)穿过管箱(1)，水平安装在位于管箱(1)前后二侧的二片螺旋翅片管管板(3)之上；在螺旋翅片管管板(3)之上开有若干圆孔，孔径大小与螺旋翅片管(2)管坯的无缝钢管外径相当，其数量与螺旋翅片管管板(3)上安装螺旋翅片管(2)的数量相一致；螺旋翅片管(2)的二管端安装在二片螺旋翅片管管板(3)后，露出部分长度供安装密封环(6)之用；180°弯头(5)的二管端各焊有一个方形法兰(4)，构成180°弯头组件，用螺钉与螺旋翅片管管板(3)连接固定；方形方兰(4)内有环形沟槽，安装用石墨石棉盘根制成的密封环(6)，并用方形法兰(4)压紧，实施烟气、大气和水三者之间的密封；相邻螺旋翅片管(2)均用上述组件相连接沟通，应保证形成一条回收余热的水循环通道；螺旋翅片管管板(3)安装在管箱(1)上，并用螺钉连接固定；螺旋翅片管(2)安装在螺旋翅片管管板(3)上，用180°弯头组件压紧密封环(6)的同时把螺旋翅片管(2)固定连接在螺旋翅片管管板(3)之上。

2.根据权利要求1所述的螺旋翅片管锅炉余热回收装置，其特征在于：管箱(1)在焊接加工后，内腔表面涂层保护，免受烟气腐蚀。

3.根据权利要求1所述的螺旋翅片管锅炉余热回收装置，其特征在于：管箱(1)的底部沿着烟气流动方向作成向下倾斜，在倾斜底部的最低位置设置凝结水排放口，供凝结水泄放用。

4.根据权利要求1所述的螺旋翅片管锅炉余热回收装置，其特征在于：它的进出口两端都设有三通阀(13)，它和方圆接管(14)相连接，作为烟道组成部分嵌入于锅炉(20)排烟口和烟囱(19)之间。 

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