CN202119273U - 加热炉烟气余热综合利用装置 - Google Patents

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苏海军
赵海凡
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Abstract

本实用新型公开了一种加热炉烟气余热综合利用装置，包括换热器，所述换热器上设有热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口，所述热流体通道入口与加热炉的烟气出口连通，热流体通道出口与烟囱连通，冷流体通道入口与加热炉的冷物料管道连通，冷流体通道出口与加热炉的冷物料入口连通；加热炉的高温烟气通入换热器的热流体通道，待加热的冷物料通入换热器的冷流体通道，两者进行热交换，待加热的冷物料被预热，预热后的冷物料再进入加热炉进一步加热至所需温度；本实用新型既不影响加热炉的正常运行，又能将加热炉的烟气余热回收利用，节省能源，提高了加热炉的效率。

Description

加热炉烟气余热综合利用装置
技术领域
 本实用新型属于工业余热利用技术领域，具体涉及一种对加热炉的烟气余热回收利用的装置。
背景技术
加热炉是一种专用于对产品物料和生产的工件进行加热处理的设备，一方面加热炉需要消耗大量的燃料对物料或产品进行加热，另一方面工作时大量的热能被烟气所带走，大量的废热未被利用，既造成严重的能源浪费又污染环境。各类食品加热炉排烟温度一般在400-450℃，有的甚至更高，排烟废气所带走的热量约占总热量的20-40%，尽管人们采取了多种措施，但目前烟气余热回收利用率仍然很低。因此，如何提高加热炉的烟气余热利用率成为提高加热炉效率的关键。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种加热炉烟气余热综合利用装置，既不影响加热炉的正常运行，又能将加热炉的烟气余热回收利用，节省能源，提高加热炉的效率。
本实用新型的加热炉烟气余热综合利用装置，包括换热器，所述换热器上设有热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口，所述热流体通道入口与加热炉的烟气出口连通，热流体通道出口与烟囱连通，冷流体通道入口与加热炉的冷物料管道连通，冷流体通道出口与加热炉的冷物料入口连通。
进一步，还包括旁路烟道，所述旁路烟道一端与加热炉的烟气出口连通，另一端与烟囱连通，旁路烟道上设有阀门；
进一步，与所述换热器的热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有阀门；
进一步，与所述换热器的冷流体通道入口连通的管道上设有流量计；
进一步，与所述换热器的冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有压力计；
进一步，所述换热器内设有换热管，所述换热管为内套管和外套管组成的套管结构，内套管为空心管，内外套管之间封装有液体；
进一步，所述内套管和外套管同心设置；
进一步，所述内外套管之间设有与内套管同心设置的薄壁管，薄壁管内封装有所述液体。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型在加热炉的烟气出口与烟囱之间增设换热器，加热炉的高温烟气通入换热器的热流体通道，待加热的冷物料通入换热器的冷流体通道，两者进行热交换，待加热的冷物料被预热，预热后的冷物料再进入加热炉进一步加热至所需温度；本实用新型既不影响加热炉的正常运行，又能将加热炉的烟气余热回收利用，节省能源，提高了加热炉的效率；另外，本实用新型采用的换热管为套管结构，内外套管之间封装有液体，通过液体的气、液相变传热，热阻很小，传热均匀，传热效率更高，且可以防止露点腐蚀，安全可靠性高，使用寿命长。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型实施例的系统流程图；
图2为换热管的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实用新型实施例的系统流程图，如图所示，本实用新型的加热炉烟气余热综合利用装置，包括换热器7，所述换热器7上设有热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口，所述热流体通道入口与加热炉1的烟气出口连通，热流体通道出口与烟囱6连通，冷流体通道入口与加热炉1的冷物料管道连通，冷流体通道出口与加热炉1的冷物料入口连通。
作为本实用新型的进一步改进，还包括旁路烟道4，所述旁路烟道4一端与加热炉1的烟气出口连通，另一端与烟囱6连通，旁路烟道4上设有阀门3；当本实用新型的加热炉烟气余热综合利用装置发生故障时，将加热炉1的烟气切换至旁路烟道4直接排放，使加热炉1的运行更加安全。
作为本实用新型的进一步改进，与所述换热器7的热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有阀门（图中为阀门2、5、14、16和19）；当换热器7发生故障或检修时，切断换热器7各通道的阀门，将加热炉的物料循环和烟气排放切回至传统模式。
作为本实用新型的进一步改进，与所述换热器7的冷流体通道入口连通的管道上设有流量计10；用于监控物料循环流量。
作为本实用新型的进一步改进，与所述换热器7的冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有压力计（图中为压力计8、9、11和12）；用于监控进入换热器7的冷物料压力变化，防止换热器7堵塞造成的安全事故。
本实施例中，所述换热器7所采用的换热管如图2所示，所述换热管为内套管22和外套管23组成的套管结构，内套管22为空心管，内外套管之间封装有液体24；换热管主要靠液体24的气、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力，与银、铜、铝等金属相比，单位重量的换热管可多传递几个数量级的热量，传热效率更高，传热效率在95%以上；根据工作温度的不同来选择不同的液体24，本实用新型可选用的液体24有甲苯、甲醇、纯净水、汞等。
本实施例中，所述内套管22和外套管23同心设置。同心设置的内外套管使两者之间的气液两相流循环流动均匀，均匀传热；当然，内外套管之间适度的偏心设置也可以接受。
作为换热管结构的进一步改进，所述内外套管之间设有与内套管22同心设置的薄壁管25，薄壁管25内封装有所述液体24；使用薄壁管25封装液体24后再设置于内外套管之间，便于加工制造；当然，所述液体24也可以直接封装在内外套管之间。
本实施例中，换热器7采用上述结构的换热管，不同于常规的间壁换热，而是二次间壁换热，通过内外套管之间液体24的气、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力，与银、铜、铝等金属相比，单位重量的换热管可多传递几个数量级的热量，传热效率更高，传热效率在95%以上，并且换热管的管壁将形成等温管壁，通过将换热管管壁温度调整在低温流体的露点之上，可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行，安全可靠性高。
本实施例中，所述加热炉1为食品加热炉，待加热的冷物料为油。当然，本实用新型并不局限于对油进行加热的加热炉，也可以为对其它流体物料进行加热的加热炉。
食品加热炉的物料循环和烟气排放的传统模式为：油箱18中的油通过油泵17送至加热炉1进行加热，然后输送至炸炉21使用，使用后的油再进入油箱18进行循环；同时，加热炉1的烟气通过烟囱6直接排放。
而本实用新型在加热炉1的烟气出口与烟囱6之间增设换热器7，当本实用新型正常运行时，打开阀门2、5、14、16和19，关闭阀门3、15和20，加热炉1的高温烟气通入换热器7的热流体通道，油通入换热器7的冷流体通道，两者进行热交换，油被预热，预热后的油再进入加热炉1进一步加热至所需温度，再送至生产线上的炸炉21使用，使用后的油再进行循环，热交换后的烟气由烟囱6排放；当本实用新型出现故障不能进行余热回收时，关闭阀门2、5、14、16和19，打开阀门3、15和20，将物料循环和烟气排放切回至传统模式；当换热器7停止使用或清洗时，关闭阀门15，打开阀门14及排污阀13进行排污。因此，本实用新型既不影响加热炉的正常运行，又能将加热炉的烟气余热回收利用，节省能源，提高了加热炉的效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。

Claims (8)

1.一种加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：包括换热器（7），所述换热器（7）上设有热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口，所述热流体通道入口与加热炉（1）的烟气出口连通，热流体通道出口与烟囱（6）连通，冷流体通道入口与加热炉（1）的冷物料管道连通，冷流体通道出口与加热炉（1）的冷物料入口连通。
2. 根据权利要求1所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：还包括旁路烟道（4），所述旁路烟道（4）一端与加热炉（1）的烟气出口连通，另一端与烟囱（6）连通，旁路烟道（4）上设有阀门。
3.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：与所述换热器（7）的热流体通道入口、热流体通道出口、冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有阀门。
4.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：与所述换热器（7）的冷流体通道入口连通的管道上设有流量计（10）。
5.根据权利要求1所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：与所述换热器（7）的冷流体通道入口和冷流体通道出口连通的管道上均设有压力计。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：所述换热器（7）内设有换热管，所述换热管为内套管（22）和外套管（23）组成的套管结构，内套管（22）为空心管，内外套管之间封装有液体（24）。
7.根据权利要求6所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：所述内套管（22）和外套管（23）同心设置。
8. 根据权利要求7所述的加热炉烟气余热综合利用装置，其特征在于：所述内外套管之间设有与内套管（22）同心设置的薄壁管（25），薄壁管（25）内封装有所述液体（24）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104748995A (zh) * 2015-04-16 2015-07-01 山东大学 用于排烟余热利用系统可靠性调节特性的仿真测试装置
CN110579315A (zh) * 2019-09-23 2019-12-17 武汉钢铁有限公司 一种加热炉煤气换热器检漏装置

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