CN202303307U - 配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，包括能通过高温烟气的烟道以及用于分离水、汽的锅筒，其中，烟道中依次设置有水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，锅筒分别连接水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，且水保护段、过热器、蒸发器和省煤器内均设置有能加强高温烟气湍流运动、强化流体传热并增加热交换面面积的螺旋槽管。本实用新型具有热能利用率高，结构紧凑、体积小，吊装方便、节省材料的优点，可广泛应用于石油化工、电力、钢铁、有色、水泥、建材、轻工、煤炭等行业。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉应用领域，特别是烟道式余热锅炉，具体地说是配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉。
背景技术
我国政府计划到2020年将碳排放量减少40%-45%，目前面临着巨大的减排压力。政府正在推行各项有利于节能减排的政策，其中余热回收利用作为提高能源利用效率的有效途径，国家出台了多项政策鼓励企业进行余热回收利用。在节能、环保策的大力推动下,余热锅炉的需求迅猛增长,市场容量巨大。2008年国内余热锅炉企业销售额约34亿元，预计未来5年国内余热锅炉市场容量将达280亿元，国际市场约400亿元，共计约680亿元，余热锅炉行业市场前景广阔。
我国余热资源非常丰富，特别是在石油和石化、钢铁、有色、化工、水泥、建材、轻工、煤炭等行业，余热资源约占燃料消耗总量的17%-67%，其中可回收利用的余热资源约占余热总资源的60%。目前我国余热资源利用比例低，大型钢铁企业余热利用率约为30%-50%，其他行业更低，余热利用提升潜力大。
随着各类工艺装置的日益大型化，其余热锅炉也越来越大。为了容纳庞大的余热锅炉，不得不提高余热锅炉的高度，使得余热锅炉造价大幅提高，余热锅炉容量越大，这一问题越突出，已成为余热锅炉大型化的一大障碍。为了解决这一问题，必须提高炉管两侧的换热系数，提高余热锅炉热效率。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供具有热能利用率高，结构紧凑、体积小，吊装方便、节省材料的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，包括能通过高温烟气的烟道以及用于分离水、汽的锅筒，其中，烟道中依次设置有水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，锅筒分别连接水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，且水保护段、过热器、蒸发器和省煤器内均设置有能加强高温烟气湍流运动、强化流体传热并增加热交换面面积的螺旋槽管。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的螺旋槽管呈螺旋形或规则曲线形状固定安装在水保护段、过热器、蒸发器和省煤器内。
上述的螺旋槽管管壁外周面设有沿管轴螺旋延伸的螺旋槽。
上述的螺旋槽管管壁内周面设有沿管轴螺旋延伸的凸纹体。
上述的凸纹体与螺旋槽相对应地位于螺旋槽管的内外两侧。
上述的螺旋槽管为多根，且每根螺旋槽管都具有兼作进口的第一管接口和兼作出口的第二管接口，螺旋槽管 通过第一管接口和第二管接口与弯头、集合管、弯管或直管相连接构成螺旋盘管组件。
上述的水保护段、过热器、蒸发器和省煤器内至少分别固定安装有一个螺旋盘管组件。
与现有技术相比，本实用新型的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，包括能通过高温烟气的烟道以及用于分离水、汽的锅筒，其中，烟道中依次设置有水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，锅筒分别连接水保护段、过热器、蒸发器和省煤器，且水保护段、过热器、蒸发器和省煤器内均设置有能加强高温烟气湍流运动、强化流体传热并增加热交换面面积的螺旋槽管。烟道中分别设有内置螺旋槽管的水保护段、过热器、蒸发器和省煤器四个加热段，螺旋槽管是一种管壁上具有外凹内凸的螺旋形槽的异型管。螺旋槽管比光管换热面积大，具有使管内外流体沿着管壁螺旋运动的趋势。管内螺旋槽对流体的周期性扰动可减薄管内传热边界层，加强湍流运动，强化流体传热作用。管外螺旋槽可以增加螺旋槽管与高温烟气的接触面积，提高传热效能。同时呈螺旋状的螺旋槽管管内腔壁和管外周壁的表面积比起标准的直管要大的多，使得受热的热交换面积大大增加，位于螺旋槽管管内腔的受热介质热交换效率大大提高。本实用新型的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，具有节省材料，成本造价低，热能利用率高，且安装方便易于实施等优点，可广泛应用于石油化工、电力、钢铁、有色、水泥、建材、轻工、煤炭等行业。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是图1的原理示意图；
图3是图1中螺旋槽管的结构示意图；
图4是图3的A-A向剖视图；
图5是图3的立体图；
图6是图4的C处放大图；
图7是图1中螺旋盘管组件的结构示意图；
图8是图7的右视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
图1至图8所示为本实用新型的结构示意图。
其中的附图标记为：
螺旋槽管1、凸纹体11、螺旋槽12、第一管接口1a、第二管接口1b、烟道2、水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c、省煤器2d、锅筒3、螺旋盘管组件4、汽包5、水包6。
如图1至图8所示，本实用新型的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，包括能通过高温烟气的烟道2以及用于分离水、汽的锅筒3，其中，所述的烟道2中依次设置有水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d，所述的锅筒3分别连接水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d，且水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d内均设置有能加强高温烟气湍流运动、强化流体传热并增加热交换面面积的螺旋槽管1。工业生产所产生的高温烟气在烟道2中依次经过水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d冲涮设置在其中的螺旋槽管1，呈螺旋状的螺旋槽管1管内腔壁和管外周壁的表面积比起标准的直管要大的多，使得受热的热交换面积大大增加，位于螺旋槽管管内腔的受热介质热交换效率大大提高。设置水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d四个加热段能使流经的水迅速加热形成过热蒸汽。
为了取得更好的热利用效果，螺旋槽管1呈螺旋形或规则曲线形状固定安装在水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d内。
如图2所示，高温烟气等从废热源进口进入水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d，然后排出。水等换热介质进入设置在水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d内的螺旋槽管1，换热介质与废热源进行热交换后排出。
如图3至图6所示，螺旋槽管1管壁外周面设有沿管轴螺旋延伸的螺旋槽12。螺旋槽管1管壁内周面设有沿管轴螺旋延伸的凸纹体11。凸纹体11与螺旋槽12相对应地位于螺旋槽管1的内外两侧。
如图7至图8所示，螺旋槽管1为多根，且每根螺旋槽管1都具有兼作进口的第一管接口1a和兼作出口的第二管接口1b，螺旋槽管1通过第一管接口1a和第二管接口1b与弯头、集合管、弯管或直管相连接构成螺旋盘管组件4；水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d内至少分别固定安装有一个螺旋盘管组件4。
本实用新型是这样实施的：水从水包6进水口进入设置在省煤器2d中的螺旋盘管组件4并经过加热后经过汽包5输送至锅筒3，其中被加热汽化了的热蒸汽通过锅筒3的排汽管经过热器2b中的螺旋盘管组件4进一步加热成过热蒸汽后输送至下游用汽设备进行使用，如用于汽轮机发电，或者供生产、生活取暖用，尚没被汽化的已经加热的水通过下降管输送至水保护段2a中的螺旋盘管组件4进行再次加热后，输送至蒸发器2c中的螺旋盘管组件4进行第三次加热，被加热的蒸汽和水经上升管进入锅筒3，蒸汽则通过排汽管排往过热器2b，水则再次循环，如此反复进行。高温热烟气从进气口依次流过设置在烟道2中的水保护段2a、过热器2b、蒸发器2c和省煤器2d再经过烟囱排向大气。由于螺旋槽管1在烟道2中呈螺旋形或规则曲线形状安装及螺旋槽管1的螺旋作用，高温烟气在烟道2中呈螺旋运动，增加了高温烟气停留时间和与螺旋槽管1接触面，从而大幅度提高换热效率。螺旋槽管是一种管壁上具有外凹内凸的螺旋形槽的异型管。螺旋槽管比光管换热面积大，具有使管内外流体沿着管壁螺旋运动的趋势。管内螺旋槽对流体的周期性扰动可减薄管内传热边界层，加强湍流运动，强化流体传热作用。
本实用新型的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，配装有螺旋槽管，使管内管外处于螺旋流动，流体在管内和管外大体呈纵向流动，同时伴随有横向螺旋运动，这种流速和流向的周期性改变加强了流体的轴向混合和湍流度，从而强化了传热。实验研究表面：螺旋槽管内外膜传热系数比光管的内外膜传热系数大幅度提高，可达光管的1.2-5倍；同时结构紧凑、体积小，吊装方便；节省材料20%以上。
本实用实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。
Claims (7)
1.配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，包括能通过高温烟气的烟道(2)以及用于分离水、汽的锅筒(3)，其特征是：所述的烟道(2)中依次设置有水保护段(2a)、过热器(2b)、蒸发器(2c)和省煤器(2d)，所述的锅筒(3)分别连接水保护段(2a)、过热器(2b)、蒸发器(2c)和省煤器(2d)，且水保护段(2a)、过热器(2b)、蒸发器(2c)和省煤器(2d)内均设置有能加强高温烟气湍流运动、强化流体传热并增加热交换面面积的螺旋槽管(1)。
2.根据权利要求1所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的螺旋槽管(1)呈螺旋形或规则曲线形状固定安装在水保护段(2a)、过热器(2b)、蒸发器(2c)和省煤器(2d)内。
3.根据权利要求2所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的螺旋槽管(1)管壁外周面设有沿管轴螺旋延伸的螺旋槽(12)。
4.根据权利要求3所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的螺旋槽管(1)管壁内周面设有沿管轴螺旋延伸的凸纹体(11)。
5.根据权利要求4所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的凸纹体(11)与螺旋槽(12)相对应地位于螺旋槽管(1)的内外两侧。
6.根据权利要求5所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的螺旋槽管(1)为多根，且每根螺旋槽管(1)都具有兼作进口的第一管接口(1a)和兼作出口的第二管接口(1b)，所述的螺旋槽管(1) 通过第一管接口(1a)和第二管接口(1b)与弯头、集合管、弯管或直管相连接构成螺旋盘管组件(4)。
7.根据权利要求6所述的配装有螺旋槽管的烟道式余热锅炉，其特征是：所述的水保护段(2a)、过热器(2b)、蒸发器(2c)和省煤器(2d)内至少分别固定安装有一个螺旋盘管组件(4)。
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Cited By (1)
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| CN117963838A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-03 | 烟台哈尔滨工程大学研究院 | 利用船舶发动机废气余热的管式氨分解制氢反应器 |
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