CN203949198U - 天然气烟气余热多级回收装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了天然气烟气余热多级回收装置，其包括沿着烟气通道依序设置的烟气入口导流板(1)、壳管式换热器(5)、多组螺旋管组(2)，所述壳管式换热器的肋片导热管(3)具有一个冷水接入端和一个热水输出端，所述壳管式换热器的下部设置有集水槽(4)，所述螺旋管组具有冷水联箱(6)接入端和热水联箱(7)接出端，所述螺旋管组所在的烟囱侧壁设置有集水槽(4)。本实用新型的有益效果是：减少采用天然气燃料的锅炉及直燃式溴化锂机组等热设备烟囱排烟预热损失，回收热量提供热水，并回收烟气水蒸气冷凝水，提高能源和资源利用率。

Description

天然气烟气余热多级回收装置
技术领域
本实用新型涉及节能技术领域，尤其是涉及一种天然气烟气余热多级回收装置。
背景技术
天然气锅炉及直燃式吸收式机组排烟温度一般在120-200℃，烟气中含有大量水蒸气。由于天然气烟气中几乎不含硫等腐蚀性气体，因此不但能利用烟气的显热，还能利用烟气中的水蒸气冷凝潜热。烟囱排烟对环境散热，一方面能量损失燃气能耗增加，另一方面对环境产生热、湿污染。传统的烟气余热回收器的烟气余热回收后的温度不低于100℃，但天然气的烟气温度可降至60℃左右。因此，若能在现有烟气余热回收器的基础上对进气改进和在烟囱内增加换热段，在确保充分回收烟气显热的同时，又能冷凝烟气中的水蒸气，使产生的冷凝热和显热一起加热另一侧的水，并回收冷凝水，将有利于节能环保。此外，壳管式余热回收器的进口截面积比换热管区的流道截面积小很多(前者一般仅为后者三分之一)，而过渡段很短，因此换热区域的流场很不均匀，有些换热面没有充分利用，使实际换热性能下降。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种天然气烟气余热多级回收装置，其旨在减少采用天然气燃料的锅炉及直燃式溴化锂机组等热设备烟囱排烟预热损失，回收热量提供热水，并回收烟气水蒸气冷凝水，提高能源和资源利用率。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
天然气烟气余热多级回收装置,其包括沿着烟气通道依序设置的烟气入口导流板(1)、壳管式换热器(5)、多组螺旋管组(2)，所述壳管式换热器的肋片导热管(3)具有一个冷水接入端和一个热水输出端，所述壳管式换热器的下部设置有集水槽(4)，所述螺旋管组具有冷水联箱(6)接入端和热水联箱(7)接出端，所述螺旋管组所在的烟囱侧壁设置有集水槽(4)。
进一步，所述烟气入口导流板(1)为百叶窗式结构。
进一步，所述螺旋管组在烟囱中以渐缩形或者渐扩形结构进行布置。
进一步，所述螺旋管组中的螺旋管表面设置有金属圆形翅片或带状肋片。
进一步，所述热水联箱(7)的热水输出管路与壳管式换热器(5)的热水输出端汇集后接于系统的热水输出管路。
进一步，所述壳管式换热器(5)外壁、设置螺旋管组的烟囱外壁均设置保温隔热层。
进一步，所述螺旋管组中的螺旋管采用多层弯曲半径不同的螺旋管套装排列。
本案的工作原理在于：在热设备运行时，水和烟气是逆向较差而行，冷水通过进水联箱先分路流入烟囱内螺旋管组的各管内，流出的热水经热水联箱与壳管式换热器流出热水汇流输出系统，而烟气是先通过专门在进烟口配置的百叶窗式的导流板，确保烟气均匀流过壳管式换热器的换热管外侧，经过第一级换热后，低温烟气再流经烟囱内螺旋管组外侧后排出。烟气把热量传递给水，烟气水蒸气的冷凝水从壳管式换热器底部的集水槽流出。
本实用新型具有如下有益效果：由于天然气烟气中几乎不含硫等腐蚀性气体，即使烟气温度降到露点温度，也不会腐蚀设备管道，因此不但能利用烟气的显热，还能利用烟气中的水蒸气冷凝潜热。
采用本装置结构，将烟气的余热回收率有较大幅度提高，此外还能回收冷凝水。
附图说明
图1为天然气烟气余热多级回收装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，天然气烟气余热多级回收装置,其包括沿着烟气通道依序设置的烟气入口导流板1、壳管式换热器5、多组螺旋管组2。本案的烟囱8具有水平输送通道以及竖向输送通道部分。
所述壳管式换热器的肋片导热管3具有一个冷水接入端和一个热水输出端，整个排列于壳管式换热器内的导热管以平行于烟气流向排列或者垂直于烟气流向排列均可，本案选择垂直于烟气流向排列，弯曲布置于壳管式换热器内的导热管内部不断通过换热作用而加热内部的冷水，所述壳管式换热器的下部设置有集水槽4，便于收集壳管式换热器中出现的冷凝水。
所述螺旋管组具有冷水联箱6接入端和热水联箱7接出端，螺旋管组的冷水联箱可设置同一个入水端，所述螺旋管组所在的烟囱8侧壁设置有集水槽4。该螺旋管组的水流流向与烟气的流向相反。
所述烟气入口导流板1为百叶窗式结构，可调整角度，确保在流道截面放大时，使得进入换热区的烟气均匀流过肋片导热管。
所述螺旋管组在烟囱中以渐缩形或者渐扩形结构进行布置，螺旋管采用导热系数较高的金属管，所述螺旋管组中的螺旋管采用多层弯曲半径不同的螺旋管套装排列。螺旋管的弯曲半径逐渐变大或者逐渐变小，可以多层套装而实现空间的最大利用。
所述螺旋管组中的螺旋管表面设置有金属圆形翅片或带状肋片K，以增强传热。
所述热水联箱7的热水输出管路与壳管式换热器5的热水输出端汇集后接于系统的热水输出管路，其对于水温的调节起到良好的中和作用，并且能够集中供水。
所述壳管式换热器5外壁、设置螺旋管组的烟囱外壁均设置保温隔热层。
已知参数：额定供热天然气耗量253Nm3/h，天然气热值35588kj/Nm3；
测量实际运行参数：烟气温度165℃，烟气流量2100Nm3/h。
烟气与水流动换热如下：
烟气：在换热面积88平方米、流道尺寸宽1000mm、高750mm的壳管式换热器5的直径550mm的烟气进口配置百叶窗导流板，使得烟气流均匀通过各换热管外侧，从管壳式换热器流出的低温烟气流出烟囱8，从两层套装的不同弯曲半径绕成的圆台形螺旋管的管外侧流过后向外排出。
水：通过进水联箱先分路流入烟囱8内螺旋管组的管内，出水经热水联箱与壳管式换热器的热水汇流后流出，流出的热水汇合后供用户。
通过这样组成的多级烟气余热回收器换热量为186.3Kw。系统进入多级余热回收器的水流量3立方米/小时，进水温度20℃，水流温升26.8℃，烟气温江102℃，约160kg/h冷凝水从烟气中析出，从集水槽排出。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，其包括沿着烟气通道依序设置的烟气入口导流板(1)、壳管式换热器(5)、多组螺旋管组(2)，所述壳管式换热器的肋片导热管(3)具有一个冷水接入端和一个热水输出端，所述壳管式换热器的下部设置有集水槽(4)，所述螺旋管组具有冷水联箱(6)接入端和热水联箱(7)接出端，所述螺旋管组所在的烟囱侧壁设置有集水槽(4)。
2.根据权利要求1所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述烟气入口导流板(1)为百叶窗式结构。
3.根据权利要求1所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述螺旋管组在烟囱中以渐缩形或者渐扩形结构进行布置。
4.根据权利要求1或3所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述螺旋管组中的螺旋管表面设置有金属圆形翅片或带状肋片。
5.根据权利要求1所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述热水联箱(7)的热水输出管路与壳管式换热器(5)的热水输出端汇集后接于系统的热水输出管路。
6.根据权利要求1所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述壳管式换热器(5)外壁、设置螺旋管组的烟囱外壁均设置保温隔热层。
7.根据权利要求1或3所述的天然气烟气余热多级回收装置,其特征在于，所述螺旋管组中的螺旋管采用多层弯曲半径不同的螺旋管套装排列。
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