CN210070691U

CN210070691U - 烟气余热热管回收装置

Info

Publication number: CN210070691U
Application number: CN201920830693.5U
Authority: CN
Inventors: 高增丽
Original assignee: Shandong University of Technology
Current assignee: Shandong University of Technology
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2029-06-04

Abstract

本实用新型涉及烟气余热回收设备技术领域，具体是一种烟气余热热管回收装置，包括一个或多个相变换热套管单元，相变换热套管单元包括内管及外管，外管套装在内管的外部，外管两端封堵，内管贯穿外管两端，内管的中心线与外管的中心线偏心设置，内管和外管之间设有相变介质，两两相变换热套管单元的内管之间通过连接弯头连接，外管的外部设置有一组或多组翅片装置，翅片装置与内管的中心线分别分布在外管中心线的两侧。本实用新型结构优化，提高换热效率，并且整体结构形式可提高使用寿命，降低成本。

Description

烟气余热热管回收装置

技术领域

本实用新型涉及烟气余热回收设备技术领域，具体是一种烟气余热热管回收装置。

背景技术

燃煤、化工等企业会排放出高硫、高湿腐蚀性烟气，烟气中的高效余热回收一直困扰企业。

由于烟气中存在SO₂、SO₃等腐蚀性气体以及过多的水蒸气，导致烟气的露点温度大大升高，采用换热器余热回收过程中，高湿烟气由于SO₂、SO₃等酸性烟气导致的高露点而易于凝结成酸后变成酸雾，带有酸雾的烟气腐蚀性大大提高，加剧了对金属换热器的腐蚀，导致金属换热器的寿命短，需要经常维护、更换。

为了延长换热器的寿命，一些企业开始尝试耐腐蚀的钛材金属换热器，但是由于钛材换热器高昂的成本，不能批量使用。另外一些企业开始采用陶瓷换热器，但是陶瓷换热器的换热能力弱，换热器体积庞大，换热器的安装受到烟道原有布局的限制。

为了缩小换热器的体积，开始采用换热能力更高的金属热管换热器，常用的热管换热器分为重力热管换热器和套管式热管换热器，重力热管换热器属于单层管换热器，耐腐性差；套管式热管换热器属于两层管套装的径向换热热管换热器，寿命比单层管的重力热管换热器寿命大大延长，考虑相变介质的注加和相变介质分配均匀，常用的套管式热管换热器的相变介质的存在空间都是彼此连接的，一旦某段管出现腐蚀损坏导致相变介质整体泄露，不得不更换整个换热器，维护成本高。另外，常用的套管式热管换热器结构常见，不能充分利用烟气热量进行高效换热。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种烟气余热热管回收装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种烟气余热热管回收装置，包括一个或多个相变换热套管单元，相变换热套管单元包括内管及外管，外管套装在内管的外部，内管直径小于外管直径。外管两端封堵，内管贯穿外管两端，内管内流入取热介质。内管的中心线与外管的中心线偏心设置，内管和外管之间设有相变介质。两两相变换热套管单元的内管之间通过连接弯头连接，外管的外部设置有一组或多组翅片装置，翅片装置与内管的中心线分别分布在外管中心线的两侧。

具体使用时，翅片装置设置在迎风一侧，上述结构的优势是：相变介质在换热过程中产生气液两相的变换，考虑相变换热过程中相变介质的迁移轨迹，在重力的作用下，相变换热液集中于外管径向方向的底部，此部位主要完成相变介质由液相变为气相，吸收外部烟气带来的大量热量，该热量通过外管的外壁与烟气换热获得，因此将外管内液相相变介质集中的一侧作为迎风侧。为了强化本实用新型与烟气的换热，在迎风侧焊接翅片装置。

在本实用新型的背风侧，即外管径向方向的上部，是气相相变介质集中区，此区域主要完成内管内部的取热介质的取热，即通过内管内取热介质的流动将气相相变介质凝结放出的热量取出，同时完成气相相变介质向液相相变介质的转变。由于上述过程是放热传给内管取热介质的过程，与外管与烟气的换热关系不大，因此在换热装置的背风侧外管不焊接翅片装置。

上述设置可充分利用烟气热量，并提高换热效率。

另外，考虑烟气尤其是腐蚀性烟气，横掠换热器进行换热过程中截面流场的不均匀性，不同轴套管不同部位损坏的程度不同，各个相变换热套管单元彼此分立，解决了一段套管腐蚀损坏后必须更换整个换热器的难题，另外，相变换热套管单元是由两层管通过不同轴套装而成，外管腐蚀脱落后，内管腐蚀漏液后，换热器才算完全损坏，因此，相对单层管的换热器，这种套管式换热器寿命更长、更易维护。

所述翅片装置为人字形翅片装置，每组人字形翅片装置包括两个对称设置的弧形翅片，两个弧形翅片构成人字形状。

所述多组人字形翅片平行设置。

所述内管穿出外管后与连接弯头连接，相邻两相变换热套管单元的连接弯头通过法兰连接。相变换热套管单元彼此独立，但内管内的取热介质是流动及连续的，需要将各个相变换热套管单元管彼此连接成一个整体，采用套管内管的连接弯头、法兰连接，法兰之间采用弹簧垫片密封。

所述外管两端的外部分别连接有板状翅片，板状翅片为波纹状。由于内管的连接弯头部分不承担换热的主要任务，而且是单层管，不耐腐蚀，因此外管的端部采用较大波纹板状翅片以阻挡腐蚀性烟气与内管连接弯头的接触，同时连接弯头、法兰外部需要保温，既能做到保温又阻止烟气与单层管的接触，延长装置寿命。板实用新型安装在烟气流通通道中时，需要将内管弯头的连接部分及法兰嵌入墙壁内，并填塞耐火保温棉，尽量减少与烟气的接触。

所述外管上开设有外界连接通道，外界连接通道上连接有阀门。内、外管之间的相变介质空间通过外界连接通道与外界连接，管道的启闭采用阀门控制。

所述内管的外壁连接有环形翅片。因取热介质的取热存在于相变介质的气相区，气相相变介质与套管内管的外管的换热较弱，因此，在不影响内外管套装的前提下，在套管内管外管壁上焊接环形翅片，提高换热效果。

所述多个相变换热套管单元依次排列平行设置，内管相互之间通过弯头连接，整体结构为往复曲折的蛇形结构。

本实用新型所达到的有益效果是：

本实用新型结构优化，提高换热效率，并且整体结构形式可提高使用寿命，降低成本。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是相变换热套管单元的结构示意图；

图3是图2的A-A剖视图。

图中：1、取热介质入口；2、取热介质出口；3、板状翅片；4、外管；5、外界连接通道；6、阀门；7、人字形翅片装置；8、连接弯头；9、法兰；10、内管；11、气相介质；12、液相介质；13、环形翅片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：

如图1至图3所示，一种烟气余热热管回收装置，采用内、外管的不同轴套装，整体结构为蛇形管换热器，由直管段和弯管段组成。具体的包括多个相变换热套管单元，相变换热套管单元为直管段，相变换热套管单元包括内管10及外管4，外管4套装在内管10的外部，内管10直径小于外管4直径。外管4两端封堵，内管10贯穿外管4两端，内管10与外管4封堵板之间密封。内管10内流入取热介质进行取热，取热介质通常选用水，外管4外壁垂直横掠烟气与其进行换热。内管10的中心线与外管4的中心线偏心设置，内管10和外管4之间设有相变介质，相变介质选用导热姆A，利用相变介质的相变进行热量传递，相变介质在换热过程中转化为液相介质12和气相介质11两种形态。

两两相变换热套管单元的内管10之间通过连接弯头8连接，从而构成蛇形管换热器结构。内管10分别设置有取热介质入口1及取热介质出口2。

外管4的外部焊接有多组平行设置的翅片装置，翅片装置与内管10的中心线分别分布在外管4中心线的两侧。具体使用时，翅片装置设置在迎风一侧。所述翅片装置为人字形翅片装置7，每组人字形翅片装置7包括两个对称设置的弧形翅片，两个弧形翅片构成人字形状。

所述内管10穿出外管4后与连接弯头8连接，相邻两相变换热套管单元的连接弯头8通过法兰9连接。

所述外管4两端的外部分别连接有较大的板状翅片3，板状翅片3为波纹状。

所述外管4上开设有两个外界连接通道5，外界连接通道5上连接有阀门6。内、外管之间的相变介质空间通过外界连接通道5与外界连接，外界连接通道5的启闭采用阀门6控制。相变换热套管单元机械加工完成后，需要往各相变换热套管单元内管10、外管4之间注加一定质量的相变介质，充完相变介质后，开启阀门6，在内外管之间空间与外界连通管道5上连通真空泵，将内外管之间空间内的不凝性气体抽干净，使此空间呈真空状态。

所述内管10的外壁焊接有环形翅片13。

所述多个相变换热套管单元依次排列平行设置，内管10相互之间通过连接弯头8连接，整体结构为往复曲折的蛇形结构。

Claims

1.一种烟气余热热管回收装置，其特征在于，包括一个或多个相变换热套管单元，相变换热套管单元包括内管及外管，外管套装在内管的外部，外管两端封堵，内管贯穿外管两端，内管的中心线与外管的中心线偏心设置，内管和外管之间设有相变介质，两两相变换热套管单元的内管之间通过连接弯头连接，外管的外部设置有一组或多组翅片装置，翅片装置与内管的中心线分别分布在外管中心线的两侧。

2.根据权利要求1所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述翅片装置为人字形翅片装置，每组人字形翅片装置包括两个对称设置的弧形翅片。

3.根据权利要求2所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述多组人字形翅片平行设置。

4.根据权利要求1所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述内管穿出外管后与连接弯头连接，相邻两相变换热套管单元的连接弯头通过法兰连接。

5.根据权利要求1或4所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述外管两端的外部分别连接有板状翅片，板状翅片为波纹状。

6.根据权利要求1或2所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述外管上开设有外界连接通道，外界连接通道上连接有阀门。

7.根据权利要求1或2所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述内管的外壁连接有环形翅片。

8.根据权利要求1或2所述的烟气余热热管回收装置，其特征在于，所述多个相变换热套管单元依次排列平行设置。