CN210219697U - 一种新型尾增对流余热回收装置 - Google Patents

Abstract

一种新型尾增对流余热回收装置，包括热回收装置本体和锅筒，所述的热回收装置本体包括内壁为膜式水冷壁的辐射换热空腔和蒸发换热空腔，所述的辐射换热空腔内部由膜式水冷壁隔成四回程的辐射段烟气流通通道，辐射段烟气流通通道末端与蒸发换热空腔连通，所述蒸发换热空腔内部设置有两组对流形式的换热面，其末端为烟气出口，所述膜式水冷壁及换热面与锅筒连接，用于通入水与高温烟气进行热交换。本实用新型为一种可以实现高效回收回转窑尾气中能源的新型尾增对流余热回收装置。

Description

一种新型尾增对流余热回收装置

技术领域

本实用新型涉及余热回收装置领域，具体为一种用于回转窑高温烟气的新型尾增对流余热回收装置。

背景技术

“余热”属二次能源，广泛存在于工农业生产中，但常常被企业白白排放。回收余热降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义，也符合能源梯级利用的科学原理。过去未被重视和利用的余热余压也越来越引起各行各业的关注，研发和生产了各具特色的余热锅炉应用于国民经济的各个领域。余热锅炉近年来的迅猛发展，一部分源于巨大的能源消耗压力、国家对节能减排推出的一系列节能减排政策和措施，同时也在于余热再利用技术的提高和发展、以及巨额的经济效益。

据统计，工业生产中使用的各种炉窑，如回转窑耗用大量燃料，热效率却很低，一般只有30％左右，而温度一千度以上的高温烟气、高温炉渣等带走的热量却高达40-60％，由于此类烟气温度高，烟气中含尘量大，不易进行余热回收，如果能有效利用这些余热，则可节约大量能源，减少大气污染，降低成本。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型提供了一种高效回收回转窑尾气中能源的新型尾增对流余热回收装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种新型尾增对流余热回收装置，其包括热回收装置本体和锅筒，所述的热回收装置本体包括内壁为膜式水冷壁的辐射换热空腔和蒸发换热空腔，所述的辐射换热空腔内部由膜式水冷壁隔成四回程的辐射段烟气流通通道，辐射段烟气流通通道末端与蒸发换热空腔连通，所述蒸发换热空腔内部设置有两组对流形式的换热面，其末端为烟气出口，所述膜式水冷壁及换热面与锅筒连接，用于通入水与高温烟气进行热交换。

进一步地，所述的热回收装置本体内部依高温烟气流通方向依次设置有烟气进口、第一回程、第二回程、第三回程、第四回程、蒸发换热空腔和烟气出口，第一回程和第二回程之间由下部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，第二回程和第三回程之间由上部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，第三回程和第四回程之间由下部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，高温烟气在上述通道处均进行180°转弯进入下一个回程。

进一步地，所述第一回程、第二回程、第三回程、第四回程组成四回程的辐射段烟气流通通道，烟气进口、辐射段烟气流通通道、蒸发换热空腔和烟气出口形成整体的烟气流通通道。

进一步地，余热回收装置采用立式自然循环、室内布置，所述的烟气进口和烟气出口处设置有膨胀节，高温烟气经入口处膨胀节后由所述烟气进口由上至下进入烟气流通通道，并通过出口处膨胀节后由所述烟气出口排出。

进一步地，所述的两组对流形式的换热面由两组蒸发管束组成，两组蒸发管束形成拉稀形式的凝渣管束换热面。

进一步地，所述的四回程的辐射段烟气流通通道的底部以及蒸发换热空腔的底部均设置有落灰斗。

进一步地，所述的膜式水冷壁上等间距设置有水冷管，膜式水冷壁下部设置有下集箱，用于将水平均地导入水冷管内，膜式水冷壁上部设置有上集箱，用于收集水冷管上升的汽水混合物并导入上部锅筒。

进一步地，所述的锅筒通过集中下降管与膜式水冷壁底部下集箱连接，用于将锅筒内的水平均的导入膜式水冷壁的水冷管并与烟气通道内高温烟气进行热交换，膜式水冷壁上部通过上集箱和导气管与锅筒连接，用于将吸热后的汽水混合物导入锅筒进行汽水分离。

进一步地，所述的热回收装置本体采用悬吊结构，锅筒设置在热回收装置本体上部，热回收装置本体通过吊杆整体吊挂在钢架上。

与现有技术相比，本实用新型具备的优点为：热回收效率高，本实用新型的余热回收装置整体由内壁为膜式水冷壁的空腔组成，辐射换热空腔内部通过膜式水冷壁相隔形成四回程的辐射段烟气流通通道，大大提高了烟气流通路径的长度，提高了换热效率，而且处于回程路径中间的隔墙膜式水冷壁为双面曝光的受热面，进一步提高了换热效率；同时烟气流通路径的延长有助于烟气中灰尘的沉降；而且辐射换热空腔后部的蒸发换热空腔内设置有两组对流形式的换热面，起到低温烟气热量的吸收的作用，进而提高余热回收的效率及能源节约效果，而且可以使烟气中的灰粒凝固，对烟气进行均流并减轻烟气的残余旋转动能，有助于对排出本实用新型余热回收装置的烟气进行进一步的处理；综合方面，本实用新型的余热回收装置操作简单，维护方便，性能稳定，能确保长期、可靠、高效、经济运行，对回转窑行业起到了节能效果，可以大幅节约能源，减少浪费。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

一种新型尾增对流余热回收装置，其包括热回收装置本体和锅筒16，所述的热回收装置本体包括内壁为膜式水冷壁的辐射换热空腔和蒸发换热空腔105，所述的辐射换热空腔内部由膜式水冷壁作为隔墙隔成四回程的辐射段烟气流通通道，辐射段烟气流通通道末端与蒸发换热空腔105连通，所述蒸发换热空腔105内部设置有两组对流形式的换热面，形成拉稀形式的凝渣管束，其末端为烟气出口14；所述膜式水冷壁及换热面与锅筒16连接，用于通入水与高温烟气进行热交换；烟气由第一回程的上部烟气进口2处进入，在辐射段烟气流通通道经三个180度转弯后进入尾部蒸发换热空腔105，部份未沉降的灰在此处由拉稀形式的凝渣管束进行阻挡而进一步沉降，烟气则从尾部上面侧面烟气出口14进入下一设备。

进一步地，所述的热回收装置本体内部依高温烟气流通方向依次设置有烟气进口2、第一回程101、第二回程102、第三回程103、第四回程104、蒸发换热空腔105和烟气出口14，第一回程101和第二回程102之间由下部留有通道106的隔墙膜式水冷壁6隔开，第二回程102和第三回程103之间由上部留有通道的隔墙膜式水冷壁7隔开，第三回程103和第四回程104之间由下部留有通道的隔墙膜式水冷壁8隔开，高温烟气在上述通道处均进行180°转弯进入下一个回程，作为隔墙的膜式水冷壁相当于双面曝光的受热面。

进一步地，所述第一回程101、第二回程102、第三回程103、第四回程104组成四回程的辐射段烟气流通通道，烟气进口2、辐射段烟气流通通道、蒸发换热空腔105和烟气出口14形成整体的烟气流通通道。

进一步地，余热回收装置采用立式自然循环、室内布置，所述的烟气进口2和烟气出口14处设置有膨胀节，高温烟气经入口处膨胀节1后由所述烟气进口2由上至下进入烟气流通通道，并通过出口处膨胀节15后由所述烟气出口14排出。

进一步地，所述的两组对流形式的换热面由两组蒸发管束组成，两组蒸发管束形成拉稀形式的凝渣管束蒸发换热面。尾部的蒸发换热面被包裹在膜式壁内，其有第一蒸发管束段11与第二蒸发管束段12组成。第一蒸发管束段11管子规格为φ32x3mm，横向节距为300mm，纵向节距为100mm；第二蒸发管束段12管子规格为φ32x3mm，横向节距为160mm，纵向节距为100mm。给水从第二蒸发管束段12进入，与烟气逆向行驶，从第一蒸发管束段11流出进入锅筒16。在两组对流形式的换热面中间留有约800mm的检修空间。尾部蒸发管束是余热回收机组的重要组成部分之一，安装于余热回收装置本体尾部，主要用来回收烟气的余热，尾部蒸发管束能否正常工作，直接影响到低温烟气热量的吸收，进而对余热回收的效率及能源节约效果产生影响。尾部蒸发管束主要通过吸收尾部低温余热烟气，加热锅炉给水，达到降低排烟温度、节能能源、提高余热回收蒸发量及工作效率的目的。凝渣管束在横向和纵向上节距设计的比较大，其本身不易结渣，而且烟气通过时，其中携带的飞灰也会在此凝固，不致粘结在受热面上，可以保护排出烟气的后处理时流经密集的过热受热面而出现结渣堵塞的现象，而且可以对烟气进行均流并减轻烟气的残余旋转动能。

进一步地，所述的四回程的辐射段烟气流通通道的底部以及所述蒸发换热空腔105的底部均设置有落灰斗10。

进一步地，所述的膜式水冷壁上等间距设置有水冷管，膜式水冷壁下部设置有下集箱20，用于将水平均地导入水冷管内，膜式水冷壁上部设置有上集箱21，用于收集水冷管上升的汽水混合物并导入上部锅筒16。

进一步地，所述的锅筒16通过集中下降管18与膜式水冷壁底部下集箱20连接，锅筒16通过集中下降管18分配到各个膜式水冷壁底部的下集箱20，下集箱20用于收集下降管18排入的水，并将锅筒16内的水平均的导入膜式水冷壁的水冷管并与烟气通道内高温烟气进行热交换，吸热后形成的汽水混合物到各个上集箱21汇集，膜式水冷壁上部通过上集箱21和联通管17与锅筒16连接，用于将吸热后的汽水混合物导入锅筒16进行汽水分离，最终把合格的蒸汽送出使用。

进一步地，所述的热回收装置本体采用悬吊结构，锅筒16设置在热回收装置本体上部，热回收装置本体通过吊杆18整体吊挂在钢架19上。

具体地，高温烟气经过膨胀节1、烟气进口2进入余热回收装置第一回程101，由前墙膜式水冷壁3、隔墙膜式水冷壁6、左墙膜式水冷壁4、右墙膜式水冷壁5组成的空腔进行换热；后经180转弯烟道进入第二回程102，由隔墙膜式水冷壁6、隔墙膜式水冷壁7、左墙膜式水冷壁4、右墙膜式水冷壁5组成的空腔进行换热；后经180转弯烟道进入第三回程103，由隔墙膜式水冷壁7、隔墙膜式水冷壁8、左墙膜式水冷壁4、右墙膜式水冷壁5组成的空腔进行换热；后经180转弯烟道进入第四回程104，由隔墙膜式水冷壁8、后墙膜式水冷壁9、左墙膜式水冷壁4、右墙膜式水冷壁5组成的空腔进行换热；后经过后部膜式水冷壁13组成的空腔，其中布置有第一蒸发管束段11、第二发管束段12等进行换热；后经烟气出口14、膨胀节15，烟气排出。

烟气中含尘，在经过余热锅炉的过程中通过自然沉降，进入落灰斗10，后经出渣机等设备输送。

锅炉水侧经过除氧器后的除氧水，首先经过第二发管束段12管内；后经过第一蒸发管束段11管内；后进入锅筒16；锅筒16内的水通过下降管18将锅筒16内的水分配到各个受热面的下集箱20；经过前墙水冷壁3、左墙水冷壁4、右墙水冷壁5、隔墙水冷壁6、隔墙水冷壁7、隔墙水冷壁8、后墙水冷壁9、后部水冷壁13换热；经各个受热面上集箱21，通过联通管17；进入锅筒16，产生满足要求的饱和蒸汽。

锅炉本体通过吊杆18整体吊挂，重量作用在钢架19上，即整个余热回收装置采用悬吊结构，膜式水冷壁外设有刚性梁，整个膜式水冷壁组成刚性吊箍式结构，水冷壁本身及其所属炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶梁上，并可以向下自由膨胀。

本实用新型的余热回收装置可用于回收回转窑废气中的余热，装置采用定压运行，在提高余热回收装置热回收效率的同时，尽可能的生产更多的蒸汽；余热回收装置结构合理先进独创，本装置按额定负荷运行，同时可以满足变负荷需要；并且操作简单，维护方便，性能稳定，能确保长期、可靠、高效、经济运行。

Claims (9)

1.一种新型尾增对流余热回收装置，包括热回收装置本体和锅筒，其特征在于：所述的热回收装置本体包括内壁为膜式水冷壁的辐射换热空腔和蒸发换热空腔，所述的辐射换热空腔内部由膜式水冷壁隔成四回程的辐射段烟气流通通道，辐射段烟气流通通道末端与蒸发换热空腔连通，所述蒸发换热空腔内部设置有两组对流形式的换热面，其末端为烟气出口，所述膜式水冷壁及换热面与锅筒连接，用于通入水与高温烟气进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的热回收装置本体内部依高温烟气流通方向依次设置有烟气进口、第一回程、第二回程、第三回程、第四回程、蒸发换热空腔和烟气出口，第一回程和第二回程之间由下部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，第二回程和第三回程之间由上部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，第三回程和第四回程之间由下部留有通道的隔墙膜式水冷壁隔开，高温烟气在上述通道处均进行180°转弯进入下一个回程。

3.根据权利要求2所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述第一回程、第二回程、第三回程、第四回程组成四回程的辐射段烟气流通通道，烟气进口、辐射段烟气流通通道、蒸发换热空腔和烟气出口形成整体的烟气流通通道。

4.根据权利要求2或3所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的烟气进口和烟气出口处设置有膨胀节，高温烟气经入口处膨胀节后由所述烟气进口由上至下进入烟气流通通道，并通过出口处膨胀节后由所述烟气出口排出。

5.根据权利要求1所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的两组对流形式的换热面由两组蒸发管束组成，两组蒸发管束形成拉稀形式的凝渣管束换热面。

6.根据权利要求1所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的四回程的辐射段烟气流通通道的底部以及蒸发换热空腔的底部均设置有落灰斗。

7.根据权利要求1或2所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的膜式水冷壁上等间距设置有水冷管，膜式水冷壁下部设置有下集箱，用于将水平均地导入水冷管内，膜式水冷壁上部设置有上集箱，用于收集水冷管上升的汽水混合物并导入上部锅筒。

8.根据权利要求7所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的锅筒通过集中下降管与膜式水冷壁底部下集箱连接，用于将锅筒内的水平均的导入膜式水冷壁的水冷管并与烟气通道内高温烟气进行热交换，膜式水冷壁上部通过上集箱和导气管与锅筒连接，用于将吸热后的汽水混合物导入锅筒进行汽水分离。

9.根据权利要求1所述的一种新型尾增对流余热回收装置，其特征在于：所述的热回收装置本体采用悬吊结构，锅筒设置在热回收装置本体上部，热回收装置本体通过吊杆整体吊挂在钢架上。

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