CN220230155U - 一种烟气回收螺旋翅片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟气回收螺旋翅片，该螺旋翅片的大体特征采用传统设计，即包括管路和阵列安装于所述管路外部的翅片；所述翅片的外表面均匀开设有用于浮动湍流的风道部；所述翅片通过连接部与所述管路连接；本实用新型提供的螺旋翅片采用了特殊设计的风道部结构，具备了如下技术优点：(1)提高了传热系数：风道部结构可以增加翅片的表面积和翅片与流体的接触面积，从而提高了热传导效率。(2)减小了热阻：风道部结构可以使流体流动更加紊乱，从而增加了流体的热扩散和对翅片的传热，减小了热阻。(3)增强了翅片的强度：风道部结构可以增加翅片的表面积，从而增强了翅片的刚度和强度。

Description

一种烟气回收螺旋翅片

技术领域

本实用新型涉及废气余热锅炉技术领域，特别涉及一种烟气回收螺旋翅片。

背景技术

余热回收技术是指通过收集和利用工业生产过程中产生的废热，将其转化为可再利用的能量，以实现节能减排的目的。在锅炉烟气处理技术领域中，余热回收是一项非常重要的技术，其应用范围非常广泛。

在现代工业生产中，锅炉是非常重要的设备，用于产生蒸汽或热水，为各种工业过程提供所需的能量。在燃烧过程中，锅炉产生的烟气中含有大量的热能，如果不加以处理，这些热能将会成为废热而被浪费掉。因此，为了实现节能减排，减少能源消耗和环境污染，人们开始关注锅炉烟气中的余热回收技术。

目前，针对余热回收的技术主要有两种：一种是直接利用烟气中的余热，例如使用烟气换热器将烟气中的余热传递给水或其他流体，以产生蒸汽或热水；另一种是通过对烟气进行处理，例如使用废气余热锅炉，将烟气中的一部分热能通过烟气再燃技术转化为可再利用的热能。

余热回收技术的应用非常广泛，不仅可以用于工业锅炉的烟气处理，还可以用于各种其他的工业过程，例如电力生产、化工生产、钢铁生产等。通过余热回收技术，不仅可以减少能源消耗和环境污染，还可以降低生产成本，提高能源利用效率，为企业带来实实在在的经济效益。

因此，余热回收技术在现代工业生产中的必要性和重要性不言而喻。它不仅可以提高企业的经济效益，还可以保护环境和资源，实现可持续发展。

在上述技术中，现阶段最近的预热回收技术为废气余热锅炉技术：这是一种利用烟气中的余热，将其转化为可再利用的热能的技术。其原理是将部分废气通过燃烧再次加热，然后将加热后的烟气传递给水或其他流体，以产生蒸汽或热水。常见的废气余热锅炉有烟室余热锅炉、旋回余热锅炉、废气换热器、蓄热式余热锅炉等多种类型。

其中，就旋回余热锅炉而言，这是一种将废气中的余热通过废气旋回进行加热，将其转化为可再利用的热能的锅炉。其工作原理是将废气通过旋回室进行旋转，并与水或其他流体进行热交换，以产生蒸汽或热水；

旋回余热锅炉的结构特点主要包括：

(1)管束：管束是旋回余热锅炉中最重要的部件之一。它由许多直管或弯管组成，通常是采用钢管或不锈钢管制造而成。管束的设计和布置直接影响到余热回收的效率和热损失的大小。

(2)螺旋翅片：螺旋翅片是一种用于增加传热面积的特殊结构，常用于旋回余热锅炉中。它由一系列螺旋状的翅片组成，通过增加烟气与传热面之间的接触面积，提高了传热效率。

(3)烟道：烟道是烟气流动的通道，它连接了锅炉的各个部分，并将烟气引导到旋回余热锅炉中。在旋回余热锅炉中，烟道的设计和布置也是影响余热回收效率的重要因素。

(4)进出口法兰：进出口法兰用于连接旋回余热锅炉与其他设备，例如锅炉本体、换热器等。在选型时需要考虑管径、法兰尺寸等参数，以确保连接的牢固性和密封性。

(5)翻板阀：翻板阀用于控制旋回余热锅炉中流体的流动方向。它通常由阀体、阀板、轴承等部件组成，可以实现快速、可靠的流量调节和切换。

综上所述，旋回余热锅炉的结构特点主要包括管束、螺旋翅片、烟道、进出口法兰和翻板阀等组成部件。这些部件的选型和设计对于提高余热回收效率和保证设备安全运行具有重要意义。

其中，旋回余热锅炉的核心部件是螺旋翅片，这是一种用于增加传热面积的特殊结构，常用于各种换热设备中，如旋回余热锅炉、换热器等。它由一系列螺旋状的翅片组成，通过增加气体与传热面之间的接触面积，提高了传热效率。

发明人经长期研究实验与工作发现，当前螺旋翅片通常被安装在烟气侧的管子上，废气通过管子流过时，会与翅片表面接触，这时由于翅片表面积的增加，废气与管子表面的接触面积增大，从而提高了传热效率。因此，如果能够翅片的表面特征进行优化设计，则能够针对翅片表面接触面积、热传导效率进行进一步的优化提高，则能够针对现有的旋回余热锅炉、废气余热锅炉进行进一步的热传导与烟气回收效率的优化。

为此，提出一种烟气回收螺旋翅片。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种烟气回收螺旋翅片，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择；

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面

一种烟气回收螺旋翅片，该螺旋翅片的大体特征采用传统设计，即包括管路和阵列安装于所述管路外部的翅片；

其相较于传统设计的区别点在于：所述翅片的外表面均匀开设有用于浮动湍流的风道部；所述翅片通过连接部与所述管路连接。

在上述实施方式中：上述的翅片和管路均为联动的关系，其相互之间为直接配合模式，其具体的尺寸参数需根据实际生产需求按规格适配生产；

其中在一种实施方式中：所述翅片呈矩形或弧形。矩形或弧形的翅片可根据生产规格与批次决定，或是根据应用的具体旋回余热炉场地来决定；

其中在一种实施方式中：所述翅片通过连接部与所述管路可拆卸式连接。

在上述实施方式中：当需要清洗、更换或维修翅片时，可通过拆卸连接部，将翅片与管路分离，使工作更加方便快捷。减少生产成本：翅片与管路采用可拆卸式连接，可以减少生产成本。

其中在一种实施方式中：所述管路上下或左右排布两组以上阵列于所述翅片；每组所述管路之间呈交错布置。

在上述实施方式中：交错排列的管道可以让烟气在通道中多次反复穿梭，增加烟气与管道间的传热面积，提高传热效率。此外，这种设计还可以使得管道之间的间隔更大，减少了灰尘在管道间的沉积，减小了阻力和堵塞的风险，更易于清理和维护。

其中在一种实施方式中：所述的风道部为槽型、箭簇型或楔形中的一种或多种任意组合。

在上述实施方式中：在翅片四周均匀、紧密的开设若干个箭簇型的风道部，可以增加热交换表面积，风道部可以增加流体流动的湍流程度，从而增加传热系数。

在上述实施方式中：上述模式并不局限于此；作为优选的技术方案，其还可优选选型为：所述的风道部为箭簇型。

其中在一种实施方式中：所述翅片为铜合金、铝合金或不锈钢翅片，所述管路为铜合金、铝合金或不锈钢管路。这些材料具有良好的导热性和耐腐蚀性，可以在高温高压下保持结构的稳定性。不同的应用场合和使用要求可能需要采用不同的材料和材质组合。

第二方面

一种旋回余热炉，锅炉内采用上述特征的螺旋翅片。所述螺旋翅片可拆卸式连接于旋回余热炉的内侧壁；所述管路通过进出口法兰与所述旋回余热炉的烟道连通。

该旋回余热炉还包括如下特征：

(1)管束：管束是旋回余热锅炉中最重要的部件之一。它由许多直管或弯管组成，通常是采用钢管或不锈钢管制造而成。管束的设计和布置直接影响到余热回收的效率和热损失的大小。

(2)烟道：烟道是烟气流动的通道，它连接了锅炉的各个部分，并将烟气引导到旋回余热锅炉中。在旋回余热锅炉中，烟道的设计和布置也是影响余热回收效率的重要因素。

(3)进出口法兰：进出口法兰用于连接旋回余热锅炉与其他设备，例如锅炉本体、换热器等。在选型时需要考虑管径、法兰尺寸等参数，以确保连接的牢固性和密封性。

(4)翻板阀：翻板阀用于控制旋回余热锅炉中流体的流动方向。它通常由阀体、阀板、轴承等部件组成，可以实现快速、可靠的流量调节和切换。

第三方面

一种废气余热锅炉，采用如上述的旋回余热炉；其中，所述旋回余热炉通过管束联通所述废气余热锅炉的内腔；

在上述实施方式中，旋回余热炉作为一个独立的燃烧室，安装在废气余热锅炉的烟道中段位置。废气从锅炉燃烧后进入烟道，然后进入旋回余热炉，其中燃料(如天然气、燃油等)通过喷嘴喷入旋回余热炉中燃烧，产生高温燃烧气体，这些气体在旋回余热炉内呈螺旋状运动。废气在旋回余热炉中的高温燃烧气体的作用下，将烟气中的余热进一步吸收并回收，提高了废气余热锅炉的热效率。

旋回余热炉与废气余热锅炉之间采用管道联通，烟气从锅炉进入旋回余热炉，经过旋回余热炉内的管道，然后返回锅炉。在燃烧过程中，燃烧气体会在旋回余热炉中产生强烈的涡流，这种涡流能够增加烟气与燃烧气体之间的传热效率，从而实现更高效的余热回收。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的螺旋翅片采用了特殊设计的风道部结构，具备了如下技术优点：

(1)提高了传热系数：风道部结构可以增加翅片的表面积和翅片与流体的接触面积，从而提高了热传导效率。

(2)减小了热阻：风道部结构可以使流体流动更加紊乱，从而增加了流体的热扩散和对翅片的传热，减小了热阻。

(3)增强了翅片的强度：风道部结构可以增加翅片的表面积，从而增强了翅片的刚度和强度。

(4)方便清洁维护：翅片通过连接部与管路可拆卸式连接，可以方便地拆卸和清洗，从而维护翅片的清洁和传热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一视角立体结构示意图；

图2为本实用新型的另一视角立体结构示意图；

图3为本实用新型的翅片立体结构示意图；

图4为本实用新型的图3的A区放大视角立体结构示意图，

附图标记：1-翅片、101-连接部、102-风道部、2-管路。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制；

需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征；同时，所有的轴向描述例如X轴向、Y轴向、Z轴向、X轴向的一端、Y轴向的另一端或Z轴向的另一端等，均基于笛卡尔坐标系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在现有技术中，当前螺旋翅片通常被安装在烟气侧的管子上，废气通过管子流过时，会与翅片表面接触，这时由于翅片表面积的增加，废气与管子表面的接触面积增大，从而提高了传热效率。因此，如果能够翅片的表面特征进行优化设计，则能够针对翅片表面接触面积、热传导效率进行进一步的优化提高，则能够针对现有的旋回余热锅炉、废气余热锅炉进行进一步的热传导与烟气回收效率的优化；为此，请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案以解决上述技术问题：一种烟气回收螺旋翅片，该螺旋翅片的大体特征采用传统设计，即包括管路2和阵列安装于管路2外部的翅片1；

其相较于传统设计的区别点在于：翅片1的外表面均匀开设有用于浮动湍流的风道部102；翅片1通过连接部101与管路2连接。

在本方案中，上述的螺旋翅片为本具体实施方式提供的装置中的主体功能性机构；在上述机构的基础上，螺旋翅片可拆卸式连接于旋回余热炉的内侧壁；管路2通过进出口法兰与旋回余热炉的烟道连通。

具体的，旋回余热炉作为整体装置的基准支撑结构，为上述装置提供了针对外部环境配合的基础，并可适配外部工作人员对其进行保养、调节及相关零部件的装配等常规机械养护作业；

该旋回余热炉还包括如下特征：

(1)管束：管束是旋回余热锅炉中最重要的部件之一。它由许多直管或弯管组成，通常是采用钢管或不锈钢管制造而成。管束的设计和布置直接影响到余热回收的效率和热损失的大小。

(2)烟道：烟道是烟气流动的通道，它连接了锅炉的各个部分，并将烟气引导到旋回余热锅炉中。在旋回余热锅炉中，烟道的设计和布置也是影响余热回收效率的重要因素。

(3)进出口法兰：进出口法兰用于连接旋回余热锅炉与其他设备，例如锅炉本体、换热器等。在选型时需要考虑管径、法兰尺寸等参数，以确保连接的牢固性和密封性。

(4)翻板阀：翻板阀用于控制旋回余热锅炉中流体的流动方向。它通常由阀体、阀板、轴承等部件组成，可以实现快速、可靠的流量调节和切换。

在本方案中，上述的翅片1和管路2均为联动的关系，其相互之间为直接配合模式，其具体的尺寸参数需根据实际生产需求按规格适配生产；

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图3-4：翅片1呈矩形或弧形。矩形或弧形的翅片1可根据生产规格与批次决定，或是根据应用的具体旋回余热炉场地来决定；其中：

(1)矩形翅片1的特点和优点：

1.1矩形翅片比较容易制造和安装，生产成本相对较低。

1.2同规格下，矩形翅片的传热面积较大，因为它们的长和宽都比较大。

1.3矩形翅片的结构相对稳定，不易变形和破损。

(2)弧形翅片的特点和优点：

2.1弧形翅片具有流线型的外形，使得流体可以更加顺畅地通过翅片，减小了阻力，提高了传热效率。

2.2弧形翅片的边缘比较圆滑，不会产生锐利的边缘，减少了热辐射和热阻抗的影响。

2.3同规格下，弧形翅片通常比较薄，可以减少材料的使用，同时也减小了翅片的体积和重量，便于安装和维护。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图1-2：翅片1通过连接部101与管路2可拆卸式连接。

在本方案中，当需要清洗、更换或维修翅片1时，可通过拆卸连接部101，将翅片1与管路2分离，使工作更加方便快捷。减少生产成本：翅片1与管路2采用可拆卸式连接，可以减少生产成本。

具体的，在生产过程中，翅片1和管路2可以分开制造，而不需要一起制造，从而提高生产效率和降低生产成本。

优选的，翅片1和管路2分离后，可以更方便地进行运输，减少运输成本和运输过程中的损坏。在翅片1和管路2分离后，翅片1和管路2均可重复使用，从而减少资源浪费。通过可拆卸式连接，可以减少操作人员的安全风险，降低因翅片维护而导致的意外事故。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图1-4：管路2上下或左右排布两组以上阵列于翅片1；每组管路2之间呈交错布置。

传统的螺旋翅片的管道2是上下或左右平行排列的，这样只能利用翅片1两侧的传热面积；但是在本方案中，交错排列的管道2可以让烟气在通道中多次反复穿梭，增加烟气与管道2间的传热面积，提高传热效率。此外，这种设计还可以使得管道2之间的间隔更大，减少了灰尘在管道间的沉积，减小了阻力和堵塞的风险，更易于清理和维护。

在本申请一些具体实施方式中，请结合参阅图2-4：风道部102为槽型、箭簇型或楔形中的一种或多种任意组合。

在本方案中，在翅片1四周均匀、紧密的开设若干个箭簇型的风道部102，可以增加热交换表面积，风道部102可以增加流体流动的湍流程度，从而增加传热系数。

在本方案中，风道部102优选为为箭簇型。

在本方案中：翅片1为铜合金、铝合金或不锈钢翅片，管路2为铜合金、铝合金或不锈钢管路。这些材料具有良好的导热性和耐腐蚀性，可以在高温高压下保持结构的稳定性。不同的应用场合和使用要求可能需要采用不同的材料和材质组合。

在本方案中，当废气通过废气锅炉时，会带有一定的余热。这些余热如果没有被回收利用，就会浪费能源。在这种情况下，旋回余热炉可以将这些余热捕获并传递给需要加热的介质。

具体来说，旋回余热炉与废气锅炉相连接，燃烧室的废气会进入旋回余热炉的管路。管路上覆盖有螺旋翅片，翅片上的箭簇型风道结构能够增加管路的传热面积，加速废气的传热和冷却。随着废气通过翅片管路，管路和翅片将废气中的热量传递给旋回余热炉中的工质，工质在吸收热量后被加热。

加热后的工质可以用于提高工艺过程的温度或产生蒸汽驱动涡轮发电机等。这样旋回余热炉就能够通过利用废气中的余热提高整个系统的能效。

在本方案中，采用风道部102的设计，可提高翅片1的传热系数：风道部102结构可以增加翅片的表面积和翅片与流体的接触面积，从而提高了热传导效率。风道部102结构可以使流体流动更加紊乱，从而增加了流体的热扩散和对翅片的传热，减小了热阻。

在本方案中，为了证实风道部102的确具备上述优点，下文将引入相关计算并模拟一个使用场景，具体阐述其传热效率的优化：

示例性的：

当前有一个旋回余热炉，它采用了上述螺旋翅片组件；(下文所述的所有尺寸结构的参数，单位均为厘米)；

其中，翅片1长、高、厚分别为100、30和2，它的四周均匀、紧密的开设若干个箭簇型的风道结构，每个风道长、高和外凸长度为5、2、4；

设翅片1所处的流体是空气，流速为1m/s，温度为50℃，螺旋翅片1的材料是铜，翅片1的导热系数为400W/(m·K)，流体的导热系数为0.6W/(m·K)，流体的比热容为4.2kJ/(kg·K)，密度为1000kg/m³。

同时，设定箭簇型风道对传热系数的影响是一个乘法因子，可以将其系数设为1.2。根据这些参数，可以计算出翅片1的热传导效率，即翅片1的传热功率与热流量的比值。其中，翅片1的传热功率可以用下式计算：

q＝k·A·ΔT

其中，k是翅片1的导热系数，A是翅片1的传热面积，△是翅片1表面和流体之间的温度差。根据题目中的参数，可以得到：

q＝400·0.01·0.3·(50-25)＝180W

热流量可以用下式计算：

Q＝m·c_p·ΔT

其中，m是流体的质量流量，cp是流体的比热容，△是流体的入口和出口温度差。根据题目中的参数，可以得到：

Q＝ρ·A·v·c_p·ΔT＝1000·0.05·0.02·1·4.2·(50-25)＝210W

因此，翅片1的热传导效率为：

为了进一步对比，接下来将对比同尺寸规格下，传统螺旋翅片1和本具体实施方式提供的螺旋翅片1的热传导效率；

设箭簇型的风道结构是四周均匀、间距相等的排列，间距为1cm，箭簇宽度为0.5cm，高度为1cm。可以将其视为一系列等间距、等宽度的小管道，对整体的传热系数造成微小影响。为了简化计算，可以设定这些小管道的传热系数等同于翅片1的传热系数，同时设定箭簇型结构的总面积占比为10％，于是整体的传热系数可以按以下方式计算：

总传热系数＝(箭簇型结构面积占比×箭簇型结构内部传热系数+翅片传热系数×(1-箭簇型结构面积占比))

可以使用热传导公式来计算螺旋翅片1的热传导效率，设定传热系数h为1000W/(m^2K)，热扩散系数α为0.5×10^-5m^2/s，温度差为100K，翅片1长度L为0.1m，高度H为0.03m，厚度T为0.02m，箭簇型风道部102的长度l为0.05m，高度h_d为0.02m，外凸长度b为0.04m。

根据热传导公式，螺旋翅片1的传热率为：

其中，T1和T2分别为热源和热沉的温度，这里设定它们分别为373K和273K。对于箭簇型风道部102的影响，可以做如下简化处理：

将箭簇型风道部102看作是翅片1的表面积，这样就相当于增加了翅片1的传热面积；将箭簇型风道部102看作是一个孔隙介质，根据Darcy-Weisbach公式计算流阻损失。

根据这些设定，可以计算出箭簇型风道部102对螺旋翅片1传热效率的影响。设定风道的面积为Ad，流体的密度为ρ，流体的动力粘度为μ，流速为v，则Darcy-Weisbach公式可以写成：

其中，△为压力降，f为摩擦系数，D为风道的等效直径。风道的形状为箭簇型，等效直径可以近似为hd。根据几何关系，箭簇型风道的面积可以计算为：

其中，hh为箭头部分的高度，为0.01m。流速可以根据质量流量和密度计算得出，设定流体为空气，密度为1.2kg/m^3，质量流量为0.1kg/s，流速为：

其中，ρ为流体密度，A为风道横截面积，箭头高度hh为0.01m，风道宽度w为0.05m。根据折算导热系数的定义，可以计算箭簇型风道对热传导的影响：

其中，k为翅片1材料的导热系数，As为翅片1表面积，s为翅片1厚度。根据翅片1的几何形状，可以得到翅片1表面积为：

A_s＝2Lh+Lw＝2×0.3×1+0.3×0.1＝0.72m²

综上所述，翅片1的折算导热系数为：

因此，在这种情况下，加入箭簇型风道部102后，翅片1的折算导热系数约为3780W/(m^2K)。

随后，通过比较螺旋翅片1表面积和无翅片1情况下的表面积来计算热传导效率。设定螺旋翅片1的表面积为Asp，无翅片1情况下的表面积为Anop，则热传导效率为：

其中，△为热传导过程中的温度差，k为热传导系数，Qsp和Qnop分别为有翅片1和无翅片1情况下的热传导量。

因此，需要计算出螺旋翅片1和无翅片1情况下的表面积Asp和Anop，然后将它们代入上式即可计算出热传导效率。

根据上述计算，螺旋翅片1的总表面积为：

As＝2π×0.1×1＝0.628m²

其中r为螺旋翅片1的半径，l为螺旋翅片1的长度。

螺旋翅片1的传热率为:

q″＝h(T_s-T_∞)

其中h为传热系数，Ts为螺旋翅片1表面温度，T无穷大为流体的远场温度。

根据热传导定律，螺旋翅片1的传热率也可以表示为:

其中k为螺旋翅片1材料的热导率，△为螺旋翅片1的温度差，dh为螺旋翅片1的当地等效直径。

螺旋翅片1的材料为铝合金，热导率k约为200W/(m\cdotK)。此外，设螺旋翅片1表面温度为80^\circC，远场温度为20^\circC，则有：

其中，等效直径dh可以根据螺旋翅片1的结构和几何形状计算得到，设定为0.00725m。

因此，螺旋翅片1的热传导效率为：

其中，cp为空气的定压比热容，取值为1004J/(kg\cdotK)，LMTD为热力学平均温差，设定为40^\circC。因此，若采用以上参数，螺旋翅片1的热传导效率约为0.697，即能将69.7％的热量传导到流体中。

在上述中，69.7％是不带箭簇型风道的螺旋翅片1的热传导效率；箭簇型风道部102可以增加流体与翅片1表面的接触面积，进而提高传热效率，但同时也增加了流体的阻力，影响流体的流动。如果要计算加入箭簇型风道后的热传导效率，需要对箭簇型风道的结构和流体流动情况进行更详细的分析和计算。虽然前文已经得到了带箭簇型风道的螺旋翅片1的热传导效率约为86％，但是为了进一步证实，下文将进一步计算：

采用相同的方法估算箭簇型风道102的热传导效率。根据热传导定律，单位时间内热量的传导量与热阻成反比，所以箭簇型风道102的热传导效率可以用以下公式来估算：

其中，ηair为空气的热传导效率，可以根据空气的平均温度和压强来估算；Lair为空气层的厚度，可以根据风道的几何尺寸来估算；kair为空气的热导率，可以根据空气的平均温度和压强来估算；Aarrow为箭簇型风道的有效传热面积，可以根据箭簇型风道的几何尺寸来估算；Lsolid为箭簇型风道固体壁的厚度，可以根据箭簇型风道的制造工艺和材料来估算；ksolid为箭簇型风道固体壁材料的热导率，可以根据材料的性质来估算。具体来说：

(1)根据箭簇型风道的几何尺寸，计算出箭簇型风道的有效传热面积Aarrow和空气层的厚度Lair。

(2)估算空气的热导率kair。一般情况下，空气的热导率随温度和压强的变化而变化，因此需要根据实际情况进行估算。在大气压下，温度在20℃左右的干空气的热导率约为0.026W/(m·K)。

(3)估算箭簇型风道固体壁的厚度Lsolid和材料的热导率ksolid。一般情况下，这些参数是现有的参数化数值。例如，对于铜材料，其热导率约为400W/(m·K)。

(4)根据空气的平均温度和压强，估算空气的热传导效率etaair。在大气压下，温度在20℃左右的干空气

根据热传导的基本公式，热传导率Q可以表示为：

其中，△为热传导时的温度差，α为热传导系数，A为热传导面积。在箭簇型风道中，可以估算热传导面积为箭头侧面积的总和，即：

其中，l为箭头长度，w为箭头宽度，h_w为箭尾部分的高度。设定箭头长度l为0.05m，箭头宽度w为0.02m，箭尾高度h_w为0.01m，则有：

A_arrow＝0.0676m²

根据空气的平均温度和压强，估算空气的热传导系数αair。在大气压下，温度在20℃左右的干空气的热传导系数约为0.026W/(m·K)。

因此，箭簇型风道的热传导率Qarrow可以估算为：

热源与翅片1的温度差为20℃，则有：

因此，就箭簇型风道102本身的热传导效率为：

将20.3％与69.7％相加(20.3％是箭簇型风道102本身的热传导效率，69.7％是翅片1不含箭簇型风道102的热传导率，也是同规格下不采用箭簇型风道102的传统翅片1的热传导率)，即可得到与最先计算的结果相近的86％，证实了加设风道部102后的翅片1具备对热传导效率优化的特性。

相差的3％的误差，可能是因为材料的特性、空气的压强与流体相关的参数涉及到更复杂的因素所带来的误差项系数，但总体而言，采用了该风道部102的设计，可以对传统的热传导效率优化提高约三分之一的效果，其实用性不言而喻。

在本方案中，将上述旋回余热炉应用到废气余热锅炉时，旋回余热炉通过管束联通废气余热锅炉的内腔；

在上述实施方式中，旋回余热炉作为一个独立的燃烧室，安装在废气余热锅炉的烟道中段位置。废气从锅炉燃烧后进入烟道，然后进入旋回余热炉，其中燃料(如天然气、燃油等)通过喷嘴喷入旋回余热炉中燃烧，产生高温燃烧气体，这些气体在旋回余热炉内呈螺旋状运动。废气在旋回余热炉中的高温燃烧气体的作用下，将烟气中的余热进一步吸收并回收，提高了废气余热锅炉的热效率。

旋回余热炉与废气余热锅炉之间采用管道联通，烟气从锅炉进入旋回余热炉，经过旋回余热炉内的管道，然后返回锅炉。在燃烧过程中，燃烧气体会在旋回余热炉中产生强烈的涡流，这种涡流能够增加烟气与燃烧气体之间的传热效率，从而实现更高效的余热回收。

以上所述具体实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述具体实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

实施例

为使本发明的上述具体实施方式更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的示例性的说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的实施例的限制。

本实施例基于上述具体实施方式中描述的相关原理，其中示例性应用时：

S1、将螺旋翅片安装到旋回余热炉中；

S2、将旋回余热炉安装到废气余热锅炉中，作为一个独立的燃烧室；

S3、螺旋翅片依靠翅片1及风道部102实现对热传导效率的优化，气在旋回余热炉中的高温燃烧气体的作用下，将烟气中的余热进一步吸收并回收，提高了废气余热锅炉的热效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的相关实际应用的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种烟气回收螺旋翅片，包括管路(2)和阵列安装于所述管路(2)外部的翅片(1)，其特征在于：所述翅片(1)的外表面均匀开设有用于浮动湍流的风道部(102)；

所述翅片(1)通过连接部(101)与所述管路(2)连接。

2.根据权利要求1所述的螺旋翅片，其特征在于：所述翅片(1)呈矩形或弧形。

3.根据权利要求2所述的螺旋翅片，其特征在于：所述翅片(1)通过连接部(101)与所述管路(2)可拆卸式连接。

4.根据权利要求2所述的螺旋翅片，其特征在于：所述管路(2)上下或左右排布两组以上阵列于所述翅片(1)；

每组所述管路(2)之间呈交错布置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的螺旋翅片，其特征在于：所述的风道部(102)为槽型、箭簇型或楔形中的一种或多种任意组合。

6.根据权利要求5所述的螺旋翅片，其特征在于：所述的风道部(102)为箭簇型。

7.根据权利要求6所述的螺旋翅片，其特征在于：所述翅片(1)为铜合金、铝合金或不锈钢翅片，所述管路(2)为铜合金、铝合金或不锈钢管路。