CN220817876U - 一种回收烟气余热的供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回收烟气余热的供暖系统。包括烟气集热装置，在烟气集热装置内设置有烟气通道，在烟气通道内设置有换热管组件，还包括在烟气集热装置内设置的多组清理刷辊和用于带动多组清理刷辊旋转的旋转驱动组件；在换热管组件的出口连接有介质循环泵和换热装置，换热装置与采暖单元相连接；还包括在换热装置和采暖单元之间连接的除污器和采暖循环泵；换热装置的一次侧入口与换热管组件的出口相连接、一次侧出口与换热管组件的入口相连接；换热装置的二次侧出口与采暖单元的入口相连接、二次侧入口与采暖单元的出口相连接。本实用新型可稳定高效的回收烟气中的热量，并进行供暖操作，节约了能源且避免了对周围环境的影响。

Description

一种回收烟气余热的供暖系统

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，尤其涉及一种回收烟气余热的供暖系统。

背景技术

在焦化、冶金、石油等领域的生产过程中排放的废气中都含有大量余热，如果不能将余热进行回收利用而直接排放，不仅会污染环境而且浪费大量热能，造成能源的浪费，因此，烟气余热利用是节能减排的重要途径之一，而人们在对余热进行回收时一般会将其用作供暖或者热水。

回收烟气余热的供暖系统主要包括烟气余热回收装置和供暖管路，其中，烟气余热回收装置主要包括设置有烟气通道的壳体，在烟气通道内设置有换热装置，在换热装置内通入水进而与流经烟气通道的烟气进行热交换；换热装置与采暖单元相连接，进而将吸收烟气热量的水导入采暖单元，同时将自采暖单元流出的水导入换热装置中继续进行热交换。

但是上述的烟气余热回收装置结构比较简单，回收效率比较低，且回收系统不稳定，难以满足正常的供暖需求；另外，烟气在烟气通道内部流动时，烟气中的杂质会容易吸附在换热装置的外周壁上，影响热量传递的速率，随着换热装置上吸附的杂质的增多，会进一步降低余热的回收效率。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种热量回收效率高且供热稳定的回收烟气余热的供暖系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种回收烟气余热的供暖系统包括烟气集热装置，在烟气集热装置内设置有烟气通道，在烟气通道内设置有换热管组件，还包括在烟气集热装置内设置的多组清理刷辊，用于清理换热管组件，还包括用于带动多组清理刷辊旋转的旋转驱动组件；在换热管组件的出口连接有介质循环泵和换热装置，换热装置与采暖单元相连接；还包括在换热装置和采暖单元之间连接的除污器和采暖循环泵；换热装置的一次侧入口与换热管组件的出口相连接、一次侧出口与换热管组件的入口相连接，形成封闭的循环回路；换热装置的二次侧出口与采暖单元的入口相连接、二次侧入口与采暖单元的出口相连接，形成封闭的循环回路。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种回收烟气余热的供暖系统，通过设置烟气集热装置配合换热装置，可对烟气中的余热进行回收操作；通过设置介质循环泵，可使换热管组件内冲入的换热介质在换热管组件和换热装置的一次侧之间进行循环，进而持续的回收流经烟气集热装置的烟气中蕴含的热量，以待后续的使用；通过设置采暖循环泵，可带动采暖单元中的部分供暖水在换热装置的二次侧和采暖单元之间循环，供暖水在流经换热装置时与换热装置中的换热介质进行热量交换，在采暖循环泵的作用下，吸收了热量的供暖水流入采暖单元参与供暖，供暖水路稳定，可稳定高效的回收烟气中的热量并进行供暖操作，节约了能源，避免资源浪费的同时也避免了对周围环境的影响；通过设置多组清理刷辊和旋转驱动组件，可驱动多组清理刷辊旋转，进而定期对换热管组件的外壁进行清理操作，避免换热管组件的外壁附着大量的烟尘颗粒而影响换热管组件的换热效率，进一步的提高了换热管组件的热量采集效率。

优选地：烟气集热装置包括两端呈敞口状的换热箱体，在换热箱体的两个敞口端分别对接安装有进气风罩和出气风罩，进气风罩、换热箱体和出气风罩的内腔构成烟气通道；在进气风罩上开设有主进气口和旁支进气口，在出气风罩上开设有主出气口和旁支出气口，在旁支进气口和旁支出气口之间连接有旁支管路，在旁支管路内设置有旁支烟气风阀；在进气风罩和换热箱体的对接处安装有主烟气风阀。

优选地：换热管组件包括相对设置的第一孔板和第二孔板，在第一孔板和第二孔板之间设置有并列设置的多组介质热管；介质热管的两个端口分别密封穿设在第一孔板和第二孔板上对应的通孔内；在第一孔板和第二孔板的外侧面上均固接有多组密封安装壳，相邻的两组介质热管通过孔板上开设的通孔和密封安装壳相连通，形成往返式蛇形结构的通路；在通路的入口处连接有介质进液管、出口处连接有介质出液管。

优选地：旋转驱动组件包括在相连的两组清理刷辊之间安装的传动副，还包括减速电机，在减速电机的输出轴和位于边缘的一个清理刷辊的端部之间安装有驱动副。

优选地：换热装置包括并联连接的多组换热器，各个换热器的一次侧入口均通过介质循环泵与介质出液管相连接，各个换热器的一次侧出口汇流后与介质进液管相连接。

优选地：还包括自来水补给装置，用于向换热装置的二次侧进行补水操作。

优选地：自来水补给装置包括补水水箱和软化水装置，软化水装置的进水口通过管路与自来水源相连接，软化水装置的出水口通过管路与补水水箱的进水口相连接；还包括与补水水箱的出水口相连接的补水泵，补水泵的出水口与换热装置的二次侧入口相连接。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中的烟气集热装置的剖视结构示意图；

图3是本实用新型中的换热管组件的立体结构示意图；

图4是本实用新型中的旋转驱动组件的结构示意图。

图中：1、烟气集热装置；1-1、主进气口；1-2、旁支进气口；1-3、主烟气风阀；1-4、换热箱体；1-5、换热管组件；1-5-1、介质进液管；1-5-2、介质出液管；1-5-3、密封安装壳；1-5-4、第一孔板；1-5-5、介质热管；1-5-6、第二孔板；1-5-7、换热翅片；1-6、清理刷辊；1-7、进气风罩；1-8、旁支管路；1-9、旋转驱动组件；1-9-1、减速电机；1-9-2、主动带轮；1-9-3、传动皮带；1-9-4、从动带轮；1-10、旁支烟气风阀；1-11、出气风罩；1-12、主出气口；1-13、旁支出气口；2、介质循环泵；3、换热器；4、采暖单元；5、除污器；6、采暖循环泵；7、补水泵；8、补水水箱；9、软化水装置。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1和图2，本实用新型的回收烟气余热的供暖系统包括烟气集热装置1，在烟气集热装置1内设置有烟气通道，在烟气通道内设置有换热管组件1-5，在换热管组件1-5的出口连接有介质循环泵2和换热装置，换热装置与采暖单元4的总管路相连接；还包括在换热装置和采暖单元4之间连接的除污器5和采暖循环泵6。

其中，换热装置的一次侧入口与换热管组件1-5的出口相连接，换热装置的一次侧出口与换热管组件1-5的入口相连接，进而形成封闭的循环回路。换热装置的二次侧出口与采暖单元4的入口相连接，换热装置的二次侧入口与采暖单元4的出口相连接，形成封闭的循环回路。其中，上述的除污器5和采暖循环泵6安装在换热装置的二次侧入口与采暖单元4的出口之间。另外，除污器5为并联设置的两组，以实现一用一备用；同样，采暖循环泵6为并联设置的两组，以实现一用一备用。介质循环泵2为并联设置的两组加压泵体，以实现一用一备用。

如图1所示，在本实施例中，换热装置包括并联连接的多组换热器3，其中换热器3可采用板式换热器。各个换热器3的一次侧入口均通过介质循环泵2与介质出液管1-5-2相连接，各个换热器3的一次侧出口汇流后与介质进液管1-5-1相连接。

本实施例还包括自来水补给装置，用于向换热装置的二次侧进行补水操作。如图1所示，自来水补给装置包括补水水箱8和软化水装置9，软化水装置9的进水口通过管路与自来水源相连接，软化水装置9的出水口通过管路与补水水箱8的进水口相连接；还包括与补水水箱8的出水口相连接的补水泵7，补水泵7的出水口与换热装置的二次侧入口相连接。其中，补水水箱8用于对自来水进行存储，软化水装置9用于对自来水进行软化处理，去除自来水中的含有的离子，进而软化水质。软化水装置9采用现有技术，广泛应用于锅炉系统，热交换系统、工业制冷系统、中央空调系统以及其他用水设备系统中，在此不赘述。

在实际的工作过程中，本实施例与常规供热系统一起连接到采暖单元4的供暖总管路中，供暖总管路通入到各个采暖用户中。

进一步参见图2，在本实施中，烟气集热装置1包括两端呈敞口状的换热箱体1-4，在换热箱体1-4的两个敞口端分别对接安装有进气风罩1-7和出气风罩1-11，进气风罩1-7、换热箱体1-4和出气风罩1-11的内腔构成可供沿其流通的烟气通道。换热管组件1-5设置在换热箱体1-4的内腔。其中，换热箱体1-4为方形结构，进气风罩1-7和出气风罩1-11为方锥体结构。

在进气风罩1-7上开设有主进气口1-1和旁支进气口1-2，在出气风罩1-11上开设有主出气口1-12和旁支出气口1-13，在旁支进气口1-2和旁支出气口1-13之间连接有旁支管路1-8，在旁支管路1-8内设置有旁支烟气风阀1-10；在进气风罩1-7和换热箱体1-4的对接处安装有主烟气风阀1-3。其中，主烟气风阀1-3和旁支烟气风阀1-10的开度能够进行自由调节。在实际的工作过程中，采暖季时关闭旁支烟气风阀1-10，开启主烟气风阀1-3，使得烟气余热能够最大程度得以回收，非采暖季时，开启旁支烟气风阀1-10，关闭主烟气风阀1-3以降低烟气系统的阻力

进一步参见图3，在本实施例中，换热管组件1-5包括相对设置的第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6，第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6上均开设有相对设的多组通孔，第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6分别与换热箱体1-4的两个相对侧壁相连接。在第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6之间安装有并列设置的多组介质热管1-5-5，介质热管1-5-5的两个端口分别密封穿设在第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6上对应的通孔内。为了进一步的提高换热管组件1-5的换热效率，在各个介质热管1-5-5的外周壁上均安装有沿其轴向分布的换热翅片1-5-7。

在第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6的外侧面上均固接有多组密封安装壳1-5-3，相邻的两组介质热管1-5-5通过孔板上开设的通孔和密封安装壳1-5-3相连通，形成往返式蛇形结构的通路；在上述通路的入口处连接有介质进液管1-5-1、出口处连接有介质出液管1-5-2。在换热管组件1-5和各个换热器3的一次侧之间构成的封闭通路中流通有换热介质。

为了对换热管组件1-5进行清理，避免介质热管1-5-5上附着大量的颗粒状杂质，烟气集热装置1还包括在烟气集热装置1内设置的多组清理刷辊1-6，用于清理换热管组件1-5，各个清理刷辊1-6分别位于相邻的两组介质热管1-5-5之间，各个清理刷辊1-6的两端分别通过滚动轴承与第一孔板1-5-4和第二孔板1-5-6转动连接。烟气集热装置1还包括用于带动多组清理刷辊1-6旋转的旋转驱动组件1-9。如图4所示，旋转驱动组件1-9包括在相连的两组清理刷辊1-6之间安装的传动副，还包括减速电机1-9-1，在减速电机1-9-1的输出轴和位于边缘的一个清理刷辊1-6的端部之间安装有驱动副。

传动副采用带轮传动副，包括分别在相邻的两组清理刷辊1-6的端部键连接的从动带轮1-9-4，在两组从动带轮1-9-4之间传动连接有传动皮带1-9-3；驱动副包括在减速电机1-9-1的输出轴上键连接的主动带轮1-9-2，还包括在位于边缘的清理刷辊1-6的端部键连接的随动带轮，在主动带轮1-9-2和随动带轮之间传动连接有呈闭合状态的皮带。

工作原理：

在工作过程中，高温烟气自烟气集热装置1的主进气口1-1进入烟气通道内与换热管组件1-5进行热量交换，换热完毕后从主出气口1-12排出，在换热管组件1-5内注入换热介质，通过介质循环泵2使得换热介质在换热管组件1-5和各个换热器3的一次侧之间进行循环；

在由各个采暖用户构成的采暖单元4内冲入供暖水，在采暖循环泵6的作用下，部分供暖水在各个换热器3的二次侧和采暖单元4之间进行循环，进而与流经各个换热器3的一次侧内的换热介质进行热交换，以实现采集高温沿其中的热量进行供暖的目的；通过设置的除污器5，可对回流至各个换热器3的二次侧内的供暖水记性除污操作；

通过设置软化水装置9、补水水箱8和补水泵7构成自来水补给装置，用于向各个换热器3的二次侧进行补水操作，以弥补在进行供暖过程中缺少的供暖水；工作后，定期启动旋转驱动组件1-9中的减速电机1-9-1，带动各个清理刷辊1-6进行旋转，进而对换热管组件1-5中的介质热管1-5-5进行清理操作，避免介质热管1-5-5上附着大量烟气中的烟尘颗粒影响介质热管1-5-5的换热效率；

另外，采暖季时关闭旁支管路1-8中的旁支烟气风阀1-10，开启主烟气风阀1-3，使流经烟气集热装置1的烟气余热能最大限度的得以回收；非采暖季时，开启旁支管路1-8中的旁支烟气风阀1-10，关闭主烟气风阀1-3降低烟气系统阻力。

Claims (7)

1.一种回收烟气余热的供暖系统，其特征是：包括烟气集热装置(1)，在烟气集热装置(1)内设置有烟气通道，在烟气通道内设置有换热管组件(1-5)，还包括在烟气集热装置(1)内设置的多组清理刷辊(1-6)，用于清理换热管组件(1-5)，还包括用于带动多组清理刷辊(1-6)旋转的旋转驱动组件(1-9)；在换热管组件(1-5)的出口连接有介质循环泵(2)和换热装置，换热装置与采暖单元(4)相连接；还包括在换热装置和采暖单元(4)之间连接的除污器(5)和采暖循环泵(6)；换热装置的一次侧入口与换热管组件(1-5)的出口相连接、一次侧出口与换热管组件(1-5)的入口相连接，形成封闭的循环回路；换热装置的二次侧出口与采暖单元(4)的入口相连接、二次侧入口与采暖单元(4)的出口相连接，形成封闭的循环回路。

2.如权利要求1所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：烟气集热装置(1)包括两端呈敞口状的换热箱体(1-4)，在换热箱体(1-4)的两个敞口端分别对接安装有进气风罩(1-7)和出气风罩(1-11)，进气风罩(1-7)、换热箱体(1-4)和出气风罩(1-11)的内腔构成烟气通道；在进气风罩(1-7)上开设有主进气口(1-1)和旁支进气口(1-2)，在出气风罩(1-11)上开设有主出气口(1-12)和旁支出气口(1-13)，在旁支进气口(1-2)和旁支出气口(1-13)之间连接有旁支管路(1-8)，在旁支管路(1-8)内设置有旁支烟气风阀(1-10)；在进气风罩(1-7)和换热箱体(1-4)的对接处安装有主烟气风阀(1-3)。

3.如权利要求2所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：换热管组件(1-5)包括相对设置的第一孔板(1-5-4)和第二孔板(1-5-6)，在第一孔板(1-5-4)和第二孔板(1-5-6)之间设置有并列设置的多组介质热管(1-5-5)；介质热管(1-5-5)的两个端口分别密封穿设在第一孔板(1-5-4)和第二孔板(1-5-6)上对应的通孔内；在第一孔板(1-5-4)和第二孔板(1-5-6)的外侧面上均固接有多组密封安装壳(1-5-3)，相邻的两组介质热管(1-5-5)通过孔板上开设的通孔和密封安装壳(1-5-3)相连通，形成往返式蛇形结构的通路；在通路的入口处连接有介质进液管(1-5-1)、出口处连接有介质出液管(1-5-2)。

4.如权利要求1所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：旋转驱动组件(1-9)包括在相连的两组清理刷辊(1-6)之间安装的传动副，还包括减速电机(1-9-1)，在减速电机(1-9-1)的输出轴和位于边缘的一个清理刷辊(1-6)的端部之间安装有驱动副。

5.如权利要求3所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：换热装置包括并联连接的多组换热器(3)，各个换热器(3)的一次侧入口均通过介质循环泵(2)与介质出液管(1-5-2)相连接，各个换热器(3)的一次侧出口汇流后与介质进液管(1-5-1)相连接。

6.如权利要求1所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：还包括自来水补给装置，用于向换热装置的二次侧进行补水操作。

7.如权利要求6所述的回收烟气余热的供暖系统，其特征是：自来水补给装置包括补水水箱(8)和软化水装置(9)，软化水装置(9)的进水口通过管路与自来水源相连接，软化水装置(9)的出水口通过管路与补水水箱(8)的进水口相连接；还包括与补水水箱(8)的出水口相连接的补水泵(7)，补水泵(7)的出水口与换热装置的二次侧入口相连接。