CN220818640U - 换热装置和锅炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热装置和锅炉系统。换热装置用于锅炉烟道，锅炉烟道包括第一烟道和第二烟道，换热装置包括罩体和换热单元，罩体围合并形成换热空间，第一烟道和第二烟道分别穿设换热空间，换热单元的至少部分位于换热空间内，换热单元用于在换热空间内换热。上述换热装置，通过设置罩体围合形成换热空间，从第一烟道排出的烟气会在流入第二烟道前与换热单元换热，使得烟气在进入第二烟道时的温度降低，有利于合理调整烟气温度，在后续对烟气进行余热回收时能满足安全生产的需求，也能满足余热回收时的换热效率。

Description

换热装置和锅炉系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，特别涉及一种换热装置和锅炉系统。

背景技术

在相关技术中，锅炉(如冶炼炉)的出口烟气温度很高，一般地，烟气温度可以在1350℃～1450℃之间波动。并且，部分锅炉具有特定的工作特性，会导致烟气中混有部分能够产生二次燃烧的物质(如碎媒)，从而会加重对烟气进行余热回收的水冷壁管的工作负担，容易使得水冷壁管的局部温度过高而导致管壁变形甚至爆管。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换热装置和锅炉系统以解决上述存在的至少一个技术问题。

本实用新型的一种换热装置，用于锅炉烟道，所述锅炉烟道包括第一烟道和第二烟道，所述换热装置包括：

罩体，所述罩体围合并形成换热空间，所述第一烟道和所述第二烟道分别穿设所述换热空间；和

换热单元，所述换热单元的至少部分位于所述换热空间内，所述换热单元用于在所述换热空间内换热。

上述换热装置，通过设置罩体围合形成换热空间，从第一烟道排出的烟气会在流入第二烟道前与换热单元换热，使得烟气在进入第二烟道时的温度降低，有利于合理调整烟气温度，在后续对烟气进行余热回收时能满足安全生产的需求，也能满足余热回收时的换热效率。

在某些实施方式中，所述换热单元的至少部分在所述换热空间内贴合所述第一烟道的外侧壁设置。如此，可以通过烟道进行热传导，从而能够提高换热单元的换热效率。

在某些实施方式中，所述第一烟道在所述罩体的周侧侧面穿设所述换热空间，所述第二烟道在所述罩体的顶部穿设所述换热空间。如此，能够增加烟气在第一烟道和第二烟道之间的滞留时长，从而能够充分换热。

在某些实施方式中，所述换热单元包括：

换热管，所述换热管的至少部分设置在所述换热空间内，所述换热管的两端穿设所述罩体；和

泵体，所述换热管连通所述泵体，所述泵体用于向所述换热管内泵入换热流体。如此，有利于实现换热单元的换热降温的效果。

在某些实施方式中，所述换热管在所述换热空间内弯折排布。如此，有利于增加降温单元的换热效率。

在某些实施方式中，所述换热装置包括：

密封件，所述密封件用于密封所述罩体的通孔，所述换热管通过所述通孔穿设所述罩体。如此，可避免烟气或空气泄漏而产生不必要的影响。

在某些实施方式中，所述换热装置包括：

挡烟件，所述挡烟件位于所述换热空间内，所述挡烟件设置在所述第一烟道和所述第二烟道之间并围合形成转接烟道，以使得所述第一烟道通过所述转接烟道连通所述第二烟道。如此，可降低烟气在罩体内向外泄漏的可能性。

在某些实施方式中，所述换热装置包括：

固定件，所述第二烟道在所述罩体的顶部连通所述换热空间，所述罩体配置为能够沿上下方向调整与所述第二烟道的相对位置，所述固定件用于将所述罩体固定连接至所述第二烟道。如此，可以方便第一烟道和罩体的对接调整。

在某些实施方式中，所述锅炉烟道用于锅炉系统，所述第一烟道为所述锅炉系统的排烟管的至少部分，所述第二烟道为所述锅炉系统的余热回收管的至少部分。

本实用新型的一种锅炉系统包括第一炉体、第二炉体和上述任意一个实施方式的换热装置。

上述锅炉系统，通过设置罩体围合形成换热空间，从第一烟道排出的烟气会在流入第二烟道前与换热单元换热，使得烟气在进入第二烟道时的温度降低，有利于合理调整烟气温度，在后续对烟气进行余热回收时能满足安全生产的需求，也能满足余热回收时的换热效率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的锅炉系统的部分结构示意图；

图2是本实用新型实施方式的换热装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式的换热单元的结构示意图。

主要标号说明：

换热装置100、锅炉系统200；

罩体110、换热空间111、通孔112、换热单元120、换热管121、泵体122、密封件130、挡烟件140、转接烟道141、固定件150；

第一烟道201、第二烟道202、第一炉体203、第二炉体204。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，部分公开的内容已在附图中相应示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的内容是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，公开了许多不同的内容或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

在相关技术中，锅炉(如冶炼炉)的出口烟气温度很高，一般地，烟气温度可以在1350℃～1450℃之间波动。并且，部分锅炉具有特定的工作特性，会导致烟气中混有部分能够产生二次燃烧的物质(如碎媒)，从而会加重对烟气进行余热回收的水冷壁管的工作负担，容易使得水冷壁管的局部温度过高而导致管壁变形甚至爆管。

请参考图1和图2，本实用新型的一种换热装置100用于锅炉烟道，锅炉烟道可以包括第一烟道201和第二烟道202。

换热装置100可以包括罩体110和换热单元120。罩体110可以围合并形成换热空间111。第一烟道201和第二烟道202可以分别穿设换热空间111。换热单元120的至少部分可以位于换热空间111内。换热单元120可以用于在换热空间111内换热。

锅炉烟道可以为锅炉系统200的一部分。在图1中，A1方向可以表示锅炉系统200的底侧方向，A2方向可以表示锅炉系统200的顶侧方向。锅炉系统200可以包括第一炉体203和第二炉体204，A3方向可以表示水平方向。

第一烟道201的一端可以连通第一炉体203，第一烟道201的另一端则可以连通罩体110内的换热空间111。第二烟道202的一端可以连通第二炉体204，第一烟道201的另一端则可以连通罩体110内的换热空间111。

也就是说，第一炉体203和第二炉体204，可以通过第一烟道201和第二烟道202实现烟气的输送，而烟气在从第一烟道201流向第二烟道202的时候，可以与设置在罩体110上的换热单元120换热。烟气与换热单元120之间的换热，可以为烟气流进换热空间111内与换热单元120直接换热，也可以为换热单元120与周围的空气进行换热，然后换热后的空气与烟气再进行换热。

上述换热装置100，通过设置罩体110围合形成换热空间111，从第一烟道201排出的烟气会在流入第二烟道202前与换热单元120换热，使得烟气在进入第二烟道202时的温度降低，有利于合理调整烟气温度，在后续对烟气进行余热回收时能满足安全生产的需求，也能满足余热回收时的换热效率。

请参考图2，换热单元120的至少部分可以在换热空间111内贴合第一烟道201的外侧壁设置。

如此，可以通过烟道进行热传导，从而能够提高换热单元120的换热效率。

在图2中，第一烟道201可以为圆管状结构。换热单元120的部分结构可以贴合第一烟道201的表面。换热单元120贴合第一烟道201表面的部分结构可以有内凹的弧状侧面，从而可以通过弧状侧面与第一烟道201相互贴合，以能够提高与第一烟道201之间的贴合面积，进而可以提高换热效果。

由于烟道也可以接收烟道内的烟气传导的热量，而换热单元120则可以和烟道进行换热，从而能够以间接换热的方式来降低烟气的温度。相对于通过空气换热，固体换热在一定程度上能够提高热量的传导速度，从而可以提高换热单元120的换热效率。

请参考图1，第一烟道201可以在罩体110的周侧侧面穿设换热空间111，第二烟道202可以在罩体110的顶部穿设换热空间111。

如此，能够增加烟气在第一烟道201和第二烟道202之间的滞留时长，从而能够充分换热。

在图1中，第一烟道201可以沿A3方向延伸设置，第二烟道202可以沿A1方向延伸设置。罩体110朝向A3方向的侧面可以为罩体110的周侧侧面。罩体110的顶部可以位于罩体110朝向A2方向的一侧。

对于烟气而言，在沿A3方向流动至第一烟道201和第二烟道202之间的情况下，需要沿A2方向流入第二烟道202，这会迫使烟气改变流动方向，从而使得烟气更容易停留在换热空间111内，而这会增加换热单元120对未流出的烟气的换热时长，从而可提高换热效果，有利于达到充分换热的效果。

请参考图3，换热单元120可以包括换热管121和泵体122。换热管121的至少部分可以设置在换热空间111内。换热管121的两端可以穿设罩体110。换热管121可以连通泵体122。泵体122可以用于向换热管121内泵入换热流体。

如此，有利于实现换热单元120的换热降温的效果。

在图1和图3中，换热管121可以穿设烟道的侧壁。换热管121的一端可以穿设进烟道内，换热管121的另一端可以穿设出烟道，使得换热管121位于两端之间的部分留在烟道内。

换热管121的两端可以分别连通至泵体122的不同位置，以能够使得换热管121构成循环回路。换热管121也可以为其中一端连通泵体122以使得换热流体通过泵体122流入换热管121，另外一端连通至相应的存储结构(如水箱)以排出换热后的换热流体。

在换热管121的其中一端连通泵体122的情况下，泵体122可以被控制地向换热管121内通入换热流体。换热流体可以从换热管121的一端流入，并能够沿换热管121的延伸方向流过整个换热管121，进而可以在换热管121的另一端流出。在换热流体位于换热管121处于烟道内的部分的情况下，换热流体可以吸收烟气传导来的热量，从而可以对烟气起到换热降温的效果。

泵体122可以为循环泵，从而可使得换热流体在换热管121内循环流动，进而能够实现循环换热的效果，有利于提高换热流体的换热效率。泵体122可以包括第一泵口(图未示)和第二泵口(图未示)。换热管121的其中一端可以连通第一泵口，以使得泵体122可以将换热流体通过第一泵口泵入换热管121内。换热管121的另外一端可以连通第二泵口，以使得换热流体可以通过第二泵口流出换热管121，并被泵体122通过第一泵口再泵入换热管121内。换热管121与第一泵口、第二泵口之间的连通可以形成闭合。

请参考图3，换热管121在换热空间111内弯折排布。

如此，有利于增加降温单元的换热效率。

在图2中，换热管121可以包括多个垂直段和多个水平段。垂直段可以沿B1方向延伸设置。水平段可以沿B2方向延伸设置。每个垂直段都可以连通至少一个水平段，每个水平段都可以连通至少一个垂直段，或者说，多个垂直段和多个水平段交替地依次连通，从而可使得换热管121弯折排列。这样，可以增加换热管121与烟气或空气之间的接触面积，进而可使得换热管121位于换热空间111内的部分可以流动更多的换热流体，且换热流体可以更容易地吸收到烟气的热量，从而能够增加降温单元的换热效率。换热流体可以为水。

在图2中，换热管121可以设置有一个以上，一个以上的换热管121可以在换热空间111内依次交替地弯折排列，从而可进一步提高换热效率。

请参考图3，换热装置100可以包括密封件130。密封件130可以用于密封罩体110的通孔112。换热管121可以通过通孔112穿设罩体110。

如此，可避免烟气或空气泄漏而产生不必要的影响。

在图3中，换热管121可以沿通孔112的轴向穿设通孔112。换热管121的外侧壁和通孔112的孔壁之间会存在间隙，密封件130可以设置在间隙内以封堵间隙，从而可使得换热空间111内的气体(烟气或其他空气)不会从通孔112处向烟道外泄漏，可以避免由于空气泄漏而影响通过空气对烟气进行间接换热的效果，或可以避免烟气泄漏而会由于过高的温度或者烟气内的成分而损坏周围的设备、对人员造成伤亡，以及烟气对环境可能造成的污染。

请参考图2，换热装置100可以包括挡烟件140。挡烟件140可以位于换热空间111内。挡烟件140可以设置在第一烟道201和第二烟道202之间并围合形成转接烟道141。以使得第一烟道201可以通过转接烟道141连通第二烟道202。

如此，可降低烟气在罩体110内向外泄漏的可能性。

在图2中，挡烟件140可以设置在第一烟道201和第二烟道202之间。在挡烟件140围合形成转接通道的情况下，第一烟道201和第二烟道202会通过转接烟道141相互连通，使得烟气会从第一烟道201通过转接通道流动至第二烟道202，从而不会流入换热空间111内，而换热单元120可以通过空气对烟气进行间接换热，也可以通过接触烟道对烟气进行换热。

通过设置挡烟件140，可使得烟气不会在换热空间111内进行换热，这样可以不需要将罩体110设置成对换热空间111进行密闭的结构，且相对于罩体110，挡烟件140密闭形成供烟气流过的通道具有更小的结构而更容易实现，而罩体110能够对位于换热空间111内的挡烟件140起到保护作用，最终可以在实现对烟气的降温效果的时候，能够降低烟气泄漏的可能性。

请参考图2，换热装置100可以包括固定件150。第二烟道202可以在罩体110的顶部连通换热空间111。罩体110配置为能够沿上下方向调整与第二烟道202的相对位置。固定件150可以用于将罩体110固定连接至第二烟道202。

如此，可以方便第一烟道201和罩体110的对接调整。

在图2中，罩体110能够沿A1方向移动以远离第二烟道202，以及能够沿A2方向移动以靠近第二烟道202并能够被第二烟道202穿设。罩体110的相对移动也能够调整第二烟道202沿A1方向穿设罩体110的深度。固定件150可以在穿设的深度达到不同程度的时候，都能够将罩体110与第二烟道202固定连接，从而可以调整罩体110沿A1方向和A2方向的安装高度。在需要使得第一烟道201穿设罩体110的时候，则可以根据第一烟道201所在的高度调整罩体110在第二烟道202上的安装高度，以方便第一烟道201和罩体110的对接调整。固定件150可以为螺钉。

请参考图1，第一烟道201为锅炉系统200的排烟管的至少部分。第二烟道202为锅炉系统200的余热回收管的至少部分。

在图1中，第一炉体203可以将烟气排出。第一炉体203可以为冶炼炉。第一炉体203可以通过第一烟道201排出高温烟气。在需要对烟气进行余热回收的时候，烟气会从第一烟道201流进第二烟道202，在这过程中可与换热单元120进行换热以相应降低温度。

第二炉体204可以为余热回收炉。烟气在流入第二烟道202后，会进入第二炉体204，使得第二炉体204可以对烟气进行余热回收。在一些情况下，通过换热装置100与余热回收炉的配合，可避免烟气在进入余热回收炉时，由于温度过高而使得余热回收炉内用于余热回收的装置过温失效甚至受损(如换热管121变形、爆管)的问题。

请参考图1，本实用新型的一种锅炉系统200可以包括第一炉体203、第二炉体204和上述任意一项实施方式的换热装置100。

在图1中，锅炉系统200可以包括锅炉烟道，即可以包括第一烟道201和第二烟道202。第一炉体203和第二炉体204可以形成锅炉系统200的基本结构。第一炉体203和第二炉体204可以通过换热装置100来保证对烟气的余热回收的效果。具体的实施原理可参考上述关于第一炉体203、第二炉体204和换热装置100的内容，在此便不再赘述。

上述换热装置100，通过设置罩体110围合形成换热空间111，从第一烟道201排出的烟气会在流入第二烟道202前与换热单元120换热，使得烟气在进入第二烟道202时的温度降低，有利于合理调整烟气温度，在后续对烟气进行余热回收时能满足安全生产的需求，也能满足余热回收时的换热效率。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，用于指示方位或位置关系的术语(如“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等)为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和方便对相应的实施方式进行理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此用于指示方位或位置关系的术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，可以对本实用新型的实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换热装置，用于锅炉烟道，所述锅炉烟道包括第一烟道和第二烟道，其特征在于，所述换热装置包括：

罩体，所述罩体围合并形成换热空间，所述第一烟道和所述第二烟道分别穿设所述换热空间；和

换热单元，所述换热单元的至少部分位于所述换热空间内，所述换热单元用于在所述换热空间内换热。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热单元的至少部分在所述换热空间内贴合所述第一烟道的外侧壁设置。

3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述第一烟道在所述罩体的周侧侧面穿设所述换热空间，所述第二烟道在所述罩体的顶部穿设所述换热空间。

4.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热单元包括：

换热管，所述换热管的至少部分设置在所述换热空间内，所述换热管的两端穿设所述罩体；和

泵体，所述换热管连通所述泵体，所述泵体用于向所述换热管内泵入换热流体。

5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，所述换热管在所述换热空间内弯折排布。

6.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置包括：

密封件，所述密封件用于密封所述罩体的通孔，所述换热管通过所述通孔穿设所述罩体。

7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置包括：

挡烟件，所述挡烟件位于所述换热空间内，所述挡烟件设置在所述第一烟道和所述第二烟道之间并围合形成转接烟道，以使得所述第一烟道通过所述转接烟道连通所述第二烟道。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热装置包括：

固定件，所述第二烟道在所述罩体的顶部连通所述换热空间，所述罩体配置为能够沿上下方向调整与所述第二烟道的相对位置，所述固定件用于将所述罩体固定连接至所述第二烟道。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述锅炉烟道用于锅炉系统，所述第一烟道为所述锅炉系统的排烟管的至少部分，所述第二烟道为所述锅炉系统的余热回收管的至少部分。

10.一种锅炉系统，其特征在于，包括：

第一炉体和第二炉体；和

权利要求1-9任意一项所述的换热装置。