TWI595190B - 具有整合水線圈空氣加熱和給水偏壓功能之分離通過節熱器管組 - Google Patents

Description

具有整合水線圈空氣加熱和給水偏壓功能之分離通過節熱器管組 〔先前申請案的交互參照〕

本申請案主張西元2012年2月1日申請之美國臨時專利申請案第61/593,556號的優先權。該西元2012年2月1日申請之美國臨時專利申請案第61/593,556號在此係透過引述而全文併入於本文內。

本發明係有關於可使熱自燃燒之熱產物至水的傳遞最大化的鍋爐節熱器，特別是有關於一種節熱器管組裝置，其中熱管組冷管組係配置成彼此鄰接，以便能使用一水線圈空氣加熱器(WCAH,water coil air heater)，而不需要相對於氣流呈串列設置的多個管組。

節熱器及空氣加熱器可藉由在煙道氣排放至大氣之前自其上回收熱來提高鍋爐整體熱效率而在能量生 產上扮演一關鍵性功能。一般而言，煙道氣每次被節熱器-有時要配合空氣加熱器-冷卻40F(22C)，鍋爐整體效率即可提高約1%。節熱器通常是透過在給水繼續前進至一鍋爐進行進一步加熱之前，利用部分冷卻的煙道氣預熱該給水的方式來回收能量。在節熱器內加熱過的水也可以選擇性地被導引通過空氣加熱器。

空氣加熱器可預熱燃燒空氣，以促進多種燃 料的燃燒。例如，提供預熱過的空氣對於粉媒的燃燒是很重要的。其可有助於使煤乾燥，並有助於穩定的點火。透過空氣加熱器將熱再循環進入爐子內是另一種能夠減少發散至大氣中之熱能而提升鍋爐效率的方法。

相較於爐水牆、過熱器、及再熱器，節熱器 及空氣加熱器在每單位熱傳上通常會需要較大的熱傳表面。這是因為(已經顯著冷卻過的)煙道氣之溫度與要接收熱量的給水及/或燃燒空氣之溫度間的相對較小的差異之故。一般而言，來自例如爐子之類的熱源的加熱過煙道氣到抵達節熱器之前，要先通過過熱器以及/或其它的熱傳遞裝置。在煙道氣到達節熱器之時，其已經將其原有的峰值熱能大部分傳遞給其它的熱傳遞裝置，因此其溫度變的較低。節熱器的目的是要收取並回收仍然殘留的額外熱量。

節熱器是鍋爐給水依鍋爐設計而定進入例如 鼓桶或爐表面之前，用來將其預熱的主要熱傳遞表面。節熱器通常包含有許多的管子。這些管子具有鰭片或其它結 構，來提升它們自通過這些管子的氣體內吸收的熱量。“節熱器(economizer)”一詞是來自於早期用來經由自煙道氣中回收多餘能量以減低運轉成本或節省燃料使用的熱交換器。節熱器亦可減少熱陡震、鼓桶液面變動、及進入爐鼓或水牆內之水溫變動的可能性。

節熱器可使用在多種的應用上，包含各種型式的發電廠及鍋爐，包括使用在紙漿製造工業中的程序回收鍋爐。標準實務是將長流式節熱器表面設置成跨越鍋爐的整個寬度或是其它供加熱過氣體導入的空間。

為進一步改善效率(透過加大水對煙道氣的溫度差異)，可以透過在分開的冷及熱節熱器管組之間將WCAH加設於給流動路徑上而將熱量自節熱器給水內移走。該WCAH可以將某些熱量自節熱器程序內循環的水中移除並回收之而改善節熱器性能，因之而能在水進入後續(較熱)之節熱器管組時，加大水對氣體的溫度差異。此一加大的溫度差異可增加循環水所吸收的全部熱量，而該增加的熱量吸收會將鍋爐效率增大至超過沒有WCAH單元之節熱器的效率。參見第1圖，其顯示出冷管組節熱器22、WCAH 30、及熱管組節熱器24的典型習用裝置。在此裝置中，給水在給水入口40處進入冷管組節熱器22。在通過冷管組節熱器22時，給水會在煙道氣流通過冷管組節熱器22時吸收來自煙道氣流4的熱能。給水接著流通過WCAH 30，其中由冷管組節熱器吸數的熱能的一部份會吐出給空氣流。冷卻後的給水接著會在煙道氣流 通過熱管組節熱器24時自煙道氣流4中吸收另外的熱能。被WCAH 30加熱的空氣可以例如用來改善燃料在爐內的點火及燃燒。

第1圖中所示之習用設計的一項困擾在於， 其需要有二個完整的長流式節熱器管組，相對於氣流4呈串列設置。注意到，每一管組沿著煙道氣流4之路徑跨越第一側節熱器壁部6與第二側節熱器壁部8間的整個或幾乎整個距離。該第一側節熱器壁部6及第二側節熱器壁部8包覆節熱器管組。因此，沒有至少二分開的長流式節熱器管組，WCAH 30將無法安裝在冷及熱管組間的給水流動路徑上。亦參見第2圖(顯示出具有由多個小型管集箱進料的單一連續總集管集箱的習知技術節熱器的立體圖)及第3圖(習用技術之壁部對壁部式冷管組節熱器的平面圖)。

理論上，WCAH可安裝在單一管組節熱器的 上游側或下游側，但是如果不是位在二個節熱器管組之間的給水流動路徑上的話，則僅能提供公稱的鍋爐效率改良。但是使用單一個習用的長流(例如小型管集箱)型式之節熱器管組則無法將WCAH安裝在中間位置上。這是因為小型管集箱設計是讓小型管集箱28進料予連續(入口及出口)總集管集箱26，如第2圖及第3圖中所示。 使用習用技術的總集管集箱會沒有實用的位置可以整合一WCAH 30，特別是因為該WCAH 30必須要設置在熱煙道氣流的外側，通常是位在鍋爐壁部外側，才能作用。

同時，安裝二個完整而分開的節熱器管組來 跨越氣流路徑，如第1圖所示，通常是不實際或是不想要的。在某些情形中，使用二個串列設置而分開之管組是不實際或是需要太多的空間，特別是在要改裝先前已存在的空間的時候。安裝二個分開的完整節熱器管組也會增加不必要的費用。

因此，其需要有一種節熱器裝置，其可以讓 水線圈空氣加熱器配合單一管組節熱器使用，而熱及冷節熱器管組則相對於氣流呈平行設置，而不需要二個節熱器管組相對於氣流呈串列設置。

本發明係將節熱器熱及冷管組以一種邊靠邊配置跨越熱煙道氣流的方式相對於氣流平行設置，而不是串列設置，來克服前述習用技術的問題。WCAH設置在熱氣流的外側，最好是分隔開的冷空氣流內。該WCAH是給水流動路徑的一部分，並且是相對於給水流安裝在冷通節熱器管組的下游側及熱通節熱器管組的上游側。冷通及熱通節熱器“管組”也可稱為冷通及熱通節熱器“區段”。

水蒸汽產生器及鍋爐利用熱將水轉變成水蒸汽，以供應用於多種的用途上。當該熱是來自燃燒程序時，熱燃燒煙道氣內的能量必須要傳遞至水內，以提高其溫度，最終才能將水轉變成水蒸汽。節熱器基本上是管狀 的熱交換器，用來預熱鍋爐給水。它們在煙道氣排放至大氣之前之自煙道氣中回收低層級(亦即低溫)能量上扮演關鍵性功能。

節熱器通常包括一個或多個管組的管子(亦 稱為熱傳遞表面的管組)，設置於煙道氣流內。“串列”及“平行”等詞通常是鍋爐設計者用來描述該表面相對於進入或離開管組之煙道氣溫度的配置情形。例如，當煙道氣進入節熱器的二個或多個管組的平均溫度是大約相同時，該等管組是相對於煙道氣設置成“平行”。離開該等管組的煙道氣溫度是根據每一管組內加熱表面的相對量及流通過其間的水的量而定的。同樣的，當離開上游側(相對於煙道氣流的方向)管組的煙道氣溫度是下游側(相對於煙道氣流的方向)管組的進入煙道氣溫度時，節熱器的二個或多個管組即是相對於煙道氣呈“串列”。

在一較佳裝置中，單一節熱器管組包含至少 二個分開(熱通及冷通)管組，跨於熱煙道氣流路徑呈平行設置。煙道氣進入該等管組的平均溫度大約是相同的。 該裝置將單一節熱器管組內的氣流分割開，該氣流的一部分加熱該管組中的一個區段，而該氣流的其餘部分則加熱同一管組內的另一區段。例如參見第4圖，其中流經空腔2之此一區段的煙道氣流4中有一部分會通過冷管組節熱器22，而煙道氣流4的其它部分則通過熱管組節熱器24。冷管組節熱器22及熱管組節熱器24在第4圖之示意圖中的距離，看起比許多冷及熱管組節熱器22、24間僅 有最小空間的較佳實施例中所會有的距離大。

此裝置包含有一中間WCAH 30，設置用來在 冷及熱節熱器管組22、24之間冷卻給水。此種平行式裝置可提供較高的熱效能，配以較小的空間需求。對於那些將多個節熱器管組以串列方式使用，如第1圖所示般，其中離開上游側(相對於煙道氣的方向)管組的煙道氣溫度是下游側(相對於煙道氣的方向)管組的煙道氣進入溫度，只能利用一WCAH 30的能量效率優勢的習用技術節熱器而言，這將是一項改良。一較佳實施例可使用閥44將該給水流在節熱器管組與WCAH 30之間偏壓。

在此裝置中，當給水自WCAH返回熱管組 時，由於該給水溫度已經降低，因此更能吸收煙道氣的熱量。在節熱器通道之間使用WCAH，相較於使用一節熱器而無WCAH或是水只會在所有的節熱器通道之前或之後才會流經WCAH的裝置而言，可以顯著地改善鍋爐效率。在沒有足夠空間以串列方式(相對於氣流4，如第1圖)安裝二個長流式節熱器管組時，或是要免除以串列方式安裝二個管組的額外成本時，此種節熱器管組呈平行設置的改良型裝置可允許加設一WCAH。

透過此種改良式設計，可以在單一長流(小 型管集箱)型式節熱器管組的中間位置處安裝一WCAH。 較佳的設計是採用分離式總集管集箱，取代跨越整個節熱器管組寬度的單一連續式總集管集箱。該分離式總集管集箱可讓單一管組的作用如同二個管組(冷通及熱通)，而 在該等總集管集箱之間提供一個處所，可供將給水導離節熱器管組，通過WCAH，最級回到該第二個熱節熱器管組。參見第4圖至第5圖。

此裝置可以提供設計及運轉上的靈活性。除 了單一長流式節熱器以外，其亦可結合WCAH而應用於多種其它的熱傳架構(水平管節熱器、多管組長流式節熱器等)上，以達到所需的出口條件。此裝置並不限於長流式節熱器。此種具有中間WCAH之多氣體通路分離式管組的概念亦可應用於例如大部分的鍋爐節熱器裝置中。

本發明的一實施例是一種具有用來導引加熱 過煙道氣之空腔的鍋爐節熱器裝置，該空腔具有側壁部，包含一第一節熱器側壁部及一第二節熱器側壁部，其中該第一及第二節熱器側壁部係彼此相對。該空腔具有用以接收一股加熱過煙道氣的上游方向及用以排放煙道氣的下游方向。

一節熱器管組自第一節熱器側壁部幾乎或完 全伸展至第二節熱器側壁部。該節熱器管組包含複數個區段，包括至少一冷通管組節熱器及一熱通管組節熱器。該冷通管組節熱器及該熱通管組節熱器是以平行配置的方式設置，使得每一管組能接收到該股加熱過煙道氣流不同的部分。該節熱器可設計成使冷通管組節熱器托靠於一側壁部，而熱通管組節熱器抵靠於相對設置的另一個側壁部。

本發明的一實施例是有關於一種鍋爐節熱器 裝置，包括：一空腔，用以輸送加熱過煙道氣流，該空腔 包含一第一節熱器側壁部及一第二節熱器側壁部，其中該第一以及第二節熱器側壁部係彼此相對；該空腔具有可接收一股加熱過煙道氣流的上游方向，以及排出煙道氣流的下游方向；一節熱器管組，大致上自該第一節熱器側壁部伸展至該第二節熱器側壁部，該節熱器管組包括複數個區段，包含至少一冷通管組節熱器及一熱通管組節熱器，且其中該冷通管組及該熱通管組係以一種平行於該氣流的配置方式設置，以使得每一管組能接收該股加熱過煙道氣的不同部位；其中該冷通管組節熱器及該熱通管組節熱器每一者包括至少一總集管集箱及連接至每一總集管集箱的複數個小型管集箱；一水線圈空氣加熱器設置於該空腔外側，可用於將熱自流動於該水線圈空氣加熱器內的給水流傳遞至一股位在該水線圈空氣加熱器的空氣內；一給水入口，用以將該給水流自該空腔外側接收至該節熱器裝置內；一給水出口，可供該給水流排出該節熱器裝置；以及至少一閥，可用於控制該給水流在該冷通管組節熱器及該水線圈空氣加熱器之間的路徑；其中該節熱器裝置可用於將該給水流自該給水入口導引至該冷通管組節熱器，而後至該空腔外側，以到達該水線圈空氣加熱器，而後回到該空腔內而進入該熱通管組節熱器，而後再至該給水出口，而離開該節熱器裝置。

因此，本發明的另一實施例是有關於一種節 熱器裝置，包括：一空腔，用以輸送加熱過煙道氣流，該空腔包含一第一節熱器側壁部及一第二節熱器側壁部；該 空腔具有可接收一股加熱過煙道氣流的上游方向，以及排出煙道氣流的下游方向；一節熱器管組，大致上自該第一節熱器側壁部伸展至該第二節熱器側壁部，該節熱器管組包括複數個區段，包含至少一冷通管組節熱器及一熱通管組節熱器，且其中該冷通管組及該熱通管組係以一種配置方式設置，以使得每一管組能接收該股加熱過煙道氣的不同部位；一水線圈空氣加熱器，設置於該空腔外側，可用於將熱自流動於該水線圈空氣加熱器內的給水流傳遞至一股位在該水線圈空氣加熱器的空氣內；其中該節熱器裝置可用於將該給水流導引進入該冷通管組節熱器，而後至該空腔外側，以到達該水線圈空氣加熱器，而後回到該空腔內而進入該熱通管組節熱器，而後離開該節熱器裝置。

在該裝置的一態樣中，該冷流通管組該熱流 通管組每一者包括至少一總集管集箱及連接至每一總集管集箱的複數個小型管集箱。

一水線圈空氣加熱器設置於該空腔外側，可 用於將熱自流動於該水線圈空氣加熱器內的給水流傳遞至一股位在該水線圈空氣加熱器的空氣內。

一給水入口設置用來將該給水流接收至該節 熱器裝置內，而一給水出口則設置用來供該給水流排出該節熱器裝置。至少一閥可用於控制該給水流在例如該冷管組與該水線圈空氣加熱器之間的路徑。

該節熱器裝置可用於將該給水流自該給水入 口導引至該冷通管組，而後至該節熱器裝置的外側，以到 達該水線圈空氣加熱器，而後回到該節熱器裝置內而到達該熱通管組，最後到達該給水出口，而離開該節熱器裝置。

該節熱器裝置可以是任何鍋爐裝置的一部 分，包含一程序回收鍋爐或任何其它的第二鍋爐。

在下文及後面所附並構成本文一部分的申請 專利範圍係特別指出，用以做為本發明特徵的本文各種新穎特點及其它非限制性態樣及/或目的。為更清楚瞭解本發明，及其使用時所可得到的作業優點，請參閱後附圖式及說明的材料，其等係構成本文的一部分，且其中說明本發明的一較佳實施例。

1‧‧‧節熱器裝置

2‧‧‧空腔

4‧‧‧煙道氣流

6‧‧‧第一節熱器側壁部

8‧‧‧第二節熱器側壁部

10‧‧‧上游方向

12‧‧‧下游方向

20‧‧‧節熱器管組

22‧‧‧冷通管組節熱器

24‧‧‧熱通管組節熱器

26‧‧‧總集管集箱

28‧‧‧小型管集箱

29‧‧‧管道

30‧‧‧水線圈空氣加熱器

32‧‧‧給水

34‧‧‧空氣

40‧‧‧給水入口

42‧‧‧水出口

44‧‧‧閥

46‧‧‧總管集箱分離部

以下是圖式的簡要說明，其等係用來顯示本文中所揭露之例示性實施例，其中相同的參考編號用來代表相同或功能上相似的元件，但並不是用以限制之。

第1圖是習用技術之裝置的示意圖，包括串列設置的分離式熱及冷節熱器管組及一水線圈空氣加熱器。

第2圖是一習用節熱器管組底部的立體圖。

第3圖是一習用節熱器冷管組的平面圖。

第4圖是本案裝置之平行設置分離管組節熱器裝置的示意圖。

第5圖是本案裝置之分離管組節熱器管組的 平面圖。

對於本文中所揭露之方法及裝置更充份的瞭 解，可以透過參所附的圖式而得知。這些圖式僅係基於方便及易於解說現有技術及/或目前的發展而製作的示意圖式，因此並非用於標示其總成及零組件的相對大小及尺寸。

雖然下文的說明中，為清楚起見，採用某些 特定的詞句，但這些詞句僅係用來說明被選出用來解說圖式之實施例的結構而已，並不是要用來界定或限制本文的內容。可以理解到，在圖式及下面的詳細說明中，相同的編號代表相同具有相同功能的零組件。

必須要注意到，本文中所用的語詞中有許多 是相對性的語詞。例如，“入口”及“出口”等詞是相對於流動的方向而定的，而不應視為其結構必須要有特定的方向或位置。

對於水蒸汽生產技術的辭彙或原理的解釋而 言，就本文內容所需的程度來，說讀者可以參閱由The Babcock & Wilcox Company出版Kitto及Stultz所編著之Steam/its generation and use一書第41版，著作權© 2005，其內文在此係透過引述而全文併於本文內。

現在參閱附圖，第4圖是可實施本發明的較 佳鍋爐節熱器裝置1的示意圖。

節熱器裝置1通常是一個用來補捉流動氣體 熱能並將之傳送至另一流動物質以供發電之用的較大裝置中的一部分。這可以自熱煙道氣中捕捉到爐燃燒熱。節熱器裝置1最好是位在流動的加熱過煙道氣流4的路徑，而在其它熱吸收設備的下游側，例如過熱器，其可在煙道氣流4到達節熱器之時，將其部分冷卻。但是，本發明並不侷限於用來做為鍋爐及爐燃燒設備之實體零件的節熱器裝置，也可以是發電廠內單獨設置之節熱器裝置。

加熱過煙道氣係沿著一條具有第一節熱器側 及第二節熱器側壁部6、8的路徑自熱源向下輸送。本文中所用的節熱器側壁部一詞是指可輸送煙道氣係圍繞著節熱器裝置1的封圍壁部。這些封圍壁部通常是殼套，但是也可包含有加熱表面、輸送水、水蒸汽、或其組合者。煙道氣流4的路徑通常會稱為空腔2，用來輸送加熱過煙道氣。空腔2也可稱為“封圍體”，其可輸送加熱過煙道氣。 最好，空腔2是由一第一節熱器側壁部6及一第二節熱器側壁部8界定，該第一及第二節熱器側壁部係彼此相對。 煙道氣路徑可以是單一的連續空腔，或者其可依需要而分離或分叉。空腔2具有一上游方向10，是加熱過煙道氣由其過來的方向，通常是燃燒或其它熱產生反應發生的方向。空腔也具有一下游方向12，其最後會通到一個通向大氣的開口。空腔2在截面上通常是矩形的，但並不限於任何特定的形狀。

一節熱器管組20大致上自第一節熱器側壁部 6伸展至第二節熱器側壁部8。最好節熱器管組能夠佔滿空腔2大部分或全部的截面，以迫使最大部分的通過煙道氣流4接觸到該管組，以達成最大的熱傳。節熱器管組包含至少二管組，通常包含一個給水先通過的冷通管組節熱器22及一個給水後通過的熱通管組節熱器24。最好，冷通管組節熱器22及熱通管組節熱器24是相對於煙道氣流4呈平行配置，而可共同地大致上跨越過空腔2的寬度，例如如第4圖及第5圖中所示。使用二個以上之管組的類似配置也是可行的。在不偏離於以一個以上之個別流通管組填塞於空腔單一截面內來進行熱傳的基本概念下，不同的形狀及配置也是可以採用的。該等流通管組可以具有相同的尺寸或是不同的尺寸。

在一較佳實施例中，每一冷通管組節熱器22 及熱通管組節熱器24包含至少一總集管集箱26及連接至每一總集管集箱26的複數個小型管集箱28。可以針對熱通管組節熱器24設置一熱通分離總集管集箱26，並且針對冷通管組節熱器22設置一冷通分離總集管集箱26。每一小型管集箱則連接至多個管道或管路29。原則上可參見第5圖，並配合第2圖。但是，為使可供將熱自煙道氣流4傳遞至給水32的表面積最大化，許多其它的節熱器都均可使用此種配置。基本原則是給水最好是經由一個開口進入節熱器的管組內，然後經由一個管道及管路網路(通常是分支、捲繞、及/或具有導熱突出部位)散佈開，以增加表面積及在加熱區域內滯留的時間，然後最好 再合併回另一個單一開口，將加熱過的給水導出節熱器管組。

本發明的一態樣是將一水線圈空氣加熱器30 (“WCAH”)設置於給水32的流動路徑上，位於至少 一熱通管組節熱器24的上游側及至少一冷通管組節熱器22的下游側。該WCAH 30通常須設置在含有加熱過煙道氣流4的空腔2外面，最好是要被導引至爐子內的較冷空氣流。這樣是讓剛加熱過的給水32中有一些熱可經由該WCAH 30回傳至該較冷次空氣流。在該給水在WCAH 30冷卻過後，其會前進至另一流通管組節熱器24，再次由煙道氣流4加熱。此一基本概念有多種的實施例是可行的，例如將三個或多個流通管組與二個或多個WCAH交錯設置。該WCAH可以採用多種的型式，且該裝置並不限於某一特定型式的WCAH。

節熱器裝置1最好包含至少一給水入口40， 用以將水接收進入該節熱器裝置。給水入口40可通向一節熱器流通管組。此裝置最好也包含至少一加熱過的水出口42，以供水流出該節熱器裝置1。

最好，節熱器裝置包含至少一閥44，用以控 制冷管組節熱器22與水線圈空氣加熱器30間的水流。閥44可用來偏壓節熱器管組(22、24)間的給水，或是將水導入WCAH 30或繞過WCAH 30。

在所示的實施例中，給水32在給水入口40 處進入節熱器裝置1。該給水會前進通過冷管組節熱器 22，其在該處會流通過具有較大總體表面積的一系列分支管集箱、小型管集箱、以及管路。熱量會自流動的煙道氣流4經由冷管組節熱器22的該等表面傳遞給給水32。該給水會再次匯聚，通常是在管集箱內，並離開冷管組節熱器。該給水接著會經由一管流出空腔2的第二節熱器側壁部8，通過一開放閥44，並進入一WCAH 30內。在該WCAH 30內，該給水會散發一些熱能至一股通過的空氣34內。該冷卻後的給水接著流出該WCAH 30，回到空腔2內，並進入熱管組節熱器24內。該給水會通過熱管組節熱器24中分支的流動路徑而被熱氣體流4再次加熱，類似於冷管組節熱器22。再次加熱後的水接著經由出口42流出該封圍體，最後到達(再循環式鍋爐的)回流槽或(貫流式鍋爐)的爐表面。

表1顯示出多氣體通路平行式(具有中間WCAH)節熱器(具有平行於氣體流的熱通及冷通管組)可在相同尺寸的習用節熱器裝置(具有二個42呎節熱器 管柱-相對於氣流呈串列設置的熱及冷通管組)提供額外70+度的次冷卻。透過此額外的次冷卻，節熱器加熱表面可以擴大，而仍保有汽蒸節熱器的設計裕度。表1顯示出100呎高的節熱器管組(最右列)可以達成低節熱器出口氣體溫度(EEGT,economizer exit gas temperature)，而仍然保有40F的次冷卻。因此，目前的裝置可以同時改善節熱器性能及降低成本。

此種裝置在整修空間固定而有限，並且需要有WCAH效率優勢的舊有設施上是特別有用。

例如，此裝置可以成功地應用於具有低臭氣轉換的流程回收式(PR,process recovery)鍋爐上。環保法則現在正驅動現有直接接觸蒸發器回收鍋爐組內的低臭轉換。回收鍋爐是應用於木材製漿的牛皮紙漿法上，其中白液的化學藥品會被自黑液中回收並重整。該黑液會被燒掉，產生熱，其通常會使用於製漿製程或是用以發電，大致上和習知之蒸汽發電廠一樣。當製漿設備的低臭轉換完成後，該等直接接觸蒸發器會以多效能蒸發器取代。此項改變的結果是，離開該單元的煙道氣溫度不再需要是600+度F。一般而言，要在低臭轉換中重新獲得效率，需要透過加大節熱器表面來降低氣體溫度。具有本案裝置之中間WCAH的多氣體通路配置可提升效率至超過傳統單一或多管組長流式節熱器裝置所能達到者。

另外，該多氣體通路節熱器裝置也可應用於其它型式的鍋爐上，包括由廢棄物產生能量的應用及生質 燃燒技術，但並不限於此等。

該多氣體通路平行式節熱器管組設計可提供 多種的好處。此裝置可以在單一長流式管組內達到較習用者所能達成者為高的熱吸收率。習用者需要以串列方式(相對於第1圖中的氣流)加設一第二全流管組，以供使WCAH，而因之能更有效率地冷卻煙道氣。此裝置具有能界定冷通及熱通加熱表面之形狀及相對大小的彈性。總集管集箱分離部46的位置可修改，以使單位性能最大化(參見第5圖)。

將節熱器整合於一WCAH 30可以在組件之間 對水偏壓，包含使用閥44。此裝置具有控制氣體離開節熱器之溫度、水離開節熱器之溫度、及/或空氣離開水線圈空氣加熱器之溫度等的能力。

此裝置亦可使用例如一水平流連續管式節熱 器取代長流式小型管集箱型式的節熱器管組來實施。連續管式節熱器可由中間管集箱分開，其形成一空腔2，將給水送至一WCAH 30，而後將冷卻的給水送回給該連續管式節熱器。

前面已配合例示性實施例說明過本發明。很明顯的，其它人在閱讀及理解前面的詳細說明後，當可得知其變化及改變。其意欲讓本文解讀為包含所有的這些變化及改變，只要它們是屬於下附申請專利範圍或其均等者。

1‧‧‧節熱器裝置

2‧‧‧空腔

4‧‧‧煙道氣流

8‧‧‧第二節熱器側壁部

10‧‧‧上游方向

12‧‧‧下游方向

20‧‧‧節熱器管組

22‧‧‧冷通管組節熱器

24‧‧‧熱通管組節熱器

30‧‧‧水線圈空氣加熱器

32‧‧‧給水

34‧‧‧空氣

40‧‧‧給水入口

42‧‧‧水出口

44‧‧‧閥

Claims (13)

1. 一種鍋爐節熱器裝置，包括：一空腔，用以輸送加熱過的煙道氣流，該空腔包含一第一節熱器側壁部及一第二節熱器側壁部，其中該第一以及第二節熱器側壁部係彼此相對；該空腔具有可接收一股加熱過的煙道氣流的上游方向，以及排出煙道氣流的下游方向；一節熱器管組，大致上自該第一節熱器側壁部伸展至該第二節熱器側壁部，該節熱器管組包括複數個區段，包含至少一冷通管組節熱器及一熱通管組節熱器，且其中該冷通管組及該熱通管組係以一種平行於該氣流的配置方式設置，使得每一管組能接收該股加熱過的煙道氣流的不同部位；其中該冷通管組節熱器及該熱通管組節熱器每一者包括至少一總集管集箱及連接至每一總集管集箱的複數個小型管集箱；一水線圈空氣加熱器設置於該空腔外側，可用於將熱自流動於該水線圈空氣加熱器內的給水流傳遞至一股位在該水線圈空氣加熱器的空氣內；一給水入口，用以將該給水流自該空腔外側接收至該節熱器裝置內；一給水出口，可供該給水流排出該節熱器裝置；以及至少一閥，可用於控制該給水流在該冷通管組節熱器及該水線圈空氣加熱器之間的路徑； 其中該節熱器裝置可用於將該給水流自該給水入口導引至該冷通管組節熱器，而後至該空腔外側，以到達該水線圈空氣加熱器，而後回到該空腔內而進入該熱通管組節熱器，而後再至該給水出口，而離開該節熱器裝置。
2. 如申請專利範圍第1項之節熱器裝置，其中該節熱器裝置係連接至一第二鍋爐。
3. 如申請專利範圍第1項之節熱器裝置，其中該冷通管組節熱器是鄰近於一節熱器側壁部，而該熱流通管組則鄰近於另一相對的節熱器側壁部。
4. 一種節熱器裝置，包括：一空腔，用以輸送加熱過的煙道氣流，該空腔包含一第一節熱器側壁部及一第二節熱器側壁部；該空腔具有可接收一股加熱過的煙道氣流的上游方向，以及排出煙道氣流的下游方向；一節熱器管組，大致上自該第一節熱器側壁部伸展至該第二節熱器側壁部，該節熱器管組包括複數個區段，包含至少一冷通管組節熱器及一熱通管組節熱器，且其中該冷通管組及該熱通管組係以一種配置方式設置，使得每一管組能接收該股加熱過煙道氣流的不同部位；一水線圈空氣加熱器設置於該空腔外側，可用於將熱自流動於該水線圈空氣加熱器內的給水流傳遞至一股位在該水線圈空氣加熱器的空氣內；其中該節熱器裝置可用於將該給水流導引進入該冷通管組節熱器，而後至該空腔外側，以到達該水線圈空氣加 熱器，而後回到該空腔內而進入該熱通管組節熱器，而後離開該節熱器裝置。
5. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中節熱器裝置包括一連續管節熱器，且其中該連續管節熱器包括一冷部位，其相對於該給水流位在該水線圈空氣加熱器的上游側，並且進一步包括一熱部位，其相對於該給水流位在該水線圈空氣加熱器的下游側。
6. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中該冷通管組節熱器及該熱通管組節熱器係以一種相對於該氣流平行的配置方式設置。
7. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中該冷通管組節熱器及該熱通管組節熱器每一者包括至少一總集管集箱，開通至複數個小型管集箱。
8. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，進一步包括：一給水入口，用以接收進入至該節熱器裝置內的該給水流；以及一給水出口，用以供該給水流排出該節熱器裝置。
9. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中該水線圈空氣加熱器是設置在一股空氣內，且其中該水線圈空氣加熱器可用於在該股空氣前進至一爐時將其加熱。
10. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，進一步包括至少一閥，可用以控制該給水流包含於該冷通管組節熱器及該水線圈空氣加熱器之間的路徑。
11. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中該節熱器裝置係連接至一第二鍋爐。
12. 如申請專利範圍第4項之節熱器裝置，其中該空腔是一鍋爐的一部分，且該第一節熱器側壁部及該第二節熱器側壁部係直接彼此相對。
13. 如申請專利範圍第12項之節熱器裝置，其中該冷通管組節熱器係鄰近於一側壁部，而該熱通管組節熱器則鄰近於另一相對的側壁部。