專利名稱：緊湊式兩回程煙管煙氣冷凝節(jié)能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃油、燃?xì)忮仩t煙氣余熱利用裝置,.是充分利用煙氣的顯熱和 潛熱的緊湊式兩回程煙管節(jié)能設(shè)備。
技術(shù)背景燃油、燃?xì)庵泻写罅繗湓兀沟萌加?、燃?xì)忮仩t排煙中含有大量水蒸氣。燃油、燃?xì)忮仩t的排煙溫度較高， 一般在150^C以上，煙氣攜帶走大量的物理顯熱和汽化潛熱。 目前，燃袖燃?xì)忮仩t余熱利用的設(shè)備主要是利用鍋爐煙氣的顯熱，對(duì)于煙氣的潛熱沒(méi)有 充分利用。燃油、燃?xì)忮仩t煙氣中含有大量的水蒸氣，回收利用煙氣中的水蒸氣的潛熱 可以有效提高鍋爐的效率。當(dāng)前，回收煙氣余熱的設(shè)備型式主要是水管式換熱器和煙管式換熱器。水管式換熱器主要存在以下缺點(diǎn)煙道阻力大幅度增大，影響燃燒器工作性 能水在管內(nèi)流動(dòng)，煙氣在管外流動(dòng)，為避免腐蝕，需要耐腐蝕材料較多，成本較高； 換熱器整體布置在煙道中，增大了施工難度和維修難度。煙管式換熱器主要存在以下缺 點(diǎn)為了克服煙氣對(duì)后部煙道的腐蝕，都必須布置旁通煙道，使部分煙氣直接通過(guò)旁通 煙道與經(jīng)過(guò)冷卻后的煙氣混合后排放，降低了余熱利用效率；煙氣經(jīng)過(guò)管程后排放，只 一個(gè)通程，換熱效率不高；換熱器整體布置在煙道中，增大了施工難度和維修難度；旁 通煙道的布置，增大了成本。 發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有煙氣余熱利用設(shè)備霈要布置旁通煙道造成系統(tǒng)復(fù)雜的缺點(diǎn)，和單通程 造成煙氣余熱利用效率不髙的不足，本實(shí)用新型提供了一種緊湊式兩回程煙道節(jié)能設(shè) 備，該設(shè)備不需要布置旁通煙道，使煙氣全部通過(guò)換熱器的煙管，完成凝結(jié)換熱過(guò)程， 從而提高煙氣余熱利用效率。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該節(jié)能設(shè)備包括四部分，煙氣進(jìn) 入裝置、煙氣導(dǎo)出裝置、換熱器本體和冷凝液收集排放裝置。其特點(diǎn)是換熱器本體采 用管殼式結(jié)構(gòu)，裝置本體的殼體、管板材質(zhì)為銅、碳鋼、不銹鋼或聚四氟乙烯材料，殼 程設(shè)置3 7個(gè)折流板，殼程為冷卻水，設(shè)有冷卻水進(jìn)口管、出口管。煙管為銅管、碳 鋼、不銹鋼或聚四氟乙烯材料，管程分為兩回程，第一回程管子較短，簡(jiǎn)稱短煙管，第 二回程管子較長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱長(zhǎng)煙管；短煙管的管子兩端直接焊接在上下兩塊管板上，長(zhǎng)煙管 的管子下端焊在下管板上，通過(guò)上管板時(shí)與上管板焊接，長(zhǎng)煙管管子上端與一塊獨(dú)立的 管板焊接在一起。煙氣進(jìn)入裝置扣在管板上，二者法蘭連接；煙氣導(dǎo)出裝置扣在較長(zhǎng)管 子上端獨(dú)立管板上，二者法蘭連接。凝結(jié)液收集排放裝置通過(guò)法蘭與換熱器本體的下管 板連接。鍋爐煙氣進(jìn)入節(jié)能設(shè)備，首先沖刷換熱器本體上管板與獨(dú)立管板之間的長(zhǎng)煙管 的上段煙管外壁，然后經(jīng)過(guò)小煙室后轉(zhuǎn)而向下進(jìn)入換熱器主體中短煙管中，煙氣在管子 中自上而下流動(dòng)，與管外的冷卻水進(jìn)行換熱然后煙氣經(jīng)過(guò)換熱器下面的凝結(jié)液收集排 放裝置的空間進(jìn)入長(zhǎng)煙管中，煙氣在煙管內(nèi)自下而上流動(dòng)，與煙管外冷卻水進(jìn)行凝結(jié)換 熱，然后經(jīng)過(guò)煙氣導(dǎo)出裝置排出而進(jìn)入后部煙道。煙氣在短煙管和長(zhǎng)煙管內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程 中，由于同管外的冷卻水進(jìn)行換熱，煙氣溫度降低而釋放出顯熱的同時(shí)，煙氣中的水蒸 汽也會(huì)在管內(nèi)壁凝結(jié)釋放出汽化潛熱，凝結(jié)液在煙管內(nèi)由于重力的作用自上而下沿?zé)煿?內(nèi)壁流到下面的凝結(jié)液收集排放裝置中，經(jīng)過(guò)導(dǎo)出管把凝結(jié)液導(dǎo)出排放。本實(shí)用新型的有益效果是鍋爐煙氣進(jìn)入本節(jié)能設(shè)備后，首先沖刷換熱器本體上管 板與獨(dú)立管板之間的煙管外壁，不僅實(shí)現(xiàn)了鍋爐煙氣的預(yù)冷過(guò)程，有利于煙氣中水蒸氣 進(jìn)入煙管后的凝結(jié)，提高了水蒸氣凝結(jié)換熱的效率，而且完成了對(duì)即將排放煙氣的再加熱，使煙氣高于露點(diǎn)之上，解決了排放煙氣對(duì)后部煙道的腐蝕問(wèn)題，因而本實(shí)用新型不 需要布置旁通煙道煙氣在換熱器本體的煙管中兩回程流動(dòng)，有效地提高了鍋爐煙氣的 凝結(jié)換熱效率；煙氣與殼程的水整體上進(jìn)行既有逆流又有順流的復(fù)合換熱方式，克服了 管板受熱不均問(wèn)題；換熱器主體不與煙道直接連接，有利于設(shè)備的安裝及維修。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l是本實(shí)用新型的整體圖。 圖2是換熱器本體圖。 圖3是換熱器煙氣進(jìn)入裝置圖。圖4是換熱器煙氣進(jìn)入裝置與煙氣導(dǎo)出裝置、換熱器本體連接圖。 圖中l(wèi)煙氣導(dǎo)出裝置，2煙氣進(jìn)入裝置，3換熱器本體，4冷凝液收集排放裝置，5 煙氣出口， 6煙氣進(jìn)口 ， 7冷卻水進(jìn)口 ， 8折流板，9長(zhǎng)煙管，IO殼體，ll冷卻水出口， 12短煙管，13小煙室，14密封板，15獨(dú)立管板，16上管板，17下管板，18凝結(jié)液排放閥 門，19煙氣進(jìn)入裝置筒體。短煙管為第一回程煙管，長(zhǎng)煙管為第二回程煙管。
具體實(shí)施方式
在圖l中，換熱器本體3與凝結(jié)液收集排放裝置4通過(guò)法蘭連接，換熱器本體3與煙氣 進(jìn)入裝置2通過(guò)法蘭連接，煙氣進(jìn)入裝置2與煙氣導(dǎo)出裝置1通過(guò)法蘭連接。鍋爐煙氣由 煙氣進(jìn)口6進(jìn)入，首先沖刷長(zhǎng)煙管9外壁，由于密封板14和獨(dú)立管板15阻擋了煙氣上行路 線，煙氣只能進(jìn)入小煙室13，煙氣轉(zhuǎn)而向下進(jìn)入短煙管12中，煙氣在短煙管12中自上而 下流動(dòng)，與短煙管12外的冷卻水進(jìn)行熱交換，在凝結(jié)液收集排放裝置內(nèi)煙氣轉(zhuǎn)而進(jìn)入長(zhǎng) 煙管9，煙氣自下而上流動(dòng)，首先在上管板16、下管板17間與長(zhǎng)煙管外冷卻水進(jìn)行換熱， 而后在上管板16和獨(dú)立管板15間被長(zhǎng)煙管9外新進(jìn)入煙氣加熱，管內(nèi)被加熱的煙氣進(jìn)入 煙氣導(dǎo)出裝置l，由煙氣出口5排出。冷卻水由冷卻水進(jìn)口7進(jìn)入換熱器本體3，冷卻水在 煙管外流動(dòng)，殼體10內(nèi)布置3 7個(gè)折流板8，冷卻水自上而下呈S狀流動(dòng)，冷卻水被煙氣 加熱后，由冷卻水出口ll流出。煙氣在換熱器本體3中，在短煙管和長(zhǎng)煙管管內(nèi)流過(guò)的 過(guò)程中，與管壁外冷卻水進(jìn)行換熱，釋放大量物理顯熱的同時(shí)，煙氣中的大量水蒸氣也 被冷凝成凝結(jié)液，凝結(jié)液沿短煙管12和長(zhǎng)煙管9內(nèi)壁滑落到凝結(jié)液收集排放裝置4中，通 過(guò)裝置下部的導(dǎo)管及閥門18排出。在圖2中，短煙管12兩端分別與上管板16、下管板17焊接。長(zhǎng)煙管9下端與下管 板17焊接，通過(guò)上管板16時(shí)與上管板16焊接，其上端與獨(dú)立管板15焊接。在圖3中，煙氣進(jìn)入裝置由筒體19和密封板14組成，筒體19與煙氣進(jìn)口6焊接， 筒體19上法蘭與煙氣導(dǎo)出裝置1的下法蘭連接，筒體19下法蘭與換熱器本體3的殼體 IO上法蘭連接。密封板為一半圓板，與獨(dú)立管板15對(duì)接在一起剛好成一圓板，與上管 板16大小相等。在圖4中，煙氣導(dǎo)出裝置1與煙氣進(jìn)入裝置2法蘭連接，連接后，密封板14和換熱 器本體3的獨(dú)立管板15封閉了由煙氣進(jìn)口 6進(jìn)入的煙氣向上的出口，換熱器本體3長(zhǎng) 煙管處上管板16封閉了煙氣進(jìn)口 6進(jìn)入的煙氣下行的出口，.煙氣進(jìn)口 6進(jìn)入的煙氣沖 刷上管板16和獨(dú)立管板15間的長(zhǎng)煙管，在這個(gè)位置，長(zhǎng)煙管9內(nèi)煙氣得以加熱，長(zhǎng)煙 管9外煙氣得以降溫。煙氣進(jìn)口 6進(jìn)入的煙氣沖刷上管板16和獨(dú)立管板15間的長(zhǎng)煙管 后，進(jìn)入由密封板14和上管板16及筒體19圍成的小煙室13，轉(zhuǎn)而向下進(jìn)入短煙管12。
權(quán)利要求1. 緊湊式兩回程煙管煙氣冷凝節(jié)能器，包括煙氣導(dǎo)出裝置、煙氣進(jìn)入裝置、換熱器本體、冷凝液收集排放裝置四部分，其特征在于換熱器本體為管殼式結(jié)構(gòu)，管程是兩回程，第一回程是煙氣自上而下進(jìn)入短煙管，第二回程是煙氣自下而上進(jìn)入長(zhǎng)煙管，殼程有3-7個(gè)折流板，煙管為銅管、碳鋼、不銹鋼或聚四氟乙烯材料，煙管總流通截面積略小于煙道流通截面，煙氣進(jìn)入煙管，冷卻和部分冷凝后，由煙氣導(dǎo)出裝置進(jìn)入后部煙道；冷凝液通過(guò)冷凝液收集排放裝置進(jìn)行收集排放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊式兩回程煙管煙氣冷凝節(jié)能器，其特征在于裝置本體的殼體、管板材質(zhì)為銅、碳鋼、不銹鋼或聚四氟乙烯材料。
專利摘要緊湊式兩回程煙管煙氣冷凝節(jié)能器涉及一種燃油、燃?xì)忮仩t煙氣余熱利用裝置，是充分利用煙氣的顯熱和潛熱的緊湊式兩回程煙管節(jié)能設(shè)備。該設(shè)備包括煙氣進(jìn)入裝置、煙氣導(dǎo)出裝置、換熱器本體、冷凝液收集排放裝置四部分，其結(jié)構(gòu)特征在于換熱器本體為管殼式結(jié)構(gòu)，雙管程，煙氣在管內(nèi)流動(dòng)。殼程3～7個(gè)折流板，冷卻水在殼程流動(dòng)。凝結(jié)液由下部凝結(jié)液收集排放。煙氣在該設(shè)備中既有顯熱放熱，又有水蒸氣的潛熱放熱，提高了煙氣余熱利用效率。鍋爐煙氣完成了對(duì)排放煙氣的自加熱過(guò)程，不需要設(shè)置旁通煙道。煙氣進(jìn)口與煙氣出口同位于換熱器主體的上端，換熱器主體不與煙道直接連接，方便安裝及維修。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201093900SQ200720151968
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者孫金棟, 郭建軍, 馬麥囤 申請(qǐng)人:北京建筑工程學(xué)院;北京啟祥凱鑫特科技有限公司