專利名稱：煙氣余熱利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種回收煙氣余熱的節(jié)能技術(shù)，具體地說 是涉及一種對原有的分體式熱管換熱器加以改進(jìn)，并以化學(xué)工 質(zhì)傳熱介質(zhì)，無動力、閉路循環(huán)的余熱利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鍋爐、工業(yè)窯爐及化工熱設(shè)備低溫區(qū)受熱面的結(jié)露問題是 造成其腐蝕的重要原因。要解決這部分受熱面的結(jié)露問題，就 要提高其壁面溫度，使其在露點(diǎn)溫度以上。長期以來這個問題 一直未能得到很好的解決?，F(xiàn)狀是不得不提高排煙溫度，其尾 部受熱壁面溫度也有相應(yīng)的提高，以使結(jié)露問題得到緩解。但 這樣就降低了過濾效率，浪費(fèi)了能源。有關(guān)煙氣余熱利用的節(jié) 能技術(shù)現(xiàn)在主要有熱管技術(shù)、相變換熱器、低壓省煤器及產(chǎn) 生低壓蒸汽余熱鍋爐等。上述節(jié)能技術(shù)各有所長，但也有一些 缺點(diǎn)，如
熱管技術(shù)吸熱段的溫度較低，低于露點(diǎn)溫度，易積灰腐蝕， 造成煙道阻力增大；
相變換熱器只能安裝在鍋爐的水平煙道上，安裝的方向性 受到了限制，且相換熱器工作在負(fù)壓區(qū)，易向裝置內(nèi)漏空汽，
嚴(yán)重影響換熱效果；
低壓省煤器需要強(qiáng)制循環(huán)，即需要動力。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種煙氣余熱利用 系統(tǒng)，該煙氣余熱利用系統(tǒng)采用了化學(xué)工質(zhì)作為傳熱介質(zhì)，利 用化學(xué)工質(zhì)低沸點(diǎn)吸熱的特點(diǎn)，加快了熱循環(huán)和余熱利用的效 率，同時，化學(xué)工質(zhì)的濃度可調(diào)整，通過調(diào)整化學(xué)工質(zhì)濃度來 調(diào)整工質(zhì)沸點(diǎn)，從而適應(yīng)余熱的不同參數(shù)。
本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一 種煙氣余熱利用系統(tǒng)，包括安裝于煙道上的換熱沸騰裝置和用 于加熱用熱介質(zhì)的換熱冷凝裝置，且換熱冷凝裝置的安裝高度 高于換熱沸騰裝置的安裝高度，換熱冷凝裝置的冷凝液出口和 換熱沸騰裝置的液體進(jìn)口間連通有凝液導(dǎo)管，換熱沸騰裝置的 汽體出口和換熱冷凝裝置的汽體進(jìn)口間連通有導(dǎo)汽管，該煙氣 余熱利用系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)采用化學(xué)工質(zhì)，可以是氨水、酒精等 沸點(diǎn)低且蓄熱能力強(qiáng)的化學(xué)工質(zhì)，可根據(jù)余熱參數(shù)的不同選擇 特定化學(xué)工質(zhì)，設(shè)有化學(xué)工質(zhì)液體計量槽，化學(xué)工質(zhì)液體計量 槽與凝液導(dǎo)管間連通有進(jìn)液管，該煙氣余熱利用系統(tǒng)正壓運(yùn) 行，可根據(jù)化學(xué)工質(zhì)的不同，設(shè)計不同的微正壓。氨水或酒精 等化學(xué)工質(zhì)液體從化學(xué)工質(zhì)液體計量槽進(jìn)入凝液導(dǎo)管，由于重 力作用，化學(xué)工質(zhì)液體經(jīng)凝液導(dǎo)管進(jìn)入安裝于煙道上的換熱沸 騰裝置與髙溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，化學(xué)工質(zhì)泡態(tài)沸騰時吸收高溫 煙氣的熱量，使得煙氣溫度降低，而化學(xué)工質(zhì)相變?yōu)槠麘B(tài)，汽 態(tài)的化學(xué)工質(zhì)經(jīng)導(dǎo)汽管進(jìn)入換熱冷凝裝置中，汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì) 與用熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，用熱介質(zhì)被加熱，而汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì) 被冷凝為化學(xué)工質(zhì)液體，冷凝后的化學(xué)工質(zhì)液體由于重力再一 次經(jīng)凝液導(dǎo)管進(jìn)入安裝于煙道上的換熱沸騰裝置與髙溫?zé)煔?進(jìn)行熱交換，如此形成一個以化學(xué)工質(zhì)為傳熱介質(zhì)，無動力、閉路 循環(huán)的余熱利用系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是
設(shè)有進(jìn)水管，水從進(jìn)水管進(jìn)入凝液導(dǎo)管對化學(xué)工質(zhì)液體進(jìn) 行濃度調(diào)節(jié)。由于化學(xué)工質(zhì)在不同濃度下的沸點(diǎn)不同，所以， 可以通過調(diào)整化學(xué)工質(zhì)濃度來調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)傳熱介質(zhì)的沸點(diǎn)。當(dāng) 所述的用熱介質(zhì)為水(如除鹽水等)時，用熱介質(zhì)可部分從進(jìn) 水管進(jìn)入凝液導(dǎo)管對化學(xué)工質(zhì)液體進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)。
設(shè)有水吸收槽，水吸收槽與換熱冷凝裝置間連通有事故排 汽管，水吸收槽中裝有水。當(dāng)發(fā)生故障時，換熱冷凝裝置中的 汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì)可經(jīng)事故排汽管進(jìn)入水吸收槽中被水吸收。
安裝于水平煙道上的換熱沸騰裝置具有吸熱單元和再熱
單元，吸熱單元的液體進(jìn)口連通凝液導(dǎo)管，吸熱單元的汽體出 口與再熱單元的汽體進(jìn)口間連通有再熱導(dǎo)管，再熱單元的汽體
出口連通導(dǎo)汽管。即在傳統(tǒng)換熱器只有一個吸熱單元的基礎(chǔ)上 增加了再熱單元，使換熱更充分，從而可使低熱值的熱量向高 熱值的熱量轉(zhuǎn)換，更充分的利用了煙氣余熱，提高了換熱效率， 也使后續(xù)的用熱介質(zhì)提高到設(shè)計的溫度。
以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，所述換熱沸騰裝置安裝于與地面傾角 大于15°的煙道上，且該換熱沸騰裝置具有水平向的上、下 汽管和斜向的對流管束，上汽管的位置高于下汽管，上、下汽 管的下方都分別連通有兩排與煙道內(nèi)壁平行的聯(lián)通管，聯(lián)通管 的下端封閉，對流管束的兩端分別連通位于上、下汽管的下方
相應(yīng)的聯(lián)通管，且對流管束與煙道內(nèi)壁的夾角為75° ，下汽 管接所述凝液導(dǎo)管，上汽管接所述導(dǎo)汽管。本實(shí)用新型的有益效果是
1、 利用有些化學(xué)工質(zhì)沸點(diǎn)低、蓄熱能力強(qiáng)的特點(diǎn)，選擇 了部分適合的化學(xué)工質(zhì)，包括氨水和酒精等作傳熱介質(zhì)， 一改 同類產(chǎn)品習(xí)慣使用水作為介質(zhì)的做法，具有獨(dú)創(chuàng)性；
2、 換熱沸騰裝置布置緊湊、占用空間小，設(shè)計時考慮了 生產(chǎn)現(xiàn)場場地狹小、難于增加新設(shè)備的情況，適合用于各種鍋 爐(燃煤鍋爐、燃汽鍋爐、燃油鍋爐及生物質(zhì)燃料鍋爐)和工 業(yè)爐窯、化工生產(chǎn)反應(yīng)熱裝置；
3、 換熱沸騰裝置布置隨意，具有兩種結(jié)構(gòu)， 一種可以水 平安裝，另一種可以安裝于與地面傾角大于15°處(包括垂直 安裝)；
4、 系統(tǒng)運(yùn)行阻力小，設(shè)備基本無腐蝕，不積灰、不結(jié)露；
5、 采用微正壓運(yùn)行(根據(jù)工質(zhì)不同，設(shè)計不同的微正壓)， 解決了同類產(chǎn)品在運(yùn)行中出現(xiàn)的漏空汽從而影響換熱效果的 現(xiàn)象；
6、 采用閉路循環(huán)，避免了開放式循環(huán)易出現(xiàn)的工質(zhì)泄漏， 影響環(huán)保的問題。


圖1為本實(shí)用新型原理示意圖；"
圖2為安裝于水平煙道上的換熱沸騰裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為安裝于與地面傾角大于15°的煙道上的換熱沸騰 裝置結(jié)構(gòu)示意圖(圖中以垂直煙道為例)。
具體實(shí)施方式
7實(shí)施例 一種煙氣余熱利用系統(tǒng)，包括安裝于煙道10上 的換熱沸騰裝置1和用于加熱用熱介質(zhì)的換熱冷凝裝置2，且 換熱冷凝裝置的安裝髙度高于換熱沸騰裝置的安裝高度，換熱 冷凝裝置的冷凝液出口和換熱沸騰裝置的液體進(jìn)口間連通有
凝液導(dǎo)管3，換熱沸騰裝置的汽體出口和換熱冷凝裝置的汽體 進(jìn)口間連通有導(dǎo)汽管4，該煙氣余熱利用系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)采用 化學(xué)工質(zhì)，可以是氨水、酒精等沸點(diǎn)低且蓄熱能力強(qiáng)的化學(xué)工 質(zhì)，可根據(jù)余熱參數(shù)的不同選擇特定化學(xué)工質(zhì)，設(shè)有化學(xué)工質(zhì) 液體計量槽5，化學(xué)工質(zhì)液體計量槽與凝液導(dǎo)管間連通有進(jìn)液 管6，該煙氣余熱利用系統(tǒng)正壓運(yùn)行，根據(jù)化學(xué)工質(zhì)的不同， 設(shè)計不同的微正壓。氨水或酒精等化學(xué)工質(zhì)液體從化學(xué)工質(zhì)液 體計量槽進(jìn)入凝液導(dǎo)管，由于重力作用，化學(xué)工質(zhì)液體經(jīng)凝液 導(dǎo)管進(jìn)入安裝于煙道上的換熱沸騰裝置與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交 換，化學(xué)工質(zhì)泡態(tài)沸騰時吸收高溫?zé)煔獾臒崃?，使得煙氣溫?降低，而化學(xué)工質(zhì)相變?yōu)槠麘B(tài)，汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì)經(jīng)導(dǎo)汽管進(jìn)入 換熱冷凝裝置中，汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì)與用熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，用 熱介質(zhì)被加熱，而汽態(tài)的化學(xué)工質(zhì)被冷凝為化學(xué)工質(zhì)液體，冷 凝后的化學(xué)工質(zhì)液體由于重力再一次經(jīng)凝液導(dǎo)管進(jìn)入安裝于 煙道上的換熱沸騰裝置與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，如此形成一個 以化學(xué)工質(zhì)為傳熱介質(zhì)，無動力、閉路循環(huán)的余熱利用系統(tǒng)。 設(shè)有進(jìn)水管7，水從進(jìn)水管進(jìn)入凝液導(dǎo)管對化學(xué)工質(zhì)液體 進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)。由于化學(xué)工質(zhì)在不同濃度下的沸點(diǎn)不同，所以， 可以通過調(diào)整化學(xué)工質(zhì)濃度來調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)傳熱介質(zhì)的沸點(diǎn)。當(dāng) 所述的用熱介質(zhì)為水(如除鹽水等)時，用熱介質(zhì)可部分從進(jìn) 水管進(jìn)入凝液導(dǎo)管對化學(xué)工質(zhì)液體進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)。設(shè)有水吸收槽8，水吸收槽與換熱冷凝裝置間連通有事故
排汽管9，水吸收槽中裝有水。當(dāng)發(fā)生故障時，換熱冷凝裝置 中的汽態(tài)化學(xué)工質(zhì)可經(jīng)事故排汽管進(jìn)入水吸收槽中被水吸收。 安裝于水平煙道上的換熱沸騰裝置具有吸熱單元11和再 熱單元12，吸熱單元的液體進(jìn)口連通凝液導(dǎo)管3，吸熱單元的 汽體出口與再熱單元的汽體進(jìn)口間連通有再熱導(dǎo)管13，再熱
單元的汽體出口連通導(dǎo)汽管4。即在傳統(tǒng)換熱器只有一個吸熱 單元的基礎(chǔ)上增加了再熱單元，使換熱更充分，從而可使低熱 值的熱量向高熱值的熱量轉(zhuǎn)換，更充分的利用了煙氣余熱，提 高了換熱效率，也使后續(xù)的用熱介質(zhì)提高到設(shè)計的溫度。
以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，所述換熱沸騰裝置安裝于與地面傾角 大于15°的煙道上，且該換熱沸騰裝置具有水平向的上、下 汽管14、 15和斜向的對流管束16，上汽管的位置高于下汽管， 上、下汽管的下方都分別連通有兩排與煙道內(nèi)壁平行的聯(lián)通管 17,聯(lián)通管的下端封閉，對流管束的兩端分別連通位于上、下 汽管的下方相應(yīng)的聯(lián)通管，且對流管束與煙道內(nèi)壁的夾角為 75° ，下汽管接所述凝液導(dǎo)管3，上汽管接所述導(dǎo)汽管4。
本實(shí)用新型的節(jié)能分析如下以某燃煤鍋爐為例，且用熱 介質(zhì)為除鹽水，即節(jié)能量用于加熱除鹽水。
擬進(jìn)入該煙氣余熱利用系統(tǒng)的煙氣溫度為165° ，通過本 系統(tǒng)的熱傳遞和轉(zhuǎn)化，將排煙溫度降為109° ，此區(qū)間的煙氣 降溫幅度為56° ，根據(jù)換熱量計算， 一天可以加熱除鹽水 764. 64T (8. 85kg/s*3600*24/1000);全年可以加熱除鹽水 191160T (按全年滿負(fù)荷運(yùn)行6000小時計算)；即全年相當(dāng) 于節(jié)約標(biāo)煤1775T (191160*(95-30)/7000)。
權(quán)利要求1、一種煙氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在于包括安裝于煙道(10)上的換熱沸騰裝置(1)和用于加熱用熱介質(zhì)的換熱冷凝裝置(2)，且換熱冷凝裝置的安裝高度高于換熱沸騰裝置的安裝高度，換熱冷凝裝置的冷凝液出口和換熱沸騰裝置的液體進(jìn)口間連通有凝液導(dǎo)管(3)，換熱沸騰裝置的汽體出口和換熱冷凝裝置的汽體進(jìn)口間連通有導(dǎo)汽管(4)，該煙氣余熱利用系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)采用化學(xué)工質(zhì)，設(shè)有化學(xué)工質(zhì)液體計量槽(5)，化學(xué)工質(zhì)液體計量槽與凝液導(dǎo)管間連通有進(jìn)液管(6)，該煙氣余熱利用系統(tǒng)正壓運(yùn)行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在 于設(shè)有進(jìn)水管(7)，水從進(jìn)水管進(jìn)入凝液導(dǎo)管對化學(xué)工質(zhì)液 體進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙氣余熱利用系統(tǒng)，其特征在 于設(shè)有水吸收槽(8)，水吸收槽與換熱冷凝裝置間連通有事 故排汽管(9)，水吸收槽中裝有水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的煙氣余熱利用系統(tǒng)， 其特征在于安裝于水平煙道上的換熱沸騰裝置具有吸熱單元(11)和再熱單元(12)，吸熱單元的液體進(jìn)口連通凝液導(dǎo)管 (3)，吸熱單元的汽體出口與再熱單元的汽體進(jìn)口間連通有再 熱導(dǎo)管(13)，再熱單元的汽體出口連通導(dǎo)汽管(4)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的煙氣余熱利用系統(tǒng)， 其特征在于以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，所述換熱沸騰裝置安裝于與 地面傾角大于15°的煙道上，且該換熱沸騰裝置具有水平向 的上、下汽管(14、 15)和斜向的對流管束(16)，上汽管的位置高于下汽管，上、下汽管的下方都分別連通有兩排與煙道內(nèi)壁平行的聯(lián)通管(17)，聯(lián)通管的下端封閉，對流管束的兩 端分別連通位于上、下汽管的下方相應(yīng)的聯(lián)通管，且對流管束 與煙道內(nèi)壁的夾角為75° ，下汽管接所述凝液導(dǎo)管(3)，上 汽管接所述導(dǎo)汽管(4)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種煙氣余熱利用系統(tǒng)，該煙氣余熱利用系統(tǒng)采用了化學(xué)工質(zhì)作為傳熱介質(zhì)，利用化學(xué)工質(zhì)低沸點(diǎn)吸熱的特點(diǎn)，加快了熱循環(huán)和余熱利用的效率，同時，化學(xué)工質(zhì)的濃度可調(diào)整，通過調(diào)整化學(xué)工質(zhì)濃度來調(diào)整工質(zhì)沸點(diǎn)，從而適應(yīng)余熱的不同參數(shù)，該煙氣余熱利用系統(tǒng)的換熱沸騰裝置的布置范圍廣，既可安裝于水平煙道，也可安裝于與地面傾角大于15°的煙道上，包括了垂直煙道和彎頭處。
文檔編號F24H7/02GK201412963SQ20092004537
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者萬志堅, 晁岱軍 申請人:晁岱軍;萬志堅