CN110939929A - 一种烟气换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及余热利用技术领域，公开了一种烟气换热装置，其包括从前至后顺次连接的进烟段、换热室、蓄水室及出烟段；所述进烟段具有进烟口，所述换热室内部限定有与所述进烟口连通的第一内腔，所述蓄水室内限定有第二内腔，所述第二内腔具有进水端及出水端，所述出烟段具有出烟口；所述第一内腔内设有换热管组件，所述换热管组件内部限定有呈弯折状的换热通道，所述换热通道具有进气口及出气口；所述第二内腔内设有若干第二换热管，所述第二换热管的一端连通所述第一内腔，所述第二换热管的另一端连通所述出烟口。本发明的有益效果为：能够充分利用烟气余热，降低排烟温度，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本发明涉及余热利用技术领域，特别是涉及一种烟气换热装置。
背景技术
众所周知，锅炉的排烟热损失是锅炉热损失中的主要部分。一些火电厂中的锅炉排烟温度高达400-500℃，普通天然气锅炉的排烟温度也达到了210℃左右，这使得大量的燃料燃烧产生的热能被高温烟气带走；此外，即使通过空气预热器换热后的烟气，其温度也高于100℃，其本身还是携带有大量热能。因此，如何降低排烟温度，充分利用烟气余热以达到更好的节能减排效果，是当前迫在眉睫的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种烟气换热装置，能够有效利用烟气的余热，实现节能减排。
为了实现上述目的，本发明提供了一种烟气换热装置，其包括从前至后顺次连接的进烟段、换热室、蓄水室及出烟段；
所述进烟段具有进烟口，所述换热室内部限定有与所述进烟口连通的第一内腔，所述蓄水室内限定有第二内腔，所述第二内腔具有进水端及出水端，所述出烟段具有出烟口；
所述第一内腔内设有换热管组件，所述换热管组件内部限定有呈弯折状的换热通道，所述换热通道具有进气口及出气口；
所述第二内腔内设有若干第二换热管，所述第二换热管的一端连通所述第一内腔，所述第二换热管的另一端连通所述出烟口。
作为优选方案，所述换热管组件从后至前延伸，所述进气口位于所述第一内腔的后端，所述出气口位于所述第一内腔的前端。
作为优选方案，所述换热管组件包括若干换热单元，所述换热单元包括若干沿与所述烟气的流动方向垂直设置的第一换热管，所述第一换热管的两端分别为进气端及出气端，位于最后侧的所述换热单元中的各第一换热管的进气端构成所述进气口，位于最前侧的所述换热单元中的各第一换热管的出气端构成所述出气口，
所述换热室内部限定有若干混流腔，除所述进气口及所述出气口以外，所述换热单元中各第一换热管的出气端与位于其前侧相邻的换热单元中各第一换热管的进气端通过同一所述混流腔连通。
作为优选方案，所述进水口位于所述第二内腔的后端，所述出水口位于所述第二内腔的前端。
作为优选方案，所述第二换热管的外部设置有换热翅片。
作为优选方案，所述换热翅片沿所述第二换热管的轴向呈螺旋状延伸。
作为优选方案，所述换热室及所述蓄水室的侧壁上均设置有保温层。
作为优选方案，所述烟气换热装置还包括补水箱及保温水箱，所述补水箱的出水口连通所述蓄水室的进水端，所述保温水箱的进水口连通所述蓄水室的出水端，所述保温水箱的出水口连通用水设备。
作为优选方案，连通所述保温水箱与所述蓄水室的管路上设置有阀门，所述烟气换热装置还包括控制单元，所述保温水箱内设置有液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器及所述阀门均采用电连接。
作为优选方案，所述保温水箱内设置有温度传感器及电加热器，所述控制单元与所述温度传感器及所述电加热器均采用电连接。
本发明实施例一种烟气换热装置与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的烟气换热装置，包括换热室及蓄水室，分别用于加热空气及水，高温烟气从进烟口进入后，先在换热室内与流经换热管组件内部的空气进行换热，换热后的烟气变成中低温烟气，中低温烟气经过流入第二换热管内，然后与蓄水室内的水进行换热，加热蓄热室内的水，最后低温烟气从出烟口排出；采用这种烟气换热装置，能够充分利用烟气余热，降低排烟温度，达到节能减排的目的。
附图说明
图1是本发明实施例中一种烟气换热装置的结构示意图。
图中，1、进烟段；11、进烟口；2、换热室；21、第一内腔；22、混流腔；3、蓄水室；31、第二内腔；311、进水端；312、出水端；4、出烟段；41、出烟口；5、换热管组件；51、换热单元；511、第一换热管；52、进气口；53、出气口；6、第二换热管；7、换热翅片；8、补水箱；9、保温水箱；10、阀门；20、控制单元；30、液位传感器；40、温度传感器；50、电加热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
另外，需要指出的是，本实施例中，沿烟气流动的方向，烟气先流过的为“前端”，烟气后流过的为“后端”。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种烟气换热装置，其包括从前至后顺次连接的进烟段1、换热室2、蓄水室3及出烟段4；所述进烟段1具有进烟口11，所述换热室2内部限定有与所述进烟口11连通的第一内腔21，所述蓄水室3内限定有第二内腔31，所述第二内腔31具有进水端311及出水端312，所述出烟段4具有出烟口41；所述第一内腔21内设有换热管组件5，所述换热管组件5内部限定有呈弯折状的换热通道，所述换热通道具有进气口52及出气口53；所述第二内腔31内设有若干第二换热管6，所述第二换热管6的一端连通所述第一内腔21，所述第二换热管6的另一端连通所述出烟口41。
基于上述技术方案，该烟气换热装置的运行过程为：高温烟气从进烟口11进入换热室2的第一内腔21内，首先与空气进行换热，低温空气从进气口52进入换热管组件5内，并沿换热通道流动与高温烟气进行换热后，变成热空气从出气口53流出进入炉膛参与燃烧；高温烟气经过换热室换热后变成中低温烟气，中低温烟气进入第二换热管6内，与第二内腔31内的水进行换热，水能够进一步吸收烟气的余热从而变成热水；最终，烟气从出烟口41排出。
本实施例中的烟气换热装置，能够充分利用高温烟气的余热，明显降低排烟温度，达到节能减排的目的。
示例性地，本实施例中，所述换热室2及蓄水室3呈外径相同的筒状，进烟段1及出烟段4均呈圆台状，具体如附图1所示。
为了优化换热效率，本实施例中，所述换热管组件5从后至前延伸，所述进气口52位于所述第一内腔21的后端，所述出气口53位于所述第一内腔21的前端；空气与高温烟气形成逆向流动。
本实施例中，具体地，所述换热管组件5包括若干换热单元51，所述换热单元51包括若干沿与所述烟气的流动方向垂直设置的第一换热511管，所述第一换热管511的两端分别为进气端及出气端，位于最后侧的所述换热单元51中的各第一换热管511的进气端构成所述进气口52，位于最前侧的所述换热单元51中的各第一换热511管的出气端构成所述出气口53，所述换热室2内部限定有若干混流腔22，除所述进气口52及所述出气口53以外，所述换热单元51中各第一换热管511的出气端与位于其前侧相邻的换热单元51中各第一换热管511的进气端通过同一所述混流腔22连通，使得换热通道整体呈s形；基于该换热组件5的结构，同一换热单元51中各第一换热管511的空气经过换热后，均先流向混流腔22进行混合，之后再分别流入下一换热单元51中的各第一换热管511继续进行换热，能够避免不同第一换热管511内的换热空气之间的温度偏差过大。
具体如附图1所示，本实施例中，各换热单元51中包括4根所述第一换热管；换热室2的上侧设有两个混流腔22，换热室5的下侧设有一个混流腔22。
本实施例中，为了保证从出水端312排出的水温，所述进水端311位于所述第二内腔31的后端，所述出水端312位于所述第二内腔31的前端。
由于流入蓄水室3内的烟气为中低温烟气，其温度相对较低，为了加强换热效率，所述第二换热管6外部设置有换热翅片7，能够增加第二换热管6的换热面积；示例性地，换热翅片7焊接于所述第二换热管6的外部。
优选地，本实施例中的所述换热翅片7沿所述第二换热管6的轴向呈螺旋状延伸。
本实施例中，所述换热室2及所述蓄水室3的侧壁上均设置有保温层，能够有效进行保温，防止热量发散。
复参阅附图1所示，该烟气换热装置还包括补水箱8及保温水箱9，所述补水箱8的出水口连通所述蓄水室3的进水端311，所述保温水箱9的进水口连通所述蓄水室3的出水端212，所述保温水箱9的出水口连通用水设备；当蓄水室3内的水加热达到一定温度后，热水将存储至保温水箱9内进行保温，供用水设备取用热水。
本实施例中，为了实现自动化控制，连通所述保温水箱9与所述蓄水室3的管路上设置有阀门10，所述烟气换热装置还包括控制单元20，所述保温水箱10内设置有液位传感器30，所述控制单元20与所述液位传感器30及所述阀门10均采用电连接；当液位传感器30检测到保温水箱9中的水位过低时，反馈至控制单元20，控制单元20控制阀门10打开，为保温水箱9补水。
另外，为了进一步实现自动化控制，所述保温水箱9内设置有温度传感器40及电加热器50，所述控制单元20与所述温度传感器40及所述电加热器50均采用电连接；当温度传感器40检测到保温水箱9内热水的温度未达到预设温度时(例如80℃)，不足以提供生活热水，控制单元20控制电加热管50辅助加热。
综上，本发明实施例提供一种烟气换热装置，其包括换热室及蓄水室，分别用于加热空气及水，高温烟气从进烟口进入后，先在换热室内与流经换热管组件内部的空气进行换热，换热后的烟气变成中低温烟气，中低温烟气经过流入第二换热管内，然后与蓄水室内的水进行换热，加热蓄热室内的水，最后低温烟气从出烟口排出；采用这种烟气换热装置，能够充分利用烟气余热，降低排烟温度，达到节能减排的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种烟气换热装置，其特征在于，包括从前至后顺次连接的进烟段、换热室、蓄水室及出烟段；
所述进烟段具有进烟口，所述换热室内部限定有与所述进烟口连通的第一内腔，所述蓄水室内限定有第二内腔，所述第二内腔具有进水端及出水端，所述出烟段具有出烟口；
所述第一内腔内设有换热管组件，所述换热管组件内部限定有呈弯折状的换热通道，所述换热通道具有进气口及出气口；
所述第二内腔内设有若干第二换热管，所述第二换热管的一端连通所述第一内腔，所述第二换热管的另一端连通所述出烟口。
2.如权利要求1所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热管组件从后至前延伸，所述进气口位于所述第一内腔的后端，所述出气口位于所述第一内腔的前端。
3.如权利要求2所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热管组件包括若干换热单元，所述换热单元包括若干沿与所述烟气的流动方向垂直设置的第一换热管，所述第一换热管的两端分别为进气端及出气端，位于最后侧的所述换热单元中的各第一换热管的进气端构成所述进气口，位于最前侧的所述换热单元中的各第一换热管的出气端构成所述出气口，
所述换热室内部限定有若干混流腔，除所述进气口及所述出气口以外，所述换热单元中各第一换热管的出气端与位于其前侧相邻的换热单元中各第一换热管的进气端通过同一所述混流腔连通。
4.如权利要求1所述的烟气换热装置，其特征在于，所述进水端位于所述第二内腔的后端，所述出水端位于所述第二内腔的前端。
5.如权利要求1所述的烟气换热装置，其特征在于，所述第二换热管的外部设置有换热翅片。
6.如权利要求5所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热翅片沿所述第二换热管的轴向呈螺旋状延伸。
7.如权利要求1所述的烟气换热装置，其特征在于，所述换热室及所述蓄水室的侧壁上均设置有保温层。
8.如权利要求1-7中任一项所述的烟气换热装置，其特征在于，还包括补水箱及保温水箱，所述补水箱的出水口连通所述蓄水室的进水端，所述保温水箱的进水口连通所述蓄水室的出水端，所述保温水箱的出水口连通用水设备。
9.如权利要求8所述的烟气换热装置，其特征在于，连通所述保温水箱与所述蓄水室的管路上设置有阀门，所述烟气换热装置还包括控制单元，所述保温水箱内设置有液位传感器，所述控制单元与所述液位传感器及所述阀门均采用电连接。
10.如权利要求8所述的烟气换热装置，其特征在于，所述保温水箱内设置有温度传感器及电加热器，所述控制单元与所述温度传感器及所述电加热器均采用电连接。
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