一种热管式降膜蒸发低温余热利用及水回收设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种余热及水回收利用设备，具体涉及一种热管式降膜蒸发低温余热利用及水回收设备，属于节能减排技术领域。
【背景技术】
[0002]我国每年排放的约十亿吨标准煤当量的工业余热大部分为低温烟气余热，采用水作为朗肯循环工质则效率较低，甚至无法回收。烟气中含有的水分排放到大气中也是构成我国多“雾”天气的一大原因，降低空气透明度，影响人类生活环境。
[0003]现有的余热回收设备一般采用管壳式换热器回收烟气余热，但低温烟气在管壳式换热器中换热系数较低。为了提高换热效率，管壳式换热器体积庞大，金属耗材多。降膜蒸发使液体在管外表面形成均匀薄膜，且由于重力作用，未蒸发液体垂直落下，落到下一层管壁上继续换热，减少了工质用量，提高了换热效率。
[0004]热管是具有特别高的导热性能的传热元件。内壁贴附丝网状吸液芯，使工作液体在吸液芯内不受位置的限制而移动，且管内为真空，表现为强传热性。
[0005]现有的有机朗肯循环热力装置一般为亚临界参数、汽包式池沸腾生产蒸汽，发明专利CN201110371040.3和CN201110371010.2虽然采用热管作为导热元件，但是汽包式池沸腾所需工质量很大，有机工质价格昂贵(其吨成本在万元左右)，造成了装置投资较高；池沸腾所需过热度一般在10°C以上才能保证蒸汽产量，而降膜蒸发的过热度在2?3°C即可保证较高的蒸汽产量，扩大了低温余热资源的利用范围。
[0006]但如实用新型专利CN200720032022.1的现有技术虽然采用降膜蒸发原理进行换热，但结构尺寸太过固定，使用不方便。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种热管式降膜蒸发低温余热利用及水回收设备，该设备是一种造价低廉的高效低温烟气余热和水回收设备，可将低温余热用于生产高品位的蒸汽，用于提供动力、发电、制冷、供暖等并将烟气中的水分冷凝回收。
[0008]本发明采用以下技术方案:
[0009]一种热管式有机工质降膜蒸发低温余热利用设备，其中，包括烟道、热管管组、蒸发室、储液罐、收水管、收水罐、升压泵、布液器、回流管、滤液器、主蒸汽管道、冷凝装置和分散式控制装置(DCS);热管管组受热端伸入烟道，热管管组受冷端伸入蒸发室中；布液器设置在热管管组受冷端上方，将有机工质均匀布流至热管管组最上排；；所述滤液器设在主蒸汽管道与蒸发室连接处，蒸发室中的蒸汽经滤液器进入主蒸汽管道，输送至蒸汽利用装置，乏汽经冷凝装置回流至储液罐；所述蒸发室底部设回流管，所述回流管连接装有有机工质的储液罐，储液罐连接的升压泵提供动力将有机工质输入布液器；所述收水管布置在烟道中心位置，并在每层热管管组下设有收水漏斗，烟道内的水分经热管管组受冷端冷凝流入收水管，最终汇入收水罐；所述DCS控制装置与工业生产线监测控制装置连接；在工业生产不稳定即烟气流量发生波动时，可通过调节旁路装置来调节主回路的有机工质流量，保证主蒸汽参数在所需的范围内(蒸汽温度与设计值偏差< ±10°c);在主蒸汽管道上增设补汽口，提高了蒸汽供应能力和设备调节能力。
[0010]根据本发明的一个方面，提供了一种热管式有机工质降膜蒸发低温余热利用设备，其中，包括烟道、热管管组、蒸发室、储液罐、收水管、收水罐、升压泵、布液器、回流管、滤液器、主蒸汽管道、冷凝装置和分散式控制装置(DCS);
[0011]其中
[0012]所述蒸发室呈环状包围在烟道外部；
[0013]所述热管管组受热端伸入烟道，热管管组受冷端伸入蒸发室；
[0014]所述布液器设置在热管管组受冷端上方，并与有机工质管道相连，用于使有机工质由布液器均匀布流至热管管组的热管上；
[0015]所涉滤液器设在蒸发室的最顶端并与主蒸汽管道相连接，用于将有机工质受热蒸发所形成的高品质蒸汽输送至所述冷凝装置，以对该蒸汽进行利用；
[0016]升压泵用于将储液罐内的有机工质输送到布液器。
[0017]所述热管管组水平倾斜5?10°，有利于热管管内工质的流动，传热性能更好。
[0018]所述热管管组分层且呈中心对称布置，每层热管管数可根据实际蒸发室尺寸和热管结构尺寸确定。
[0019]所述热管管组表面设有细微网状栅格，用于强化降膜换热效率。
[0020]所述有机工质一般为烷烃及其卤化物、多甲基硅氧烷等有机物，300°C以下一般采用苯、戊烷、丁烷及其卤化物等沸点较低的有机物。
[0021]作为优选，所述热管式有机工质降膜蒸发低温余热利用设备还包括一由DCS控制装置控制的旁路装置。
[0022]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0023]1、由于采用了技术成熟的热管作为导热元件，增强了低温烟气与受热面之间的换热系数，减少热阻，大大减少热损，提高热能利用，同时减少受热面积，减小了工程造价。本适用于工业锅炉、大量废热烟道、能量回收利用场合。
[0024]2、由于低沸点有机物的蒸发潜热比水小很多，降低了蒸发段传热温差损失和凝汽器冷凝热损失，因此采用低沸点有机物作为工质，可以提高循环效率。
[0025]3、鉴于低沸点有机物价格昂贵，汽包式的池沸腾蒸发装置需要大量的有机工质，本发明采用降膜蒸发的蒸发形式，使得加热较为均匀，传热效率高，加热时间短，大大减少对有机工质的需求量，从而降低投资。
[0026]4、由于烟气中会携带部分水蒸气，本发明中热管管组受冷端可冷凝部分水蒸气，且热管倾斜布置，有利于冷凝下来的水顺管组流入收水漏斗中，最终回收至收水罐，可再利用，避免了水资源的浪费。
[0027]5、本发明将DCS控制装置与工业生产线控制与监测装置相连接，保证余热回收设备与工业生产线数据与控制的联动。当工业生产线调整生产量时，烟气量会发生相应的变化，DCS控制装置通过联动获得生产线生产动态，并实时监测烟气通道内烟气流量和温度值，调节旁路阀门的开关，保证蒸发室内的温度和压力在正常范围内，避免余热回收设备对生产线造成不利影响。
[0028]本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研宄对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。
【附图说明】
[0029]图1为根据本发明的一个实施例的结构示意图；
[0030]图2为图1中蒸发室A-A截面俯视图；
[0031]图3为根据本发明的一个实施例的收水管示意图。
[0032]附图标记:
[0033]101 烟气入口； 102烟气出口； 103烟道；
[0034]104热管管组受 105热管管组受 106密封板；
[0035]冷端；冷端；
[0036]107滤液器；108布液器；109收水管；
[0037]110收水罐；111蒸发室；112回流管；
[0038]113储液罐；114升压泵；115旁路装置；
[0039]116蒸汽利用装 117凝汽器；118输液泵；
[0040]置；
[0041]119主蒸汽管道；120 DCS控制装置 121生产线检测控制
[0042]装置；
[0043]122补气口；123收水漏斗124粘结部分
[0044]125 流水口
【具体实施方式】
[0045]以下用实施例结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0046]如图1所示，根据本发明的一个实施例的热管式降膜蒸发低温余热利用及水回收设备包括烟气入口 101、烟气出口 102、烟道103、热管管组受冷端104、热管管组受热端105、密封板106、滤液器107、布液器108、收水管109、收水罐110、蒸发室111、回流管112、储液罐113、升压泵114、旁路装置115、蒸汽利用装置116、凝汽器117、输液泵118、主蒸汽管道119、分散式控制装置(DCS) 120、生产线检测控制装置121、补气口 122。
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