专利名称：一种烟气冷凝器及包括该烟气冷凝器的冷凝锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业锅炉领域，具体涉及一种烟气冷凝器及包括该烟气冷凝器的 冷凝锅炉，主要用于燃用燃料油或燃气的热水采暖等系统。
背景技术：
现有的中小型燃油燃气热水锅炉一般为卧式室燃三回程湿背结构，国内为WNS系 列。按燃料低位发热量来说，其效率多小于93%，最高不超过94% ；其额定负荷时排烟温度为 130—200°C，该类锅炉的热效率较低，排烟中还有大量的热量可供回收。另外，这类热水锅炉的供暖循环水温度不能太低，当燃用天燃气的这类锅炉回水 温度低于阳0C时，在第三回程烟管、后管板、及后烟气收集箱将形成结露现象，上述部件的 材料若为碳钢或锰钢还会造成酸性冷凝水腐蚀。以北京的天燃气锅炉为例，冬季有三分之 一的时间，供暖循环水的回水温度低于阳0C,因此有很大一部分燃气热水锅炉将遭受严重 的冷凝腐蚀，其寿命、安全性和维修次数因此受到影响。为提高上述锅炉的效率，有些设计院在锅炉尾部设计有分体式节能器。分体式节 能器与锅炉非同一厂家或与锅炉同一厂家生产，但都与锅炉分体安装，其热效率将提高3— 5%。但锅炉本体遭受的冷凝腐蚀问题依然没有解决。而且，加装的节能器多为传统的鳍片 管式省煤器结构。在鳍片管的背烟风侧将产生烟气低流速和回流区，该区域的管壁易被灰 尘附着而影响换热，影响热回收，并且增加了维护次数，增加了运营成本。为解决锅炉冷凝腐蚀问题，同时也为了保证锅炉的水质符合标准，也有部分设计 院采用换热器将大型供暖系统分隔为一、二次热水循环系统，一次循环水系统平均温度比 二次系统平均温度高20 %以上。这样保证一次循环水系统中锅炉的回水温度不低于55 0C, 因而锅炉不受冷凝腐蚀。但这种系统不仅大幅增加了初投资，而且增加了水泵的台数和耗 电量、系统中换热器还有一定的散热损失、锅炉因供回水温度大幅提高，使得排烟温度上升 而效率下降，故这样的系统导致运行效率将下降3%左右。目前普通锅炉主要存在以下问题1)普通卧式燃油燃气热水锅炉的效率较低。2)卧式燃油燃气锅壳锅炉加节能器(烟气换热器或烟气冷凝换热器)的热水采暖 系统，虽然实际效率提升了约3—5%，但当锅炉的回水温度较低时，WNS系列锅炉尾部对流 受热面，包括烟管、后管板和烟箱，特别是采用碳钢或锰钢材质的对流受热面，因管壁内外 温差较小，钢板烟气侧温度低于烟气露点温度，在烟侧将出现结露现象烟气中水蒸气在钢 板壁凝结，形成酸性冷凝水，酸性冷凝水将腐蚀钢板或钢管，造成安全隐患、维修费用的增 加甚至因此造成锅炉的报废。3)现有的节能器(或称省煤器、烟气换热器、冷凝换热器等)多为鳍片管、销钉管、 螺旋翅片管等管式烟气受热面，强化传热的方式为增加拓展受热面。管与烟气流动方向多 为交叉流，在管的背烟气侧将产生烟气低速区。在这个低速区，烟气中的灰尘等将附着于管 道表面，当回水温度较低时(低于55°C)，节能器的低温区管段烟侧灰尘更易附着于湿润的管道表面，造成换热效率下降，且久而久之，灰尘将堵塞烟气通路，造成危险。另外，附着于 管道表面和扩展受热面之间的灰尘不易清理，增加了维护的次数和难度。4)采用冷凝式鳍片管节能器，当鳍片管横置时，冷凝水滴落时遇到温度较高的烟 气，将产生二次蒸发，会降低换热效率。5)目前国产整体式冷凝锅炉功率较小，技术水平远落后于欧美发达国家。而欧美 见诸于世的最大的一体式冷凝锅炉也不超过3000KW。
实用新型内容本实用新型要解决的问题是提供一种烟气冷凝器，该烟气冷凝器能够使烟气增强 扰动，强化烟气侧的传热。本实用新型还要解决的问题是提供一种冷凝锅炉，该锅炉采用上述烟气冷凝器， 既提高锅炉的效率，又能免受低温烟气段的冷凝腐蚀。为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案一种烟气冷凝器，包括外壳、换热体和烟气收集箱，该外壳外接循环水系统；所述 换热体设置若干间隔排列的烟气通道和水通道，该烟气通道与水通道相互垂直且共用侧 壁；所述烟气通道与烟气收集箱连接，该烟气通道的内侧壁设有若干折形凸起，相对侧壁的 凸起走向交错。进一步地，所述烟气通道由两不锈钢板对接而成，该不锈钢板上有多个斜向凸起， 所述凸起图案呈V形、W形或螺旋形。所述烟气通道的内侧壁凸起间形成烟气沟槽，破坏烟 气对流换热的热边界层和层流边界层，起到很好的强化传热的作用。沟槽的宽度以可以伸 入较细的毛刷以利于清洁换热面和更好的强化传热效果两者兼顾为宜。进一步地，所述换热体为不锈钢材质。进一步地，所述换热体的两端分别设有前烟气收集箱和后烟气收集箱，烟气从前 烟气收集箱进入换热体，经过换热后，温度下降，再进入烟气冷凝器的后烟气收集箱，该后 烟气收集箱与设置在外壳的烟气出口连接，最后可经烟 排放到室外。进一步地，所述换热体外设有保温层。进一步地，所述外壳设有冷凝水排放口，其作用是将烟气冷凝器烟气侧产生的冷 凝水排出。一种包括上述的烟气冷凝器的冷凝锅炉，它包括燃烧换热器、上述的烟气冷凝器、 燃烧器，所述燃烧换热器与燃烧器连接，烟气冷凝器与燃烧换热器通过烟气通道和水管连 接。本实用新型具有如下优点1)本实用新型的烟气冷凝器采用烟气侧强化扰动，烟气通道内的烟气不断地分 流、折向、交叉和汇合，如此，破坏烟气对流换热的热边界层和层流边界层，增强烟气侧的强 化对流传热效果。另外，烟气中的(X)2和NOx等有害成份被冷凝水部分吸收，排放到大气中 的有害物质大为减少，有利于环保；同时冷凝水对烟侧受热面具有自冲洗功能，比普通WNS 系列热水锅炉加管式冷凝节能器具有较长的维护周期。2)本实用新型的烟气冷凝器的对流受热面采用不锈钢材质，防止了 WNS系列热水 锅炉低温烟气段的冷凝腐蚀。[0025]3)本实用新型冷凝式锅炉最大限度吸收烟气中的显热，同时吸收烟气中的水蒸气 冷凝成水释放出的大量潜热，排烟温度仅比回水温度高20°C左右，对余热进行回收利用，达 到节能的效果；冷凝式锅炉的热效率比普通WNS系列热水锅炉热效率高7-12%。4)本实用新型结构合理，烟气侧阻力较小，鼓风消耗电能少，且符合系统要求；高 效、节能、环保，且具有寿命长和维修少等优点。
图1为烟气冷凝器的结构示意图；图2为换热体的结构示意图；图3为图2的A-A视图；图4为冷凝锅炉下方连接的结构示意图；图5为冷凝锅炉后方连接的结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1所示，本实施例提供一种烟气冷凝器，其包括外壳1、换热体2以及设置在换 热体2两端的前烟气收集箱3和后烟气收集箱4 ；图2、3所示，所述换热体2包括若干个由 两不锈钢板21对接而成的换热组，两不锈钢板21通过焊点M对接。不锈钢板一侧经压制 成沟槽23，另一侧则形成长条的凸起22。所述凸起22相对的空间为烟气通道B，相邻的空 间为水通道C，该烟气通道B与水通道C共用侧壁且相错分布；所述外壳1外接水管。所述 烟气通道的凸起22相接触成W形，并形成90度左右的夹角。当烟气从两片之间流过时，其 只能以凸起22之间的沟槽23作为流道前进，且只能不断更换沟槽前进。这样，烟气流动不 断改变方向和旋转，从而各股烟气不断进行分流、转向、交叉、汇合，进行强化传热。这是区 别于现有的增加拓展受热面的强化传热的节能器的根本之处；且所述相对侧壁的凸起22 走向完全交错，破坏烟气对流换热的热边界层和层流边界层，起到很好的强化传热的作用。 沟槽23的宽度以可以伸入较细的毛刷以利于清洁换热面和更好的强化传热效果两者兼顾 为宜。如图2、3所示，所述换热体外设有保温层，可有效减少散热损失。实施例2如图4所示，本实施例提供一种包括实施例1中烟气冷凝器的冷凝锅炉，包括燃烧 换热器6、实施例1中的烟气冷凝器7、燃烧器8，所述燃烧换热器6与燃烧器8连接，烟气冷 凝器7安装在燃烧换热器6炉胆61的下方，并与燃烧换热器6通过烟气通道9和水侧连接 管10连接；其中，烟气冷凝器的不锈钢板的凸起图案呈螺旋形。使用时，烟气经过前烟气收集箱3进入换热体2后，经过烟气通道和水通道的换 热，温度下降，再进入后烟气收集箱4，该后烟气收集箱4与设置在外壳1的烟气出口 5连 接，最后可经烟 排放到室外。所述外壳设有冷凝水排放口 11，其作用是将烟气冷凝器烟气 侧产生的冷凝水排出。所述外壳还设有热水出口 12和回水接口 13。实施例3如图5所示，本实施例提供一种冷凝锅炉，本实施例与实施例2的不同之处在于，烟气冷凝器的不锈钢板的凸起图案呈V形；烟气冷凝器7可以连接于燃烧换热器6炉胆61 的正后方。 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。 凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的 保护范围之列。
权利要求1.一种烟气冷凝器，其特征在于，包括外壳、换热体和烟气收集箱，所述换热体设置若 干相互间隔排列的烟气通道和水通道，所述烟气通道与水通道垂直且共用侧壁；所述烟气 通道与烟气收集箱连接，该烟气通道的内侧壁设有若干折形凸起，且相对侧壁的凸起走向 交错。
2.根据权利要求1所述的烟气冷凝器，其特征在于，所述烟气通道由两不锈钢板对接 而成，该不锈钢板上有若干斜向凸起，所述斜向凸起图案呈V形、W形或螺旋形。
3.根据权利要求1所述的烟气冷凝器，其特征在于，所述换热体采用不锈钢材质。
4.根据权利要求1所述的烟气冷凝器，其特征在于，所述换热体烟气通道的两端分别 设置前烟气收集箱和后烟气收集箱，后烟气收集箱与设置在外壳的烟气出口连接。
5.根据权利要求1所述的烟气冷凝器，其特征在于，所述换热体外设有保温层。
6.根据权利要求1所述的烟气冷凝器，其特征在于，所述外壳设有冷凝水排放口。
7.一种包括如权利要求1所述烟气冷凝器的冷凝锅炉，其特征在，它包括燃烧换热器、 烟气冷凝器和燃烧器，所述燃烧换热器与燃烧器连接，烟气冷凝器与燃烧换热器通过烟气 通道和水管连接。
专利摘要本实用新型涉及一种烟气冷凝器及包括该烟气冷凝器的冷凝锅炉，所述烟气冷凝器包括外壳、换热体和烟气收集箱，所述换热体设置若干相互间隔排列的烟气通道和水通道，所述烟气通道与水通道垂直且共用侧壁；所述烟气通道与烟气收集箱连接，该烟气通道的内侧壁设有若干折形凸起，且相对侧壁的凸起走向交错；所述的冷凝锅炉包括燃烧换热器、烟气冷凝器、燃烧器，所述燃烧换热器与燃烧器连接，烟气冷凝器与燃烧换热器通过烟气通道和水管连接。烟气冷凝器能够使烟气扰动加强，强化烟气侧的传热。所述冷凝器采用不锈钢材质，采用上述烟气冷凝器的锅炉，锅炉的效率得到提高，还能免受低温烟气段的冷凝腐蚀。
文档编号F28D9/00GK201935616SQ20112004190
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者徐家军 申请人:徐家军