烟道换热装置的制作方法

本实用新型涉及脱硫废水余热闪蒸自结晶零排放技术领域，具体涉及一种用于烟气余热回收的烟道换热装置。

背景技术：

在脱硫废水余热闪蒸自结晶零排放技术领域中，脱硫废水常规处理技术的末端都采用蒸发结晶技术，也就是用热量将废水中的水和固体废弃物分离开。常规的热量获取方式分为省煤器后取热和除尘后取热，其中省煤器后取热是从脱硝反应器后抽取一部分高温烟气(烟气温度约350度)，用该烟气将预处理后的废水直接蒸发成固体；除尘器后取热是指将换热器布置在除尘后脱硫吸收塔前(烟气温度约130度)，通过气水换热将脱硫前的烟气热量转化成所需的热量。前一种热量获取方式获取的热量较高，但是会对锅炉效率产生影响，因此除尘器后取热作为废水蒸发结晶的热源是最经济节能的一种废水处理方式。

目前，比较主流的除尘器后取热方式通常采用低低温省煤器的换热结构，即烟气经变径降速后经过换热管，与换热管内的水进行热交换，换热后的烟气再经缩径后进入吸收塔。然而该换热结构存在以下一些缺点：1)结构复杂：为了保证进入换热器的烟气流速，进入换热器前烟道必须进行扩径，换热完后为了与吸收塔入口烟道连接，必须进行缩径，导致其结构非常复杂，且整体占地面积较大。2)整体结构阻力较大：烟气经扩径、缩径产生的阻力较大，常规低省初期运行的阻力可达到350pa，而后期运行时，容易结垢，阻力将会更大。3)出口流场不均匀：低省出口设置缩径，导致进入吸收塔前烟气的流场非常不均匀，这就对入口烟气排放连续监测系统(CEMS)的设置、塔入口均流板的设置均提出了较高要求。4)制造成本高：换热截面增大、进出口烟道设置变径以及设备设置必要的支撑，均会增加其制造和安装成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足之处，本实用新型提出了一种结构合理且整体结构阻力较小的烟道换热装置，以提高烟气余热的回收质量和回收效率。

根据本实用新型的烟道换热装置，包括：支撑架，固定在支撑架上的多个换热组件，与各换热组件的顶端连通的蒸汽收放组件，以及与各换热组件的底端相连通的液体收放组件，其中，各换热组件在支撑架的支撑下共同形成一立体的换热结构，换热结构的换热截面尺寸与烟道的截面尺寸相同。

进一步地，各换热组件在支撑架的支撑下呈阵列式分布，以使换热结构形成为长方体结构。

进一步地，换热组件包括多个并列设置的换热管。优选地，换热组件包括三个并列设置的换热管，还优选地，相邻换热管之间的间距为200mm至 300mm。

进一步地，换热管包括管本体和间隔形成在管本体的外周壁上的多个翅壁，各翅壁均沿管本体的长度方向延伸且彼此之间相互平行。

进一步地，蒸汽收放组件包括蒸汽收集管和与蒸汽收集管相连通的蒸汽收集箱，各换热管的顶端均与蒸汽收集管相连通。

进一步地，蒸汽收集箱位于换热结构的一侧的顶部。

进一步地，蒸汽收集箱形成为管状，蒸汽收集箱的轴线与蒸汽收集管的轴线垂直，且蒸汽收集箱上形成有多个间隔设置的出汽口。

进一步地，液体收放组件包括液体收集管和与液体收集管相连通的液体收集箱，各换热管的底端均与液体收集管相连通。

进一步地，液体收集箱位于换热结构的一侧的底部。优选地，液体收集箱与蒸汽收集箱位于同一平面上。

进一步地，蒸汽收集箱与液体收集箱通过下降管连通在一起。

在本实用新型的烟道换热装置中，通过将换热结构的换热器截面与尺寸与烟道的截面尺寸设置成相同，使得烟道换热装置在安装时不需要像现有技术中的换热结构一样在烟道的进出口设置变径，这就一方面使得烟气流经本实用新型的烟道换热装置时的阻力大大降低，即有效地降低了其整体结构的阻力，从而有利于提高烟气余热的回收质量和回收效率；另一方面使得烟道换热装置无需在烟道的进出口设置因变径所需的设备或必要的支撑，从而有利于降低其制造和安装成本。另外，本实用新型的烟道换热装置由于避免了在烟道进出口变径的设置，使得流出烟道换热装置的烟气的流场更为均匀，从而有利于烟气排放连续监测系统(CEMS)和均流板等的设置。此外，本实用新型的烟道换热装置通过设置多个换热组件使其形成为一立体的换热结构，其结构更为合理，且换热截面更大，同时多个换热组件间隔设置，使得多个换热组件之间烟气的分布更均匀、流速较高，且不容易积灰，有利于提高换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本实用新型的烟道换热装置的结构的主视图；

图2为根据本实用新型的烟道换热装置的结构的侧视图；

图3为根据本实用新型的烟道换热装置的结构的俯视图；

图4为图1所示的A处的放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1至3示出了根据本实用新型的烟道换热装置100的结构。如图1所示，该烟道换热装置100包括：支撑架1，固定在支撑架1上的多个换热组件2，与各换热组件2的顶端连通的蒸汽收放组件3，以及与各换热组件2 的底端相连通的液体收放组件4。其中，各换热组件2在支撑架1的支撑下共同形成一立体的换热结构，换热结构B的换热截面尺寸与烟道的截面尺寸相同。值得注意的是，该换热结构B的换热截面尺寸应当理解为换热结构B的垂直于烟气流动方向的面的面积，即图2所示的矩形的面积，而烟道的截面尺寸应当理解为烟道的垂直于烟气流动方向的截面的面积。

本实用新型的烟道换热器装置100在工作时，结合图1和图2所示，冷水可在例如泵的作用下加压后进入液体收放组件4，液体收放组件4将冷水均匀分配到烟道换热装置100的各个换热组件2中，随着水量逐渐增加，冷水分布在整个换热结构B中。当烟气S通过换热结构B时，烟气与各个换热组件2内的冷水进行换热，冷水吸收一定多的热量后开始产生蒸汽，蒸汽因为密度较小，会沿着换热组件2向上运动并进入蒸汽收放组件3，随着蒸汽量增多，蒸汽能够从蒸汽收放组件3排出。

在本实用新型的烟道换热装置100中，通过将换热结构B的换热器截面与尺寸与烟道的截面尺寸设置成相同，使得烟道换热装置100在安装时不需要像现有技术中的换热结构一样在烟道的进出口设置变径，这就一方面使得烟气流经本实用新型的烟道换热装置100时的阻力大大降低，即有效地降低了其整体结构的阻力，从而有利于提高烟气余热的回收质量和回收效率；另一方面使得烟道换热装置100无需在烟道的进出口设置因变径所需的设备或必要的支撑，从而有利于降低其制造和安装成本。另外，本实用新型的烟道换热装置100由于避免了在烟道进出口变径的设置，使得流出烟道换热装置100的烟气的流场更为均匀，从而有利于烟气排放连续监测系统 (CEMS)和均流板等的设置。此外，本实用新型的烟道换热装置100通过设置多个换热组件2使其形成为一立体的换热结构B，其结构更为合理，且换热截面更大，同时多个换热组件2间隔设置，使得多个换热组件2之间烟气的分布更均匀、流速较高，且不容易积灰，有利于提高换热效率。

在如图1至3所示的优选的实施例中，各换热组件2在支撑架1的支撑下呈阵列式分布，以使换热结构B形成为长方体结构。通过将多个换热组件2间隔设置以使换热结构B形成长方体结构，当烟气经过该换热结构B 时，烟气的分布更为均匀、流动更为顺畅，且不容易积灰，从而有利于提高换热效率。该长方体结构的具体尺寸可根据具体的烟道的尺寸来进行限定，这里不再赘述。

根据本实用新型，换热组件2可包括多个并列设置的换热管21。优选地，如图1所示，换热组件2可包括三个并列设置的换热管21，以增强换热组件2的换热效果。还优选地，相邻换热管21之间的间距为200mm至 300mm。优选为250mm。

进一步地，结合图1和图4所示，换热管21可包括管本体211和间隔形成在管本体211的外周壁上的多个翅壁212，各翅壁212均沿管本体211 的长度方向延伸且彼此之间相互平行。通过设置多个翅壁212，可有效增加换热管21的换热面积。

根据本实用新型，如图2所示，蒸汽收放组件3可包括蒸汽收集管31 和与蒸汽收集管31相连通的蒸汽收集箱32，各换热管21的顶端均与蒸汽收集管31相连通。通过该设置，各换热管21中的冷水与烟气进行换热后产生的蒸汽均可向上流入蒸汽收集管31中，并最终通过蒸汽收集箱32进行收集。

优选地，如图2所示，蒸汽收集箱32位于换热结构B的一侧的顶部。该设置可避免因蒸汽收集箱32位于换热结构B的顶部而造成换热结构B换热截面的降低，从而使得烟道换热装置100的结构更为合理。

还优选地，结合图2和图3所示，蒸汽收集箱32可形成为管状，蒸汽收集箱32的轴线与蒸汽收集管31的轴线垂直，且蒸汽收集箱32上形成有多个间隔设置的出汽口321。该设置有利于进入蒸汽收集管31的蒸汽快速流入蒸汽收集箱32中，从而有利于蒸汽的快速收集。而当蒸汽过多时，可通过蒸汽收集箱32顶部的出气口321排出。

根据本实用新型，结合图2和图3所示，液体收放组件4可包括液体收集管41和与液体收集管41相连通的液体收集箱42，各换热管21的底端均与液体收集管41相连通。通过该设置，一方面液体收集箱42中的冷水可在泵的作用下通过液体收集管41平均分配到各换热管21中，而另一方面当冷水与烟气进行换热后需要换水时，可通过液体收集箱42上的出液口421进行排放或补充。

优选地，如图2所示，液体收集箱42可位于换热结构B的一侧的底部。该设置可避免因液体收集箱42位于换热结构B的底部而造成换热结构B换热截面的降低，从而使得烟道换热装置100的结构更为合理。进一步优选地，为了使烟道换热装置100的结构更为紧凑，可将液体收集箱42与蒸汽收集箱32布置在同一平面上。

还优选地，如图2所示，蒸汽收集箱32与液体收集箱42可通过下降管 5连通在一起。通过该设置，当蒸汽收集箱32中的蒸汽凝结成水滴时，该水滴可沿下降管5进入液体收集箱42中，从而能够更好地实现对蒸汽和水的收集。

此外，根据本实用新型，支撑架1可以为由钢板和型钢制成的固定架，为了便于烟道换热装置100的运输和安装，本实用新型中的各换热组件均为由多个换热管21组成的换热模块，该换热模块的顶端和底端均可设置翻边结构，以便于相邻换热模块之间，以及各换热模块与支撑架1之间进行固定连接。当对本实用新型的烟道换热装置100进行安装时，可将各个换热模块组装起来即可。同时，该多个换热模块的设置还有利于对烟道换热装置100 安装现场中出现的尺寸误差进行调节，并能够吸收从冷态安装到热态运行产生的热膨胀，不至于使烟道换热装置100产生结构变形，并且换热模块的翻边的设置还对支撑架1起到了进一步加强的作用，从而增加了支撑架1的刚度，无需再额外设置加强筋。

优选地，为了实现烟道换热装置100能够实现换热调节功能，可在各换热模块的顶端和底端分别设置阀门，以单独控制各换热模块的工作，从而使得操作人员能够根据实际需要调整换热面。

与现有技术相比，本实用新型的烟道换热装置100具有以下优点：

1)换热结构B的换热截面尺寸与烟道的截面尺寸相同，在布置本实用新型的烟道换热装置100时不需要对原有烟道进行改造，原有烟道支撑基本可以不变或少量加固就可满足换热器的支撑要求；同时，由于烟道换热装置 100不需要变径，因此其结构更为流畅美观。此外，烟气经换热管重新分布均流，所以流出换热器的烟气流场相对较好，分布比较均匀，对于设置烟气测点和烟气排放连续监测系统(CEMS)来说非常有利，并有利于烟气均匀进入吸收塔。另外，换热结构B的结构紧凑，对其放置位置没有特殊要求，其中的各换热模块可以分开设置也可以合并设置。

2)因本实用新型的烟道换热装置100不需要扩径，比常规的低温省煤器少了进出口弯头，相对来说运行阻力更小，同时其换热结构B还提高了烟气的流速，从而减少了换热管21上的积灰。

3)换热模块的顶端和底端均设置翻边结构，可便于相邻换热模块之间，以及各换热模块与支撑架1之间进行固定连接，从而有利于现场的焊接工作。同时，多个换热模块的设置还有利于对烟道换热装置100安装现场中出现的尺寸误差进行调节，并能够吸收从冷态安装到热态运行产生的热膨胀，不至于使烟道换热装置100产生结构变形，并且换热模块的翻边的设置还对支撑架1起到了进一步加强的作用，从而增加了支撑架1的刚度，无需再额外设置加强筋。

4)本实用新型的烟道换热装置100工作时，从下部的液体收集管41进水，从上部的蒸汽收集箱32出蒸汽，避免了蒸汽携带冷水，有利于蒸汽的产生和长距离传输。同时，蒸汽收集箱32上可以设置液位视镜，以便于观察。

5)各换热模块的顶端和底端均设置了阀门，可以根据实际需要调整换热面积，成本较低。

综上所述，使用本实用新型的烟道换热装置100，可以大大的节约投资，减少改造量，还可根据需要收集到适量的蒸汽，其结构紧凑合理，有利于广泛推广和使用。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。