一种用于高温定型机的余热回收装置的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，具体为一种用于高温定型机的余热回收装置。

背景技术：

我国是纺织品生产大国，印染行业定型机的废气排放能源浪费大，对环境污染大，因此对定型机的余热回收及净化处理非常重要。印染行业加工1吨针织布，约需煤1.5吨，其中定型机约占了40％，而定型机工作中织物消耗的热能仅占29％，机体热能的消耗占10％，废气散发的热能达到了61％。定型机加工化纤产品的废气排放温度是160～170℃，在定型机的余热回收过程中，目前，采用的换热设备一般都是间壁换热，冷、热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄漏，则将造成停产损失。

由于废气中含有大量的油雾、印染助剂颗粒等污染物质，在定型机的余热回收过程中，油雾吸附在换热器表面，严重影响余热回收的效率。为解决这一问题，人们相继采用了蒸汽吹灰、高压水力吹灰等技术，尽管在某些场合有一定的效果，但从总体来说，它们都普遍存在许多问题，如：(1)清灰范围有限，存在死角死区；(2)设备可靠性差；(3)运行成本高；(4)对设备有副作用；(5)辅助设备庞大，操作复杂等诸多弊端；(6)尤其是蒸汽吹灰经常会导致废气浓度增加，更容易造成积灰和堵塞，甚至使换热设备腐蚀加剧。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于高温定型机的余热回收装置，由热管组成的换热设备，是二次间壁换热，即热流体要通过热管的蒸发段和冷凝段管壁才能传到冷流体；换热设备水循环系统和高温废气系统分开，每根热管独立工作，个别热管损坏也不会影响设备正常工作，水路系统不会穿漏到烟气系统，增强了设备运行的可靠性；激波清灰装置具有清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、自动控制操作、运行稳定可靠、安装方便、介质消耗少、维护量小、应用范围广、运行成本低、投资效益高的特点。

本实用新型的技术方案是：一种用于高温定型机的余热回收装置，包括定型机烘箱、预处理装置、热管换热装置、电控柜、风机、废气净化装置，其特征在于：所述定型机烘箱的顶部连接第一管道，多个第一管道汇合后与第二管道连接，第二管道连接预处理装置，预处理装置内安装有不锈钢过滤网，不锈钢过滤网起到过滤纤维及大颗粒的目的，预处理装置连接第三管道，第三管道与废气进口连接，所述热管换热装置包括钢支架、热管换热器、灰斗、汽包、除氧器、蓄热器、水箱、保温间，钢支架下部安装有灰斗，灰斗上方安装有多组热管换热器，钢支架顶部安装有汽包、除氧器、保温间，多组热管换热器之间成串联布置，热管换热器设有废气进口、废气出口，废气进口与第三管道连接，热管换热器内安装有多根热管，热管由蒸发段和冷凝段组成，热管的蒸发段置于高温废气通道内，烟气横掠热管的蒸发段，热管的冷凝段插在水夹套内，该水夹套的受热及循环完全和热源分离而独立存在于高温废气之外，水夹套不受高温废气的直接冲刷，水夹套设有上升管、下降管，上升管、下降管与汽包连接，汽包顶部安装有第七管道，第七管道连接蓄热器，汽包外壁安装有汽包液位传感器，蓄热器顶部一路连接第九管道，第九管道连接染色车间蒸汽用户，蓄热器顶部另一路连接第八管道，第八管道顺序连接除氧器进汽电动调节阀、除氧器，除氧器顶部安装有除氧器温度传感器，除氧器外壁安装有除氧器液位传感器，除氧器通过第五管道顺序连接除氧器进水电动调节阀、除氧器给水泵、水箱，汽包通过第六管道顺序连接汽包进水电动调节阀、汽包给水泵、除氧器底部，废气出口通过第四管道与风机、废气净化装置连接，热管换热器外壁安装有激波清灰装置，所述激波清灰装置，包括乙炔气输送系统、空气输送系统、混合罐、阻火器、点火器、激波发生器、喷嘴，所述乙炔气输送系统包括乙炔气入口、一号减压器、稳压器、一号截止阀、一号球阀、一号流量计，乙炔气入口通过第十管道顺序连接一号减压器、稳压器、一号截止阀、一号球阀、一号流量计，一号流量计再通过第十管道连接混合罐，一号球阀上安装有一号电磁阀，空气输送系统包括空气入口、二号减压器、二号截止阀、二号球阀、二号流量计，空气入口通过第十一管道顺序连接二号减压器、二号截止阀、二号球阀、二号流量计，二号流量计再通过第十一管道连接混合罐，二号球阀上安装有二号电磁阀，混合罐通过第十二管道顺序连接阻火器、点火器、激波发生器、激波发生器出口，激波发生器出口连接第十三管道，第十三管道进入热管换热器与喷嘴连接，激波发生器上安装有压力传感器，电控柜内设有PLC控制器，电控柜上设置有触摸屏，PLC控制器通过电线分别连接除氧器液位传感器、除氧器温度传感器、汽包液位传感器、除氧器进水电动调节阀、除氧器进汽电动调节阀、汽包进水电动调节阀、压力传感器、一号电磁阀、二号电磁阀、点火器、触摸屏，除氧器液位传感器将采集到的液位信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器，通过PLC控制器控制除氧器进水电动调节阀的开关，除氧器温度传感器将采集到的温度信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器，通过PLC控制器控制除氧器进汽电动调节阀的开关，汽包液位传感器将采集到的液位信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器，通过PLC控制器控制汽包进水电动调节阀的开关，压力传感器将采集到的压力信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器，通过PLC控制器控制一号电磁阀、二号电磁阀，一号电磁阀、二号电磁阀分别控制一号球阀、二号球阀的开关。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1、由热管组成的换热设备，是二次间壁换热，即热流体要通过热管的蒸发段和冷凝段管壁才能传到冷流体；换热设备水循环系统和高温废气系统分开，每根热管独立工作，个别热管损坏也不会影响设备正常工作，水路系统不会穿漏到烟气系统，增强了设备运行的可靠性。

2、热管内部接近真空，封装工质在常温下即可气化换热，传热效率高。

3、激波是大能量短时间作用，吹灰能量大，激波的声波震荡作用同时具有吹灰全方位的特点，同时产生的气流干燥不带有水份，以达到吹除积灰保证受热面清洁，提高传热效率的目的。具有清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、自动控制操作、运行稳定可靠、安装方便、介质消耗少、维护量小、应用范围广、运行成本低、投资效益高的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中件18热管换热装置的左视结构示意图。

图3为件7热管换热器、件19除氧器、件23水箱、件37蓄热器之间连接结构示意图。

图4为件8激波清灰装置的结构示意图。

图5为本实用新型的控制原理框图。

图1、图2、图3、图4、图5中，1.定型机烘箱，2.第一管道，3.第二管道，4.预处理装置，5.第三管道，6.废气进口，7.热管换热器，8.激波清灰装置，9.电控柜，10.灰斗，11.保温间，12.汽包，13.第四管道，14.风机，15.废气净化装置，16.钢支架，17.废气出口，18.热管换热装置，19.除氧器，20.水夹套，21.上升管，22.下降管，23.水箱，24.第五管道，25.除氧器给水泵，26.除氧器进水电动调节阀，27.除氧器液位传感器，28.除氧器温度传感器，29.除氧器进汽电动调节阀，30.第六管道，31.汽包给水泵，32.汽包进水电动调节阀，33.汽包液位传感器，34.第七管道，35.第八管道，36.第九管道，37.蓄热器，38.染色车间蒸汽用户，41.不锈钢过滤网，81.乙炔气输送系统，82.空气输送系统，83.混合罐，84.阻火器，85.点火器，86.激波发生器，87.喷嘴，88.热管，811.乙炔气入口，812.第十管道，813.一号减压器，814.稳压器，815.一号截止阀，816.一号球阀，817.一号电磁阀，818.一号流量计，821.空气入口，822.第十一管道，823.二号减压器，824.二号截止阀，825.二号球阀，826.二号电磁阀，827.二号流量计，831.第十二管道，861.激波发生器出口，862.第十三管道，863.压力传感器，864.激波，881.蒸发段，882.冷凝段，883.高温废气通道，91.PLC控制器，92.触摸屏。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型是一种用于高温定型机的余热回收装置，包括定型机烘箱1、预处理装置4、热管换热装置18、电控柜9、风机14、废气净化装置15，其特征在于：所述定型机烘箱1的顶部连接第一管道2，多个第一管道2汇合后与第二管道3连接，第二管道3连接预处理装置4，预处理装置4内安装有不锈钢过滤网41，不锈钢过滤网41起到过滤纤维及大颗粒的目的，预处理装置4连接第三管道5，第三管道5与废气进口6连接，所述热管换热装置18包括钢支架16、热管换热器7、灰斗10、汽包12、除氧器19、蓄热器37、水箱23、保温间11，钢支架16下部安装有灰斗10，灰斗10上方安装有多组热管换热器7，钢支架16顶部安装有汽包12、除氧器19、保温间11，多组热管换热器7之间成串联布置，热管换热器7设有废气进口6、废气出口17，废气进口6与第三管道5连接，热管换热器7内安装有多根热管88，热管88由蒸发段881和冷凝段882组成，热管88的蒸发段881置于高温废气通道883内，烟气横掠热管88的蒸发段881，热管88的冷凝段882插在水夹套20内，该水夹套20的受热及循环完全和热源分离而独立存在于高温废气之外，水夹套20不受高温废气的直接冲刷，水夹套20设有上升管21、下降管22，上升管21、下降管22与汽包12连接，汽包12顶部安装有第七管道34，第七管道34连接蓄热器37，汽包12外壁安装有汽包液位传感器33，蓄热器37顶部一路连接第九管道36，第九管道36连接染色车间蒸汽用户38，蓄热器37顶部另一路连接第八管道35，第八管道35顺序连接除氧器进汽电动调节阀29、除氧器19，除氧器19顶部安装有除氧器温度传感器28，除氧器19外壁安装有除氧器液位传感器27，除氧器19通过第五管道24顺序连接除氧器进水电动调节阀26、除氧器给水泵25、水箱23，汽包12通过第六管道30顺序连接汽包进水电动调节阀32、汽包给水泵31、除氧器19底部，废气出口17通过第四管道13与风机14、废气净化装置15连接，热管换热器7外壁安装有激波清灰装置8，所述激波清灰装置8，包括乙炔气输送系统81、空气输送系统82、混合罐83、阻火器84、点火器85、激波发生器86、喷嘴87，所述乙炔气输送系统81包括乙炔气入口811、一号减压器813、稳压器814、一号截止阀815、一号球阀816、一号流量计818，乙炔气入口811通过第十管道812顺序连接一号减压器813、稳压器814、一号截止阀815、一号球阀816、一号流量计818，一号流量计818再通过第十管道812连接混合罐83，一号球阀816上安装有一号电磁阀817，空气输送系统82包括空气入口821、二号减压器823、二号截止阀824、二号球阀825、二号流量计827，空气入口821通过第十一管道822顺序连接二号减压器823、二号截止阀824、二号球阀825、二号流量计827，二号流量计827再通过第十一管道822连接混合罐83，二号球阀825上安装有二号电磁阀826，混合罐83通过第十二管道831顺序连接阻火器84、点火器85、激波发生器86、激波发生器出口861，激波发生器出口861连接第十三管道862，第十三管道862进入热管换热器7与喷嘴87连接，激波发生器86上安装有压力传感器863，电控柜9内设有PLC控制器91，电控柜9上设置有触摸屏92，PLC控制器91通过电线分别连接除氧器液位传感器27、除氧器温度传感器28、汽包液位传感器33、除氧器进水电动调节阀26、除氧器进汽电动调节阀29、汽包进水电动调节阀32、压力传感器863、一号电磁阀817、二号电磁阀826、点火器85、触摸屏92，除氧器液位传感器27将采集到的液位信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器91，通过PLC控制器91控制除氧器进水电动调节阀26的开关，除氧器温度传感器28将采集到的温度信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器91，通过PLC控制器91控制除氧器进汽电动调节阀29的开关，汽包液位传感器33将采集到的液位信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器91，通过PLC控制器91控制汽包进水电动调节阀32的开关，压力传感器863将采集到的压力信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器91，通过PLC控制器91控制一号电磁阀817、二号电磁阀826，一号电磁阀817、二号电磁阀826分别控制一号球阀816、二号球阀825的开关。

热管的传热原理：

将一根封闭的管壳抽成真空，内部充装一定比例的液体工作介质(工质)，即构成了热管88，热管88放在高温废气的部分称之为蒸发段881，放在水中的部分称之为冷凝段882。当蒸发段881吸热把热量传递给工质后，工质吸热由液体变成汽体，发生相变，吸收汽化潜热。在管内压差作用下，汽体携带潜热由蒸发段881流到冷凝段882，把热量传递给管外的冷流体，放出凝结潜热，管内工质又由汽体凝为液体，在重力作用下，又回到蒸发段881，继续吸热汽化。如此周而复始，将热量不断地由热流体传给冷流体。

热管换热器工作原理：

定型机工作时产生高温废气的热量由热管88传给水夹套20内的饱和水并使其汽化，所产蒸汽(汽、水混合物)经蒸汽上升管21达到汽包12，经集中分离以后再经蓄热器37输出给染色车间蒸汽用户38进行再利用，这样由于热管88不断将热量输入水夹套20，通过外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循环，使高温废气降温，完成热交换并使水转化为蒸汽。

激波清灰工作过程：

乙炔气与空气混合：压力为0.15MPa的乙炔气通过乙炔气入口811进入第十管道812，经一号减压器813减压到4KPa，经过稳压器814、一号流量计818计量控制进入混合罐83；压力为10～20KPa的空气，通过空气入口821，在二号减压器823的作用下，压力控制稳定在4～5KPa，经过二号流量计827计量控制进入混合罐83，在混合罐83中，乙炔气与空气的混合体积比为1:12；

混合气体流向激波发生器86，当激波发生器86充气至设定压力后，压力传感器863将采集到的压力信号以4～20mA模拟量的形式输入PLC控制器91，通过PLC控制器91控制点火器85点火，激波发生器86内气体燃烧爆炸，产生高压，激波发生器86内的高压气体高速向外扩散形成可控强度的激波864，冲击动能吹扫热管88受热面的同时伴有高声强声波震荡和热清洗作用。激波864是大能量短时间作用，吹灰能量大，激波864的声波震荡作用同时具有吹灰全方位的特点，同时产生的气流干燥不带有水份。以达到吹除积灰保证受热面清洁，提高传热效率，恢复热管88出力的目的。