一种烟气余热换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于回收窑炉排烟余热的烟气余热换热器，该烟气余热换热器包括一壳体、若干换热模块和一供水-回水系统；壳体呈水平布置其两侧开口的方筒状，在壳体内设置两纵列或两纵列以上的竖直布置的滑轨，构成每一纵列的滑轨呈等间距分布，并且位于不同纵列上的滑轨在横向上共线；换热模块包括两竖直间隔设置的管板和模块盖板，两管板的外侧与槽型碳钢组焊构成水套，两水套的下端密封上端开口，其中一水套的开口为进水口，另一水套的开口为出水口，在两水套之间连接有多个平行设置且与之相连通的光管，在两水套的外侧分别等间距设置有若干滑块，换热模块通过其两侧的滑块连接在两相邻且共线的滑轨之间。本实用新型可广泛应用于烟气余热回收装置中。
【专利说明】一种烟气余热换热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热量回收装置，特别是关于一种用于回收窑炉排烟余热的烟气余热换热器。
【背景技术】
[0002]能源与环境问题是制约社会发展进步的重要问题。受到经济及技术水平所限，我国能源利用率较低。煤、石油、天然气等能源主要消耗在工业企业的窑炉上，而工业炉窑排烟温度高，烟气带走的大量余热不能有效利用，这部分余热高达窑炉本身燃料消耗量的30?60%，这些热能未经利用而排放到大气中，不仅造成热量的极大浪费，而且也会致使周围环境温度变高，形成热污染。由此可见，工业窑炉排烟余热回收利用潜力巨大，并且成为当前重点研究课题之一。
[0003]工业窑炉排烟余热回收在实际应用过程中存在如下问题:(I)烟气余热难以得到深度利用，因烟气低温腐蚀的问题，目前只能回收利用高温余热，而酸露点以下的大量余热无法深度利用；一些烟气余热换热器为了增强抗腐蚀能力，采用搪瓷或氟塑材料作为换热器材料，换热器管壁厚，热传导性能较差，换热效果不佳，且造价相对较高；(2)工业砖窑排烟中含有一定量的烟尘，导致烟气换热器积灰或堵塞，影响换热效果，特别是一些砖窑排烟中烟尘粘性较大，如煤矸石烧结砖砖窑排烟，安装除尘装置亦不能达到很好的除尘效果，且造成热量损失；(3)烟气换热器检修维护不方便，一处腐蚀或泄露，换热器整个更换，造价高且导致烟气余热回收停止运行，影响供热。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够将窑炉排烟中蕴含的热能进行深度回收以节约能源的烟气余热换热器。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种烟气余热换热器，其特征在于，它包括:一壳体，其呈水平布置其两侧开口的方筒状，所述壳体包括两侧板、一底板和一顶板，在所述壳体内设置两纵列或两纵列以上的竖直布置的滑轨，构成每一纵列的所述滑轨呈等间距分布，并且位于不同纵列上的所述滑轨在横向上共线；
[0006]若干换热模块，所述换热模块包括两竖直间隔设置的管板和与两管板顶端紧固连接的模块盖板，两所述管板的外侧分别与槽型碳钢的开口面组焊构成水套，两所述水套的下端密封上端开口，其中一所述水套的开口为进水口，另一所述水套的开口为出水口，在两所述水套之间连接有多个平行设置且与之相连通的光管，在两所述水套的外侧分别等间距设置有若干滑块，所述换热模块通过其两侧的所述滑块连接在两相邻且共线的所述滑轨之间；以及
[0007]—供水-回水系统，其包括一供水总管和一回水总管，在所述供水总管上并联若干供水干管，每一所述供水干管并联若干供水支管，每一所述供水支管与一所述换热模块的进水口相连，在所述回水总管上并联若干回水干管，每一所述回水干管并联若干回水支管，每一所述回水支管与一所述换热模块的出水口相连，在所述供水总管始端、所述供水干管始端、所述回水干管末端和所述回水总管末端分别设置一蝶阀，在每一所述供水支管和所述回水支管上均设置一球阀和一软连接。
[0008]所述壳体的所述顶板上开设若干正对每一所述换热模块的方孔，所述方孔的长和宽均大于所述换热模块横截面的长和宽。
[0009]所述壳体设置的所述滑轨为三纵列，且靠近所述壳体侧板的滑轨紧固连接在所述侧板上，位于中间的一纵列所述滑轨紧固连接在所述底板和顶板上。
[0010]所述壳体、滑轨、光管、滑块和水套由碳钢材质制成；所述壳体内表面和所述光管外表面涂覆一层由过氟烷基化物制成的薄膜。
[0011]在所述换热模块的进水口所在的所述水套内设置一两端开口的进水管，所述进水管紧固连接在所述水套靠外的一侧，并且与所述水套靠内的一侧留有间距；所述进水管在所述水套中的长度超过所述水套长度的一半，且朝向所述管板所在的一侧等间距开设有若干通水孔。
[0012]各所述光管均匀排列在I?4个平面上，各所述光管之间的间距为所述光管外径的1.3?1.5倍；在所述模块盖板顶面设置一或两个吊耳。
[0013]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型烟气余热换热器采用若干独立的换热模块，具有维修成本小的优点，一旦某个换热模块出现故障，只需对该换热模块进行更换，而避免了整个换热器报废。2、本实用新型烟气余热换热器中换热模块与壳体采用滑轨方式安装，使得单个换热模块的安装和拆除都十分便利。3、本实用新型烟气余热换热器采用碳钢材质制成，传热性能好，烟气换热器内光管和壳体表面涂覆薄薄一层PFA (过氟烷基化物)膜，光管和壳体表面光滑，不粘结灰尘，便于清洗，且具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀性能，可有效避免被窑炉排烟中的二氧化硫、三氧化硫等酸性气体腐蚀，大幅度延长了其使用寿命。本实用新型可以广泛应用于不高于250°C的窑炉烟气余热的回收。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的主视示意图；
[0015]图2是本实用新型的俯视示意图；
[0016]图3是本实用新型换热模块的结构示意图；
[0017]图4是本实用新型供水-回水系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0019]如图1、图2所示，本实用新型包括一呈水平布置且两侧开口的方筒状壳体1，壳体I主要由两侧板11、一底板12和一顶板13构成。在壳体I内设置两纵列或两纵列以上的竖直布置的滑轨14，构成每一纵列的滑轨14呈等间距分布，并且位于不同纵列上的滑轨14在横向上具有共线关系。在每两个相邻并横向共线的滑轨14之间均设置一换热模块2。
[0020]如图3所示，换热模块2包括两竖直间隔设置的管板21和与两管板21顶端紧固连接的模块盖板22，两管板21的外侧分别与槽型碳钢的开口面组焊构成水套24，两水套24的下端密封上端开口，其中一水套24的开口为进水口，另一水套24的开口为出水口。在两水套24之间连接有多个平行设置且与之相连通的光管23，在两水套24的外侧分别等间距设置有若干滑块25，换热模块2通过其两侧的滑块25连接在两相邻并共线的滑轨14之间。
[0021]如图4所示，本实用新型还包括一供水-回水系统3，供水-回水系统3包括一供水总管31和一回水总管34，在供水总管31上并联若干供水干管32，每一供水干管并联若干供水支管33，每一供水支管与一换热模块2的进水口相连；在回水总管34上并联若干回水干管35，每一回水干管并联若干回水支管36，每一回水支管与一换热模块2的出水口相连。在供水总管始端、供水干管始端、回水干管末端和回水总管末端分别设置一蝶阀37 ;在每一供水支管和回水支管上均设置一球阀38和一软连接39，便于换热模块2的水量控制和更换拆卸，即如果一个换热模块2出现故障，则关闭与该换热模块2相连接的管道上的球阀38，拆除软连接39，利用滑轨14抽取出换热模块2，及时进行维修和更换。
[0022]上述实施例中，壳体I的顶板13上开设若干正对每一换热模块2的方孔，方孔的长和宽均大于换热模块2横截面的长和宽，以便于换热模块2拉出或者装入壳体I。
[0023]上述实施例中，壳体I内以设置三纵列滑轨14为优选，靠近壳体I侧板11的滑轨紧固连接在侧板11上，位于中间的一纵列滑轨14紧固连接在底板12和顶板13上。
[0024]上述实施例中，如图3所示，可以在换热模块2的进水口所在的水套24内设置一两端开口的进水管26，进水管26紧固连接在水套24靠外的一侧，并且与水套24靠内的一侧留有间距；进水管26在水套24中的长度超过水套24长度的一半，且朝向管板21所在的一侧等间距开设有若干通水孔。进水管26的设置能够保证水较为均匀地通过光管23，避免从进水口进入水套24的水直接从上部光管23流通而致使换热不均匀。
[0025]上述实施例中，各光管23可以排列在一个平面上，也可以均匀排列在2?4个平面上。
[0026]上述实施例中，模块盖板22的顶面可以设置一或两个吊耳27，以方便换热模块2装入或者拉出壳体I。
[0027]上述实施例中，壳体1、滑轨14、光管23、滑块25和水套24可以采用碳钢材质制成，以保证换热器具有良好的传热性能。壳体I内表面和光管23外表面涂覆一层PFA (过氟烷基化物)膜，这样可以使壳体I内表面和光管23外表面光滑，从而不粘结灰尘，便于清洗。同时，由于PFA膜具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀性能，可有效避免壳体I及光管23被窑炉排烟中的二氧化硫、三氧化硫等性气体腐蚀。
[0028]上述实施例中，各光管23之间的间距可以是光管23外径的1.3?1.5倍。这样光管23在紧密排列的同时彼此间又留有间隙，既保证了良好的换热效果，又能够抵御一定量的烟尘。
[0029]本实用新型所述的烟气余热换热器可以广泛应用于烟气回收装置中，为达到烟气的深度回收效果，可以在烟气回收装置中将多个烟气余热换热器串联连接，窑炉排烟依次经过各烟气余热换热器，与烟气余热换热器中换热模块2内通过的载热流体换热，最终烟气温度基本降低至15°C左右，实现了烟气余热的深度利用。一级换热器中的载热流体与烟气换热后，温度较高，可达到60?80°C，可以直接用于采暖供热；二级换热器中的载热流体与烟气换热后，温度较低，可利用热泵机组提热后再作为热源使用。
[0030]砖窑排烟经过烟气余热换热器时，排烟中的烟尘被层层光管23所阻碍，沉降在换热器壳体底部，烟气余热换热器的壳体I底部与换热模块2之间留有一定的空间，便于清除积灰。此外，在壳体I的底板12上开设有通孔，烟气冷凝水可以通过通孔流出烟气余热换热器，外排至冷凝水回收装置。
[0031] 本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种烟气余热换热器，其特征在于，它包括: 一壳体，其呈水平布置其两侧开口的方筒状，所述壳体包括两侧板、一底板和一顶板，在所述壳体内设置两纵列或两纵列以上的竖直布置的滑轨，构成每一纵列的所述滑轨呈等间距分布，并且位于不同纵列上的所述滑轨在横向上共线； 若干换热模块，所述换热模块包括两竖直间隔设置的管板和与两管板顶端紧固连接的模块盖板，两所述管板的外侧分别与槽型碳钢的开口面组焊构成水套，两所述水套的下端密封上端开口，其中一所述水套的开口为进水口，另一所述水套的开口为出水口，在两所述水套之间连接有多个平行设置且与之相连通的光管，在两所述水套的外侧分别等间距设置有若干滑块，所述换热模块通过其两侧的所述滑块连接在两相邻且共线的所述滑轨之间；以及 一供水-回水系统，其包括一供水总管和一回水总管，在所述供水总管上并联若干供水干管，每一所述供水干管并联若干供水支管，每一所述供水支管与一所述换热模块的进水口相连，在所述回水总管上并联若干回水干管，每一所述回水干管并联若干回水支管，每一所述回水支管与一所述换热模块的出水口相连，在所述供水总管始端、所述供水干管始端、所述回水干管末端和所述回水总管末端分别设置一蝶阀，在每一所述供水支管和所述回水支管上均设置一球阀和一软连接。
2.如权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，所述壳体的所述顶板上开设若干正对每一所述换热模块的方孔，所述方孔的长和宽均大于所述换热模块横截面的长和宽。
3.如权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，所述壳体设置的所述滑轨为三纵列，且靠近所述壳体侧板的滑轨紧固连接在所述侧板上，位于中间的一纵列所述滑轨紧固连接在所述底板和顶板上。
4.如权利要求2所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，所述壳体设置的所述滑轨为三纵列，且靠近所述壳体侧板的滑轨紧固连接在所述侧板上，位于中间的一纵列所述滑轨紧固连接在所述底板和顶板上。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，所述壳体、滑轨、光管、滑块和水套由碳钢材质制成；所述壳体内表面和所述光管外表面涂覆一层由过氟烷基化物制成的薄膜。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，在所述换热模块的进水口所在的所述水套内设置一两端开口的进水管，所述进水管紧固连接在所述水套靠外的一侧，并且与所述水套靠内的一侧留有间距；所述进水管在所述水套中的长度超过所述水套长度的一半，且朝向所述管板所在的一侧等间距开设有若干通水孔。
7.如权利要求5所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，在所述换热模块的进水口所在的所述水套内设置一两端开口的进水管，所述进水管紧固连接在所述水套靠外的一侦牝并且与所述水套靠内的一侧留有间距；所述进水管在所述水套中的长度超过所述水套长度的一半，且朝向所述管板所在的一侧等间距开设有若干通水孔。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，各所述光管均匀排列在I~4个平面上，各所述光管之间的间距为所述光管外径的1.3~1.5倍；在所述模块盖板顶面设置一或两个吊耳。
9.如权利要求5所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，各所述光管均匀排列在I~4个平面上，各所述光管之间的间距为所述光管外径的1.3~1.5倍；在所述模块盖板顶面设置一或两个吊耳。
10.如权利要求6所述的一种烟气余热换热器，其特征在于，各所述光管均匀排列在1~4个平面上，各所述光管之间的间距为所述光管外径的1.3~1.5倍；在所述模块盖板顶面设置一或两个吊耳。
【文档编号】F28F19/02GK203744749SQ201420106134
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】王建学, 荣金利, 牛永胜, 孟杰 申请人:北京矿大节能科技有限公司