CN102322758A - 一种热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置 - Google Patents

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刘萍
师伟卫
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

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Abstract

本发明公开了一种热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置，外形是由带支座的圆柱形卧式容器和热管组所构成，支座将卧式容器支撑在烟道顶上的外部，卧式容器通过管道分别与进水阀、安全阀、压力表、排放阀、出水阀、液面计、排污阀相连；热管组是由很多根热管按规律排列而成的，管的上半部伸入到卧式容器的水中，管的下半部***烟道中，被烟道中的高温烟气加热使管内的传媒变成蒸汽流，该蒸汽流在向上运动中把热量传输给热管的上半部，进而把热量传给容器内的水中，热量释放后传媒又冷凝成液体，流回到热管的下半部，如此往复循环，将烟道尾气中的热量收集起来并迅速送到容器中，把容器中的水加热到较高的温度，其热效率高，传热损耗少、安全可靠。

Description

一种热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置
技术领域
本发明涉及热能供应领域，具体地涉及用锅炉及炉窑提供热源的站房，把由锅炉或炉窑燃烧后经烟道尾部排放的烟灰废气中的高温余热回收利用的一种节能减排的余热回收装置。
背景技术
能源枯竭，燃煤紧张，环境污染严重，节能减排、保护环境是当今全球都在关注的头等大事，因为它关系到人类生存环境的恶化和世界经济可持续发展的步伐。改革开放使我国的经济得到快速地发展，因此对能源的需求也是越来越大，燃煤作为一种廉价的传统能源和工业原料供求矛盾日趋严重，虽然铁路上用内燃机车和电力机车替代了沿用了100多年的蒸汽机车，全国大部分城乡都用液化石油气、液化天然气、沼气来做饭、炒菜，而用煤炉、煤灶的已经是极少的了，但是，燃煤的供求缺口仍然是非常大。近几年来轻工、纺织、化工等行业发展很快，已经成为用能大户，在消耗大量能源的同时也向周围环境排放出大量的废渣、废气、废水、废热，这些排放物极其严重的污染着我们的生存环境，同时也加重了温室效应的影响。轻工、纺织、化工等行业提供自用热电的锅炉和炉窑在“节能减排”方面有着巨大的潜力可以挖掘，通过技术创新、淘汰落后的排废工艺，采用先进的节能工艺，就可以充分发挥出能源的极大效率，为节约能源、保护环境做出应有的贡献。
目前大多数厂家的锅炉和炉窑都是使用燃煤燃烧来提供热源的，燃料消耗多、热效率低、排废工艺落后。我们知道，燃煤在炉膛内燃烧后肢产生大量的飞灰和烟气，经过烟道进入烟囱再排至大气中去，这样就使很大的一部分热量随着这些飞灰和烟气被带至大气中去，造成了能源的极大浪费。同时由于大量的飞灰和烟气从烟囱中排放到大气中，对周边环境造成了极大的污染，使空气质量大下降。但是，由于煤炭市场供货紧张，很多锅炉和炉窑燃用的煤质不稳定，一些企业为了不影响生产，只好采用粒度小、粉末多的煤种来燃烧，然而，这些燃煤在燃烧过程中会产生大量的飞灰和粉尘，虽然在前段已由位于锅炉尾部垂直烟道上省煤器，利用了一部分烟气余热来加热锅炉给水，降低了排烟温度，但是还有一部分热量进入水平烟道的尾部，据检测，此部分的烟道尾气温度可达160～200℃左右，这些随飞灰一起排放的可观的热量，是非常大的能量损失，也是花浪费了大量的燃料生产出来的，同时排出的烟灰和废气对周围环境的污染，还会造成企业与周边居民的纠纷和矛盾，故而使得企业的营运成本大大上升，而利润空间则相对缩小。今年国家对节能减排又提出了新的目标和要求，在“十二五规划纲要”中提出：到2015年，非化石能源占一次能源消费的比重达11.4％，单位国内生产总值能源消耗降低16％，单位国内生产总值二氧化碳排放降低17％。可见，能源资源短缺、生态环境恶化所带来的挑战是多么严峻，必须通过整合资源、科技创新、深入挖潜的内涵式发展方式来解决。而回收烟道尾气的余热加以利用，则是提升能源资源利用效率的一种显著而有效的途径，同时也是实现生态环境持续改善的一种极好方法。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种新颖的回收烟道尾气余热的装置，采用切实可行、节能效果显著的工艺方法，以实际行动贯彻落实“节能减排”的号召，以实现国家在“十二五规划纲要”中提出的目标。同时也可以为使用锅炉和炉窑的厂家采用经济实惠的方法节约能源、降低生产成本，为增加企业的经济效益探索出一条有效的途径。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种热管式锅炉和炉窑烟道尾气余热回收装置，其外形是由带支座的圆柱形卧式容器和热管组所构成，支座的腿部嵌入烟道两侧的烟道壁中，支座将圆柱形卧式容器支撑在烟道顶上的外部，在圆柱形卧式容器上有进水阀、安全阀、压力表、排放阀、出水阀、液面计、排污阀等附件；热管组是由很多根热管按一定规律排列而组成的，圆柱形卧式容器的大小和热管根数的多少视锅炉或烟窑的供热量而定，热管的上半部伸入在圆柱形卧式容器中，热管的下半部***烟道中；热管内有导热媒介，并具有一定的真空度；其传热原理是：安装在锅炉或炉窑烟道中的热管的下半部，被高温烟气加热使处于热管下半部内的传媒变成特殊的蒸汽流，该蒸汽流在向上的运动中把携带的热量传输给热管的上半部，进而把热量传给圆柱形卧式容器内的水中，待热量释放后传媒本身又冷凝成液体，流回到热管的下半部，如此往复循环，就将大量的热量从烟道的尾气中收集来并迅速送到圆柱形卧式容器的水中，故而可把容器中的水加热到较高的温度。由于热管是靠管内的传媒不断地进行气相和液相之间的相变来实现传热的目的，所以它比直接利用容器壁来加热的方式要快得多，具有传热损耗少、安全、可靠的诸多优点。由于它传热速度快，充分利用了烟道中的热能，因而热效率高，比不是用热管的加热方法提高效率15％以上，无气——水或水——水相窜的现象；这种装置的独到优点是：即使某根热管的下半部某处烧裂，烟气也不会污染容器中的水质，而在安全方面，由于高温烟气主要是靠加温热管的下半部分，并通过传媒将热量直接输送到容器的水中而使水升温的，由于管内有传媒的原因，所以而它又不是干烧，避免了因干烧可能引发的不安全事故。可以说热管式烟道尾气余热回收装置为锅炉及炉窑的节能减排指明了一种更加经济便利的节能方式。这种高科技装置的推广应用，将会产生明显的社会效益和巨大的经济效益，为降低企业的运行成本，可抵消因燃料涨价带来的负面效应作出有益的贡献。
附图说明
图1是本热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置安装在烟道上的示意图；
图2是热管组在圆柱形卧式容器内的结构示意图；
图3是热管的外形示意图；
在图1中：
1、烟道 2、烟道壁 3、热管组 4、支座 5、圆柱形卧式容器
6、进水阀 7、安全阀 8、压力表 9、排放阀 10、出水阀
11、液面计 12、排污阀
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明。
见图1、图2所示：
一种热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置其外形是由带支座的圆柱形卧式容器和热管组所构成，该回收装置包括，热管组(3)、支座(4)、圆柱形卧式容器(5)、进水阀(6)、安全阀(7)、压力表(8)、排放阀(9)、出水阀(10)、液面计(11)、排污阀(12)，其中圆柱形卧式容器(5)的支座(4)的腿部嵌入到烟道(1)两侧的烟道壁(2)中，支座(4)将圆柱形卧式容器(5)支撑在烟道(1)顶上的外部，进水阀(6)、安全阀(7)、压力表(8)、排放阀(9)、出水阀(10)、液面计(11)、排污阀(12)分别通过管道与圆柱形卧式容器(5)相连接；热管组(3)是由很多根热管按一定规律分布排列而组成，热管数的多少视锅炉或烟窑的供热量而定，每根热管的上半部伸入到圆柱形卧式容器(5)中，热管与容器接触的部分用电焊焊牢，不得有泄漏和焊接缺陷，并须经过无损检测，达到国家规定的要求。热管的下半部***烟道中；热管内有导热传媒，热管内具有一定的真空度；该热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置的工作过程是：热管的下半部分处于锅炉或炉窑的烟道中被高温烟气加热，使热管内下半部的传媒变成特殊的蒸汽流，该蒸汽流在向上的运动中把携带的热量传输给热管的上半部，进而把热量散发到圆柱形卧式容器(5)内的水中，待热量释放后传媒本身又冷凝成液体，流回到热管的下半部，如此往复循环，就将大量的热量从烟道的尾气中收集回来并迅速地输送到圆柱形卧式容器(5)内的水中，故而能把容器中的水加热到较高的温度，然后再把这种高温热水送到省煤器中供应汽包所需的热水。利用烟气余热加热锅炉给水，以降低排烟温度，节约燃料，提高锅炉的热效率，起到节能减排的作用。由于本装置结构简单，安装方便，节能效果显著，所以很受相关企业的欢迎。
上面对本发明专利进行的介绍，是根据本热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置的工作原理及实施方式进行阐述的。以上阐述，是为了帮助理解本发明专利的设计思想和工作方法，并非是对本发明专利的技术核心及使用范围的限制。因此，凡是依据本发明专利的技术实质对以上实施所作的任何修改、类似变化及修饰，均仍属于本发明专利技术方案的范围之内。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明专利的限制。

Claims (3)

1.一种热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置，其外形是由带支座的圆柱形卧式容器和热管组所构成，该回收装置包括，热管组(3)、支座(4)、圆柱形卧式容器(5)、进水阀(6)、安全阀(7)、压力表(8)、排放阀(9)、出水阀(10)、液面计(11)、排污阀(12)；其中圆柱形卧式容器(5)的支座(4)的腿部嵌入到烟道(1)两侧的烟道壁(2)中，支座(4)将圆柱形卧式容器(5)支撑在烟道(1)顶上的外部，进水阀(6)、安全阀(7)、压力表(8)、排放阀(9)、出水阀(10)、液面计(11)、排污阀(12)分别通过管道与圆柱形卧式容器(5)相连接；热管组(3)是由很多根热管按一定规律分布排列而组成，热管数的多少视锅炉或烟窑的供热量而定，每根热管的上半部伸入到圆柱形卧式容器(5)中，热管与容器接触的部分用电焊焊牢，不得有泄漏和焊接缺陷，并须经过无损检测，达到国家规定的要求，热管的下半部***烟道中。
2.根据权利要求1所述的热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置，其特征在于：所述的热管内装有导热传媒，热管内具有一定的真空度。
3.根据权利要求1所述的热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置，其特征在于：所述的热管式锅炉及炉窑烟道尾气余热回收装置回收余热的方法是，热管的下半部分处于锅炉或炉窑的烟道中被高温烟气加热，使热管内下半部的传媒变成特殊的蒸汽流，该蒸汽流在向上的运动中把携带的热量传输给热管的上半部，进而把热量散发到圆柱形卧式容器(5)内的水中，待热量释放后传媒本身又冷凝成液体，流回到热管的下半部，如此往复循环，就将大量的热量从烟道的尾气中收集回来并迅速地输送到圆柱形卧式容器(5)内的水中，故而能把容器中的水加热到较高的温度；然后再把这种高温热水送到省煤器中供应汽包所需的热水；利用烟气余热加热锅炉给水，以降低排烟温度，节约燃料，提高锅炉的热效率，起到节能减排的作用。
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