CN210345513U - 一种工业烟气的冷却换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业烟气的冷却换热装置，在机架上设置有烟箱，在烟箱内腔中由上至下依次设置有至少两组冷却模块组，每组冷却模块组均由若干并排排列设置的冷却模块构成，且各组冷却模块组中的冷却模块数量相同；烟箱内腔最下层的冷却模块组中的各冷却模块的进水集箱进口均通过对应带进水截止阀的下输水管与进水总汇集箱的出水口相连通；烟箱内腔最上层的冷却模块组中的各冷却模块的出水集箱出口均通过对应带出水截止阀的上输水管与出水总汇集箱的进水口相连通；每列中的各冷却模块通过S形输水管串联；在进水总汇集箱上设置有带阀门的总放水管，在出水总汇集箱上设置带阀门的总放气管。该装置结构简单，冷却效果好。

Description

一种工业烟气的冷却换热装置

技术领域

本实用新型涉及工业烟气节能提效设备，尤其涉及一种工业烟气的冷却换热装置。

背景技术

排烟热损失是燃煤锅炉各项热损失中占比最大的一项，占燃煤锅炉总热损失的75%以上。导致产生排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10℃，则：排烟热损失增加0.6%～1%，热耗增加1.2%～2.4%。此外，排烟温度过高不仅会严重降低能源的利用率，还会大大影响后续对烟气进行处理的脱硫烟气处理***：降低对除尘器的除尘效率、以及增加脱硫塔的耗水量。

目前通过在燃煤锅炉的烟气出气口处设置冷却装置来降低排烟温度，为烟气进一步处理创造良好条件，并实现排烟热能回收。目前市场上常见的冷却装置结构复杂，且冷却效果十分不理想。

实用新型内容

本实用新型所需解决的技术问题是：提供一种结构简单、冷却效果好的工业烟气的冷却装置。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：所述的一种工业烟气的冷却换热装置，包括：机架和设置于机架上的烟箱，烟箱顶部喇叭口为烟气进口，烟箱底部喇叭口为烟气出口，在烟箱内腔中设置有整体冷却模块组，整体冷却模块组为由上至下依次设置有的至少两组冷却模块，每组冷却模块组均由若干由左至右依次排列设置的冷却模块构成，且各组冷却模块组中的冷却模块数量相同；烟箱内腔最下层的冷却模块组中的各冷却模块的进水集箱进口均通过对应下输水管与进水总汇集箱的出水口相连通，在各下输水管上均设置有一个进水截止阀；烟箱内腔最上层的冷却模块组中的各冷却模块的出水集箱出口均通过对应上输水管与出水总汇集箱的进水口相连通，在各上输水管上均设置有一个出水截止阀；位于同一列的各冷却模块的出水集箱出口均分别通过对应S型输水管与位于其上方的冷却模块的进水集箱进口连通；即：上、下冷却模块组中的各冷却模块通过S形输水管一一对应串联成列后，各列串联的模块组通过各上输水管、各下输水管并联组合成冷却换热装置的整体冷却模块组。

在进水总汇集箱上设置有带阀门的总放水管，在出水总汇集箱上设置带阀门的总放气管。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，所述的冷却模块为蛇形管式冷却换热器，各蛇形管式冷却换热器的前部挡板密封卡嵌设置于烟箱上的对应第一通孔中，各蛇形管式冷却换热器的尾部挡板密封卡嵌设置于烟箱上的对应第二通孔中；在蛇形管式冷却换热器尾部设置有弯管保护箱，弯管保护箱固定设置于尾部挡板上，将伸出尾部挡板外的各换热管及蛇形弯管接头密封罩盖于弯管保护箱内。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，在烟箱内腔最下层的冷却模块组中的各冷却模块的进水集箱上均分别设置有一个带阀门的放水管，任一放水管上的阀门打开均能将对应列的各冷却模块中的媒体介质通过放水管排出；在烟箱内腔最上层的冷却模块组中的各冷却模块的出水集箱上均设置有一个带阀门的放气管，任一放气管上的阀门打开均能使对应列的各冷却模块的工作压力降低。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，进水总汇集箱的进水口与进水管的出水口相连通，在进水管上由进水管的进水口向进水管的出水口方向依次设置有过滤器、流量调节阀和水泵。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，烟箱上部通过若干上支撑梁固定支撑设置于机架上，烟箱下部通过若干下支撑梁活动支撑设置于机架上；在每个上支撑梁与烟箱之间、以及每个下支撑梁与烟箱之间均设置有一个防振结构，所述的防振结构为：在每个上支撑梁或下支撑梁上均套设有膨胀节，膨胀节由左喇叭状箱体和右喇叭状箱体构成，且左喇叭状箱体大端与右喇叭状箱体大端光滑过渡连接构成一体，左喇叭状箱体左侧密封贴靠于烟箱外侧面上，在右喇叭状箱体上固定设置有支撑固定板，膨胀节通过支撑固定板固定设置于对应上支撑梁或下支撑梁上。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，烟箱由上至下依次由喇叭状进烟烟道、第一烟道、第二烟道和喇叭状出烟烟道构成，第一烟道和第二烟道通过烟道膨胀节密封连接，烟道膨胀节由上喇叭状箱体和下喇叭状箱体构成，且上喇叭状箱体大端与下喇叭状箱体大端光滑过渡连接构成一体。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，烟箱由上至下依次由喇叭状进烟烟道、第一烟道、第二烟道和喇叭状出烟烟道构成，第一烟道和第二烟道通过由耐高温、耐腐蚀材料制成的波纹管柔性补偿器密封连接。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，在烟箱上还设置对烟箱内腔中的各冷却模块进行除尘处理的有清灰装置，所述的清灰装置的结构为：在每组冷却模块组上方的烟箱上均开设有若干连接通孔，各高压空气管的出气口均密封穿过对应连接通孔后伸入烟箱内腔中，各高压空气管的进气口均与高压气源相连接。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，在各下支撑梁端部均固定设置有滑动支撑座，在机架上设置有与各滑动支撑座对应的滑槽，各滑动支撑座底部活动设置于对应滑槽中。

进一步地，前述的一种工业烟气的冷却换热装置，其中，在位于各上支撑梁上方的烟箱上均固定设置有上支撑座，各上支撑座通过上固定支撑设置于对应上支撑梁上；在位于各下支撑梁上方的烟箱上均固定设置有下支撑座，各下支撑座通过下固定支撑设置于对应下支撑梁上；在位于各上支撑梁两端端部、以及下支撑梁两端端部的机架上均固定设置有限位件；在烟箱上还设置有至少一个检修门。

本实用新型的有益效果是：①每列中的各冷却模块通过S形输水管串联后，各上输水管的出水口并联、各下输水管的进水口并联，从而使进入同一层冷却模块组中的各冷却模块中的媒体介质温度一致、分布均匀，实现对从烟气进口进入烟箱内腔中的烟气进行逐步阶梯降温，适应多种工况，保证机组在不同的工况下最有效提高传热效率，因而冷却装置的冷却效果十分好，排烟热损失回收率高；②冷却装置运行时，通过烟道膨胀节、各膨胀节、以及各滑动支撑座和对应滑槽的配合补偿调整烟箱的热胀冷缩余量，烟箱耐高温性能好；除此之外，冷却装置运行时，通过烟道膨胀节和各膨胀节对烟箱进行减振，大大延长了烟箱的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种工业烟气的冷却换热装置的结构示意图。

图2是图1中右视方向的结构示意图。

图3是本实用新型所述的一种工业烟气的冷却换热装置中的媒体介质输送示意图。

图4是图2中C部分的局部放大结构示意图。

图5是图1中A部分的局部放大结构示意图。

图6是图5中膨胀节的结构示意图。

图7是图6右视方向的结构示意图。

图8是图6的局部剖视结构示意图。

图9是图2中D部分的局部放大结构示意图。

图10是图1中B部分的局部放大结构示意图。

图11是冷却模块中位于最上层的任一换热管的局部结构示意图。

图12是图11中E-E剖视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例所述的一种工业烟气的冷却换热装置，包括：机架1和设置于机架1上的烟箱2，烟箱2的顶部喇叭口为烟气进口21，烟箱2的底部喇叭口为烟气出口22。在烟箱内腔中由上至下依次设置有至少两组冷却模块组3，每组冷却模块组3均由若干由左至右依次紧挨排列设置的冷却模块31构成，且各组冷却模块组3中的冷却模块31数量相同。

如图1和图3所示，烟箱内腔最下层的冷却模块组3中的各冷却模块31的进水集箱进口311均通过对应下输水管41与进水总汇集箱51的出水口相连通，在各下输水管41上均设置有一个进水截止阀410。在实际制造生产中，在进水总汇集箱51上开设有若干出水口，进水总汇集箱51上的各出水口数量与下输水管41的数量相同。烟箱内腔最上层的冷却模块组3中的各冷却模块31的出水集箱出口310均通过对应上输水管43与出水总汇集箱52的进水口相连通，在各上输水管43上均设置有一个出水截止阀430。在实际制造生产中，在出水总汇集箱52上开设有若干进水口，出水总汇集箱52上的各进水口水量与上输水管43的数量相同。位于同一列的各冷却模块31的出水集箱出口310均分别通过对应S型输水管42与位于其上方的冷却模块31的进水集箱进口311连通。此时每列中的各冷却模块通过多根独立的S形输水管串联，各上输水管的出水口并联、各下输水管的进水口并联形成一个完整的媒体介质输送***。在进水总汇集箱51上设置有带阀门的总放水管510，在出水总汇集箱52上设置有带阀门的总放气管520。进水总汇集箱51的进水口与进水管50的出水口相连通，在进水管50上由进水管50的进水口向进水管50的出水口方向依次设置有过滤器501、流量调节阀502和水泵503。

本实施例以在烟箱内腔中由上至下依次设置有两组冷却模块组3为例进行说明：

冷却装置运行时，冷媒介质在水泵503的驱动下通过进水管50、进水总汇集箱51、各独立的下输水管41进入烟箱内腔最下层的冷却模块组3中的各冷却模块31的换热管组中，与位于该处的烟气进行间接热能交换，烟箱内腔最下层的各冷却模块31的换热管组中的冷媒介质升温，此时位于该处的烟气温度较低，通过低温预热冷媒介质，从而提高冷却装置对排烟热损失的回收率。第一次升温后的媒体介质继续通过各独立的S形输水管42进入位于其上方的冷却模块组3的各冷却模块31的换热管组中，与位于该处的烟气进行间接热能交换，媒体介质继续升温，二次升温后的热媒介质通过各独立的上输水管43、出水总汇集箱52输出冷却装置外。

而烟气则从烟气进口21进入烟箱内腔中，与烟箱内腔最上层的冷却模块组3中的各冷却模块31的换热管组内的媒体介质进行间接热能交换后降温，降温后的烟气向下流动，与烟箱内腔最下层的冷却模块组3中的各冷却模块31的换热管组内的冷媒介质进行间接热能交换后继续降温，二次降温后的烟气从烟气出口22排出烟箱2外。

如图2和图4所示，本实施例中所述的冷却模块31为蛇形管式冷却换热器，蛇形管式冷却换热器中的换热管组为蛇形换热管组，蛇形换热管组由若干换热管通过若干蛇形弯管接头312连接构成。各蛇形管式冷却换热器的前部挡板315密封卡嵌设置于烟箱2上的对应第一通孔中，各蛇形管式冷却换热器的尾部挡板316密封卡嵌设置于烟箱2上的对应第二通孔中。在蛇形管式冷却换热器尾部设置有弯管保护箱6，弯管保护箱6固定设置于蛇形管式冷却换热器的尾部挡板316上，将伸出蛇形管式冷却换热器的尾部挡板316外的各蛇形弯管接头312密封罩盖于弯管保护箱6内。此时，尾部挡板316与弯管保护箱内腔之间形成密闭空腔。设置弯管保护箱6不仅能保护伸出尾部挡板316外的换热管9及蛇形弯管接头312，防止伸出尾部挡板316外的换热管9及蛇形弯管接头312因裸露于外部环境中而生锈、腐蚀；还能减少工序：蛇形换热管组中的各换热管与尾部挡板316上供各换热管9穿过的通孔之间无需进行密封处理，目前市场上常见的蛇形管式冷却换热器中各换热管9穿过尾部挡板316上各通孔后，各换热管9与对应通孔连接处是通过焊接进行密封连接，而本申请所述的蛇形管式冷却换热器中各换热管9与对应通孔连接处则无需进行焊接密封，省去了焊接步骤。

如图11和图12所示，本实施例中蛇形管式冷却换热器上的各换热管9均为带H形翅片91的鳍片管，在位于蛇形管式冷却换热器最上层的各换热管9上还设置有梳型防磨罩92，梳型防磨罩套于位于蛇形管式冷却换热器最上层的各换热管9的上半柱体面上。在蛇形管式冷却换热器中还设置有支承各换热管的托板，在托板上开设有若干支承孔，各换热管9穿插于对应支承孔中。由于换热管9管壁较薄，为保护换热管9，本实施例在各支撑孔中还固定卡嵌设置有保护套，各换热管9穿插于对应保护套中。

如图1和图3所示，在烟箱内腔最下层的冷却模块组3中的各冷却模块31的进水集箱311上均分别设置有一个带阀门的放水管313，任一放水管313上的阀门打开均能将对应列的各冷却模块31中的冷媒介质通过放水管313排出。在烟箱内腔最上层的冷却模块组3中的各冷却模块31的出水集箱311上均设置有一个带阀门的放气管314，任一放气管314上的阀门打开均能使对应列的各冷却模块31的工作压力降低。

实施例二

如图1所示，烟箱2上部通过若干上支撑梁71固定支撑设置于机架1上，烟箱2下部通过若干下支撑72梁活动支撑设置于机架1上。其中，烟箱2下部通过若干下支撑梁72活动支撑设置于机架1上的具体结构为：如图10所示，在各下支撑梁72端部均固定设置有滑动支撑座721，在机架1上设置有与各滑动支撑座721对应的滑槽11，各滑动支撑座721底部活动设置于对应滑槽11中。冷却装置运行时能通过滑动支撑座721在滑槽11中的滑动来补偿调整烟箱的热胀冷缩余量。本实施例中在烟箱1上还设置有至少一个检修门10。

如图1和图5所示，在每个上支撑梁71与烟箱2之间、以及每个下支撑梁72与烟箱2之间均设置有一个防振结构，所述的防振结构为：如图5、图6、图7和图8所示，在每个上支撑梁71或下支撑梁72上均套设有膨胀节70，膨胀节70由左喇叭状箱体701和右喇叭状箱体702构成，且左喇叭状箱体701的大端与右喇叭状箱体702的大端光滑过渡连接构成一体，左喇叭状箱体701左侧密封紧贴于烟箱2外侧面上，在右喇叭状箱体702上固定设置有支撑固定板703，膨胀节70通过支撑固定板703固定设置于对应上支撑梁71或下支撑梁72上。在实际制造生产中，各上支撑梁71、各下支撑梁72通常采用矩形柱体状结构，此时膨胀节70的内、外轮廓为环绕于对应上支撑梁71矩形柱体面或对应下支撑梁72矩形柱体面的矩形环状结构。冷却装置运行时，通过压缩左喇叭状箱体701和右喇叭状箱体702之间的距离H以及通过释放施加于左喇叭状箱体701和右喇叭状箱体702上的力、使左喇叭状箱体701小端和右喇叭状箱体702小端分别反方向远离来实现减振目的。

如图1、图2和图9所示，烟箱2由上至下依次由喇叭状进烟烟道23、第一烟道24、第二烟道25和喇叭状出烟烟道26构成，第一烟道24和第二烟道25通过烟道膨胀节20密封连接，烟道膨胀节20由上喇叭状箱体201和下喇叭状箱体202构成，且上喇叭状箱体201的大端与下喇叭状箱体202的大端光滑过渡连接构成一体。在实际制造生产中，各烟箱2通常采用矩形柱体状结构，此时烟道膨胀节20的内、外轮廓为环绕于烟箱2矩形柱体面的矩形环状结构，此时烟道膨胀节20的具体结构可参考图7中膨胀节70的结构，烟道膨胀节20的具体工作原理和膨胀节70相同。在实际制造生产中，第一烟道24和第二烟道25也可以通过由耐高温、耐腐蚀材料制成的波纹管柔性补偿器密封连接。

在烟箱2上还设置对烟箱内腔中的各冷却模块31进行除尘处理的有清灰装置，所述的清灰装置的结构为：在每组冷却模块组3上方的烟箱2上均开设有若干连接通孔27，各高压空气管的出气口均密封穿过对应的连接通孔27后伸入烟箱内腔中，各高压空气管的进气口均与高压气源相连接。设置清灰装置能对各冷却模块31定型定期清灰，减少积灰，进一步提高冷却装置的冷却效果。

如图1和图5所示，在位于各上支撑梁71上方的烟箱2上均固定设置有上支撑座81，各上支撑座81通过上固定支撑82设置于对应上支撑梁71上。在位于各下支撑梁72上方的烟箱2上均固定设置有下支撑座83，各下支撑座83通过下固定支撑84设置于对应下支撑梁72上。在位于各上支撑梁71两端端部、以及下支撑梁72两端端部的机架1上均固定设置有限位件12，即：各上支撑梁71、各下支撑梁72的横向位置由对应限位件12限制。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型要求保护的范围。

本实用新型的优点是：①每列中的各冷却模块31通过S形输水管42串联后，各上输水管43的出水口并联、各下输水管41的进水口并联，从而使进入同一层冷却模块组3中的各冷却模块31中的媒体介质温度一致、分布均匀，实现对从烟气进口21进入烟箱内腔中的烟气进行逐步阶梯降温，适应多种工况，保证机组在不同的工况下最有效提高传热效率，因而冷却装置的冷却效果十分好，排烟热损失回收率高；②冷却装置运行时，通过烟道膨胀节20、各膨胀节70、以及各滑动支撑座721和对应滑槽11的配合补偿调整烟箱的热胀冷缩余量，烟箱耐高温性能好；除此之外，冷却装置运行时，通过烟道膨胀节20和各膨胀节70对烟箱进行减振，大大延长了烟箱的使用寿命。

Claims (10)

1.一种工业烟气的冷却换热装置，包括：机架和设置于机架上的换热装置，所述的换热装置包括烟箱，烟箱顶部喇叭口为烟气进口，烟箱底部喇叭口为烟气出口，其特征在于：在烟箱内腔中由上至下依次设置有至少两组冷却模块组，每组冷却模块组均由若干由左至右依次排列设置的冷却模块构成，且各组冷却模块组中的冷却模块数量相同；烟箱内腔最下层的冷却模块组中的各冷却模块的进水集箱进口均通过对应下输水管与进水总汇集箱的出水口相连通，在各下输水管上均设置有一个进水截止阀；烟箱内腔最上层的冷却模块组中的各冷却模块的出水集箱出口均通过对应上输水管与出水总汇集箱的进水口相连通，在各上输水管上均设置有一个出水截止阀；位于同一列的各冷却模块的出水集箱出口均分别通过对应S型输水管与位于其上方的冷却模块的进水集箱进口连通；在进水总汇集箱上设置有带阀门的总放水管，在出水总汇集箱上设置带阀门的总放气管。

2.根据权利要求1所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：所述的冷却模块为蛇形管式冷却换热器，各蛇形管式冷却换热器的前部挡板密封卡嵌设置于烟箱上的对应第一通孔中，各蛇形管式冷却换热器的尾部挡板密封卡嵌设置于烟箱上的对应第二通孔中；在蛇形管式冷却换热器尾部设置有弯管保护箱，弯管保护箱固定设置于尾部挡板上，将伸出尾部挡板外的各换热管及蛇形弯管接头密封罩盖于弯管保护箱内。

3.根据权利要求1或2所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：在烟箱内腔最下层的冷却模块组中的各冷却模块的进水集箱上均分别设置有一个带阀门的放水管，任一放水管上的阀门打开均能将对应列的各冷却模块中的媒体介质通过放水管排出；在烟箱内腔最上层的冷却模块组中的各冷却模块的出水集箱上均设置有一个带阀门的放气管，任一放气管上的阀门打开均能使对应列的各冷却模块的工作压力降低。

4.根据权利要求1或2所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：进水总汇集箱的进水口与进水管的出水口相连通，在进水管上由进水管的进水口向进水管的出水口方向依次设置有过滤器、流量调节阀和水泵。

5.根据权利要求1所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：烟箱上部通过若干上支撑梁固定支撑设置于机架上，烟箱下部通过若干下支撑梁活动支撑设置于机架上；在每个上支撑梁与烟箱之间、以及每个下支撑梁与烟箱之间均设置有一个防振结构，所述的防振结构为：在每个上支撑梁或下支撑梁上均套设有膨胀节，膨胀节由左喇叭状箱体和右喇叭状箱体构成，且左喇叭状箱体大端与右喇叭状箱体大端光滑过渡连接构成一体，左喇叭状箱体左侧密封贴靠于烟箱外侧面上，在右喇叭状箱体上固定设置有支撑固定板，膨胀节通过支撑固定板固定设置于对应上支撑梁或下支撑梁上。

6.根据权利要求5所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：烟箱由上至下依次由喇叭状进烟烟道、第一烟道、第二烟道和喇叭状出烟烟道构成，第一烟道和第二烟道通过烟道膨胀节密封连接，烟道膨胀节由上喇叭状箱体和下喇叭状箱体构成，且上喇叭状箱体大端与下喇叭状箱体大端光滑过渡连接构成一体。

7.根据权利要求5所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：烟箱由上至下依次由喇叭状进烟烟道、第一烟道、第二烟道和喇叭状出烟烟道构成，第一烟道和第二烟道通过由耐高温、耐腐蚀材料制成的波纹管柔性补偿器密封连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：在烟箱上还设置对烟箱内腔中的各冷却模块进行除尘处理的有清灰装置，所述的清灰装置的结构为：在每组冷却模块组上方的烟箱上均开设有若干连接通孔，各高压空气管的出气口均密封穿过对应连接通孔后伸入烟箱内腔中，各高压空气管的进气口均与高压气源相连接。

9.根据权利要求5所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：在各下支撑梁端部均固定设置有滑动支撑座，在机架上设置有与各滑动支撑座对应的滑槽，各滑动支撑座底部活动设置于对应滑槽中。

10.根据权利要求5所述的一种工业烟气的冷却换热装置，其特征在于：在位于各上支撑梁上方的烟箱上均固定设置有上支撑座，各上支撑座通过上固定支撑设置于对应上支撑梁上；在位于各下支撑梁上方的烟箱上均固定设置有下支撑座，各下支撑座通过下固定支撑设置于对应下支撑梁上；在位于各上支撑梁两端端部、以及下支撑梁两端端部的机架上均固定设置有限位件；在烟箱上还设置有至少一个检修门。

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