[發明專利]高效脫霾廢熱回收節能減排裝置

有效

• 申請號: 201410826205.5
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN105783013B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 朱冬生;莫遜;沈大偉;佘京鵬;郭華芳;李立鴻
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所;汕頭華興冶金設備股份有限公司
• 主分類號: F23J15/02
• 分類號: F23J15/02;F28D7/00;F28F9/22;F28F9/26;F28F19/01
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 黃培智,莫瑤江

技術領域

本發明涉及一種在電站鍋爐、化工加熱爐、生物質鍋爐及工業窯爐的煙氣余熱回收的高效換熱及除塵的裝置，尤其是涉及一種在生物質鍋爐的煙氣含塵量大、含水量大的工藝條件下進行工作的高效脫霾廢熱回收節能減排裝置。

背景技術

隨著社會的不斷發展，人類對不可再生能源的依賴性越來越高，環境的污染也日益嚴重。為了緩解環境以及社會發展的壓力，生物質鍋爐越來越受到一些企業的青睞，它不僅解決了不可再生能源危機的影響，也緩解了環境的壓力。生物質鍋爐的燃料來源是利用秸稈、水稻稈、薪材、木屑、花生殼、瓜子殼、甜菜粕、樹皮等所有廢棄的農作物，經粉碎混合擠壓烘干等工藝，最后制成顆粒狀燃料，甚至有的企業把顆粒狀燃料再進一步轉化成可燃性氣體再燃燒。這種燃料不僅來源廣泛、清潔，又能解決了緩解污染的問題。為了節省投資成本，一些企業在鍋爐尾部的換熱面往往采用了常規結構，由于場地條件限制或者設計者經驗問題，這種普通結構的換熱面由于得不到合理的設計應用，換熱效率低而導致體積龐大，耗材量大。生物質鍋爐的煙氣中含有大量的煙塵，并且由于燃料中的水分過高導致煙氣中含有大量的水蒸汽，給鍋爐尾部的普通換熱面造成磨損、堵灰，使得換熱管磨損漏風，或者引風機出力不暢，進一步造成排煙溫度虛低，形成惡性循環而導致尾部換熱面失效。

為了避免這種情況的出現，鍋爐不得不經常性停爐，打開尾部換熱面進行清灰，或者維修、更換。這種經常性的維護不僅造成了企業維護費用的急劇增大的直接損失，而且由于企業停產造成了巨大間接損失。因此一種能夠同時實現高效換熱，又能夠有效解決堵灰、磨損和除灰三大問題的設備是迫在眉睫的。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的高效、堵灰、磨損和清灰等問題，而提供一種高效脫霾廢熱回收節能減排裝置。

本發明是通過以下技術方案來實現的：高效脫霾廢熱回收節能減排裝置，垂直安裝與鍋爐的尾部煙道，包括SP換熱管、上管板、下管板、內筒體、螺旋板和外筒體，SP換熱管內置于內筒體內，SP換熱管的上端與上管板連接，下端與下管板連接；內筒體的上端與上管板的外圓連接，下端與膨脹節連接后再與下管板的外圓連接，膨脹節位于SP換熱管與內筒體之間；內筒體的上段設有煙氣進口管口，煙氣進口管口延伸至外筒體外，內筒體的下段設有置于外筒體內的內筒體煙氣出口管口；下管板連接有下管箱，下管箱設有延伸至外筒體外的空氣進口管口，上管板連接有上管箱，上管箱設有空氣出口管口；所述上管板、下管板、SP換熱管及內筒體組成換熱單元；螺旋板盤旋設置在內筒體的外壁，內筒體的上端與外筒體的上端通過封板及加強肋板連接在一起，外筒體的上段設有外筒體煙氣出口管口，其下端連接有帶除灰口的灰斗；所述內筒體、螺旋板、灰斗、外筒體組成脫霾單元。

SP換熱管與內筒體之間采用膨脹節，可解決兩者之間的高溫膨脹差問題；內筒體與外筒體之間通過封板及加強肋板連接在一起，可解決兩者之間的高溫膨脹差問題；煙氣自上而下通入內筒體內，并由內筒體煙氣出口管口進入內筒體與外筒體之間的通道，最終從外筒體上部的外筒體煙氣出口管口處流出，而空氣則從下而上由SP換熱管向向上，并從空氣出口管口流出裝置外部。本裝置換熱單元與脫離單元形成三維變空間的布置方式，而三維變空間指的是由于換熱管的特殊形狀使得管外的流道是橫向多通道，縱向全空間，形成不同截面的管外三維空間不斷改變，流體流動無死角，三維變空間的布置可使得裝置把傳統的碰撞流變為摩擦流，優化了煙氣側的流場，使流場更加合理均勻，在實現全逆流換熱的同時又能解決了煙氣對SP換熱管的磨損，降低阻力損失。在同樣的阻力損失下，可以大大提高流體流速，又從工藝手段上進一步提高了換熱管的換熱效率。螺旋板盤旋設置在內筒體的外壁，使得煙氣能夠沿著它的方向流動，利用離心力的原理，每旋轉一周就把重的煙塵顆粒甩到外筒體的內壁面，受到重力作用的煙塵顆粒順著外筒體的壁面或螺旋板集中掉落在灰斗，再經除塵口出去。脫霾單元的設置，使得煙氣產生了劇烈的紊流，破壞了煙氣靠近壁面的邊界層流厚度，從換熱機理上提高了換熱管的換熱效率，同時減少了換熱管表面結垢的可能性。

所述煙氣進口管口與內筒體相切。煙氣進口管口與內筒體相切，可保證了煙氣進入內筒體局部阻力小。

所述內筒體煙氣出口管口設有第一導流板、第一上導流板、第一下導流板，第一導流板、第一上導流板、第一下導流板與內筒體構成導流腔體，第一導流板與內筒體相切。第一導流板、第一上導流板、第一下導流板的設置，可保證煙氣從內筒體出來后能沿著內筒體外壁形成旋流。