[發明專利]一種換熱器及換熱方法

在審

• 申請號: 201610854137.2
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN107869727A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 劉銳楷;呂兵
• 申請（專利權）人: 湖南中集竹木業發展有限公司
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06;F28F27/02
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所11336
• 代理人: 董巍,謝栒

技術領域

本發明涉及換熱技術領域，尤其涉及一種換熱器及換熱方法。

背景技術

對于生物質鍋爐來說，既需要解決控制煙塵排放達標的問題，又要解決如何提高熱回收效率的問題。雖然市場上換熱器的種類繁多，但缺少一種能很好地適應生物質鍋爐的燃燒特點的高效換熱器，其原因如下：

1)生物質鍋爐的尾氣中粉塵含量較燃煤、燃油或天然氣鍋爐要高很多，且其粉塵顆粒更細小、質量更輕、導電性能波動大和含碳量高，常用的水膜除塵或電除塵很難確保其尾氣排放符合新的環保要求，故通常采用布袋除塵器。

2)要確保布袋除塵器能長期安全的運行，必須控制好煙氣溫度，以防縮短布袋的使用壽命，增加使用成本，甚至造成布袋著火事故。

3)生物質鍋爐(特別是使用未經處理的生物質廢料或垃圾)的爐膛火力波動大，導致生物質鍋爐的排煙溫度的變化很大，通常情況下尾氣溫度在200℃以上，而負荷大時甚至會達到300℃，并且在負荷大時尾氣還會夾帶大量火星，嚴重威脅布袋的安全。

以上原因導致生物質鍋爐不但要配備高效的換熱器，而且換熱效率必須能根據鍋爐尾氣溫度的變化自動調整，以適應鍋爐尾氣溫度波動大的特點，確保換熱之后的煙溫穩定在合適的范圍。

雖然目前市場上的換熱器種類繁多，但適合于鍋爐尾氣熱回收的換熱器主要有：熱管式換熱器(或稱液相換熱器)、帶翅片列管式換熱器、余熱鍋爐等幾種。這些換熱器雖然換熱效率較高，但由于設計思路及結構上的限制，難以滿足上述要求。因此，需要提供一種換熱器及換熱方法，以至少部分地解決上述問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了至少部分地解決上述問題，本發明公開了一種換熱器，用于鍋爐，其特征在于，所述換熱器包括：

吸熱器，所述吸熱器包括傳熱管，所述吸熱器的傳熱管的外部空間作為鍋爐的高溫尾氣的通道；

散熱器，所述散熱器包括傳熱管，所述散熱器的傳熱管的外部空間作為低溫空氣的通道，所述散熱器的傳熱管與所述吸熱器的傳熱管連通；

循環系統，分別連接至所述吸熱器的傳熱管的進口和所述散熱器的傳熱管的出口，以驅動換熱媒介在所述吸熱器內吸收所述吸熱器的傳熱管外部空間的高溫尾氣的熱量之后，進入所述散熱器與所述散熱器的傳熱管外部空間的低溫空氣換熱；以及

溫控系統，根據所述吸熱器的出風口處的鍋爐尾氣的溫度自動調節換熱媒介的流量或流速。

可選地，所述換熱媒介為鍋爐的水箱內的水。

可選地，所述循環系統包括：

進水管，所述進水管連通所述吸熱器的傳熱管的進口與所述水箱；

回水管，所述回水管連通所述散熱器的傳熱管的出口與所述水箱；

循環水泵，所述循環水泵設置在所述進水管上。

可選地，溫控系統包括溫感元件和自動流量控制閥，溫感元件設置在吸熱器的出風口處，自動流量控制閥設置在循環系統上。

可選地，所述散熱器的傳熱管的外部空間的低溫空氣與所述散熱器的傳熱管中的換熱媒介換熱之后作為鍋爐進風送入爐膛。

可選地，吸熱器的傳熱管和散熱器的傳熱管均包括至少一組帶翅片的U型管。

可選地，吸熱器和散熱器的外側均設置有鋼板和保溫層。

可選地，吸熱器的傳熱管的出口與散熱器的傳熱管的入口通過連通管連通。

可選地，進水管上設置有排污閥。

可選地，在所述換熱器的出風口處，尾氣溫度在150℃至175℃之間。

可選地，在與所述換熱器的出風口對應的鍋爐的除塵器的入口處，溫度在110℃至135℃之間。

一種使用基于上述的換熱器的換熱方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：啟動循環系統，以使得換熱媒介開始循環；

步驟二：使換熱媒介進入吸熱器的傳熱管中并吸收吸熱器的傳熱管外部空間的空氣的熱量；

步驟三：使吸熱器的傳熱管中吸熱后的換熱媒介進入散熱器的傳熱管中；

步驟四：換熱媒介在散熱器的傳熱管中對散熱器的傳熱管外部空間的空氣放熱；

步驟五：使散熱器的傳熱管中放熱后的換熱媒介流出散熱器；其中，通過溫控系統控制換熱器中的換熱媒介的流量或流速。

可選地，在步驟五之后還包括：