[發明專利]一種全預混冷凝式換熱裝置

有效

• 申請號: 201810443829.7
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108826687B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 孟繼安;戴丁軍;卓宏強;孫旭光;胡旭
• 申請（專利權）人: 寧波市哈雷換熱設備有限公司
• 主分類號: F24H8/00
• 分類號: F24H8/00;F24H9/00;F24H9/1832
• 代理公司: 寧波瑞元智產專利代理事務所(特殊普通合伙) 33351
• 代理人: 伊靈聰

本發明公開了一種全預混冷凝式換熱裝置，包括外殼、高溫換熱裝置、冷凝換熱裝置和燃燒器組件，所述高溫換熱裝置和冷凝換熱裝置徑向分布在外殼內；高溫換熱裝置為由中低溫煙氣分區隔板與若干高溫管翅式換熱單元配合形成的第一環狀結構，燃燒器組件燃燒產生的高溫煙氣位于第一環狀結構內。本發明結構緊湊，顯著強化了煙氣換熱，有效提高了換熱效率，避免了煙氣所攜帶的固體顆粒堵塞高溫管翅式換熱單元的間隙和冷凝水滴落對設備性能和壽命與可靠性的影響，保證了長期運行換熱的穩定性；同時高溫換熱裝置由若干高溫管翅式換熱單元組合成弧狀結構，有效提高了板材的利用率，減低了生產成本，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及熱交換設備技術領域，特別涉及一種全預混冷凝式換熱裝置。

背景技術

現有全預混冷凝熱交換器最常用于壁掛爐等熱交換裝置，混合燃氣燃燒產生的高溫煙氣穿過全預混冷凝熱交換器，對流經全預混冷凝熱交換器中的水進行加熱，高溫煙氣被降溫直至冷凝，加熱后的水再流入壁掛爐中被熱交換器使用。現有全預混冷凝熱交換器主要有盤管式全預混冷凝熱交換器和圓盤翅片管式全預混冷凝熱交換器兩種結構。

現有一種盤管式全預混冷凝熱交換器，包括外殼和逐層盤繞的環形的換熱管，換熱管多為扁管或者圓管的結構，換熱管分為軸向布置的兩組，即高溫煙氣盤管式換熱管組件和煙氣冷凝盤管式換熱管組件，高溫煙氣盤管式換熱管組件和煙氣冷凝盤管式換熱管組件置于外殼內，外殼上設有進氣口和出氣口，預混合后的燃氣從進氣口進入高溫煙氣盤管式換熱管組件內設置的燃燒頭內并燃燒，燃燒產生的高溫煙氣從內向外徑向穿過高溫煙氣盤管式換熱管組件的盤管式換熱管之間的間隙，在此過程中，高溫煙氣與高溫煙氣盤管式換熱管組件內的水進行熱交換，高溫煙氣從內向外徑向穿過高溫煙氣盤管式換熱管組件之后經降溫被吸熱后混合為中溫煙氣；中溫煙氣再從煙氣冷凝盤管式換熱管組件的外圍從外向內徑向穿過煙氣冷凝盤管式換熱管組件的盤管式換熱管之間的間隙，在此過程中，中溫煙氣與煙氣冷凝盤管式換熱管組件內的水進行熱交換，中溫煙氣從外向內徑向穿過煙氣冷凝盤管式換熱管組件之后經降溫減濕被吸熱后混合為低溫煙氣；冷凝換熱后的低溫煙氣從煙氣冷凝盤管式換熱組件的內環經外殼內的煙道從外殼上設置的出氣口流出盤管式全預混冷凝熱交換器。

上述現有盤管式全預混冷凝熱交換器技術的缺點在于：換熱管多為扁管或者圓管結構，煙氣與盤管式換熱管進行換熱的表面為光滑換熱表面，煙氣熱傳遞效果較差，換熱效率較低；為了提高換熱性能通常采用小間隙，一般間隙在大約0.7mm左右，這樣極易造成煙塵堵塞煙氣流道，粘附的煙塵進一步加劇堵灰的進程，影響了換熱管預先設計的阻力的平衡，造成換熱器無法均勻地進行換熱，降低了換熱效率，而直接粘附在管壁上的固體顆粒物還具有酸性，會腐蝕換熱管，影響換熱管的工作壽命；高溫煙氣在與盤管式換熱管換熱時的溫度降在1000℃左右，煙氣平均流速也變化巨大，這也造成煙氣在進入高溫煙氣盤管式換熱管組件的流動阻力較大，而在流經高溫煙氣盤管式換熱管組件的后部的流速十分低而使得其換熱較差；另外，在低負荷運行式，高溫煙氣與高溫煙氣盤管式換熱管組件換熱也可能會產生冷凝，由于結構緊湊性的要求使得高溫煙氣盤管式換熱管組件通常為臥式安裝，這樣高溫煙氣盤管式換熱管組件中的產生的部分冷凝水會滴落到燃燒器的燃燒頭上，長期運行會造成燃燒頭損壞和降低燃燒性能，同時換熱管間隙處留存和向下滴落的冷凝水也嚴重影響了換熱性能并加速煙塵等堵塞煙氣流道的問題。