專利名稱：螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置。它屬于鍋爐制造領(lǐng)域，可 安裝在鍋爐排煙管道出口處，特別是燃?xì)忮仩t，回收鍋爐余熱。
技術(shù)背景鍋爐裝置的排煙溫度一般在150°C以上，對(duì)于小型工業(yè)鍋爐的排煙溫度更高，達(dá) 200°C以上。同時(shí)在煙氣中還含有一定量的水蒸氣。因此，鍋爐排煙中含有與排煙溫度有 關(guān)的顯熱和水蒸氣汽化潛熱。兩部分熱量的總和約占鍋爐燃料低發(fā)熱值的10 15%。對(duì) 于不同的燃料所占的比例是不一樣的，其中以氣體燃料為最高，液體燃料次之，固體燃料最 低。若能從鍋爐余熱中回收50%的熱量，便可以節(jié)約燃料(5 7. 5)%，其效益相當(dāng)可觀。[0003]要回收鍋爐這部分熱量，必須解決下述三個(gè)問題1.要解決低溫腐蝕。因?yàn)槿剂现泻辛?，在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化硫和三氧化 硫。含有這類氣體的煙氣，它的露點(diǎn)溫度為(130 150) °C。當(dāng)煙氣溫度低于此溫度便會(huì)結(jié) 露，形成水珠，便產(chǎn)生硫酸或亞硫酸，具有強(qiáng)烈腐蝕性。各種燃料都存在這種現(xiàn)象，以燃煤鍋 爐的低溫腐蝕最為嚴(yán)重，相關(guān)換熱部件若在上述環(huán)境下工作2 3年，就會(huì)腐蝕報(bào)廢。目前 鍋爐制造商生產(chǎn)的鍋爐，均把排煙溫度控制在150°C以上，出于避開結(jié)露溫度，以損失能量 為代價(jià)，來防止鍋爐裝置的低溫腐蝕。要解決換熱部件的低溫腐蝕，目前采用過下列技術(shù)措施，都不盡人意。①選用高級(jí) 不銹鋼為換熱部件的材料，由于價(jià)格昂貴，使鍋爐的制造成本大幅提高。此外，它只能延緩 腐蝕，不能徹底防止腐蝕。②選用耐腐蝕的非金屬材料為換熱部件的材料，如陶瓷或玻璃 等，由于質(zhì)脆易碎，導(dǎo)熱系數(shù)低下，也未能得到推廣應(yīng)用。2.要采用高效換熱器件。以普通鋼管為鍋爐換熱部件的基材，在其表面涂復(fù)保護(hù) 涂層，避免低溫腐蝕，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的，已成為防腐行業(yè)的研究熱點(diǎn)。由于換熱部件的 表面涂復(fù)保護(hù)涂層后，必然帶來換熱部件傳熱阻力增加，同時(shí)回收鍋爐余熱的過程是處在 小溫差的狀態(tài)下進(jìn)行，其傳熱效果也肯定不佳，二種因素湊合在一起，必然造成換熱器件的 換熱效率的下降。為彌補(bǔ)換熱效率的下降采用高效換熱器件是很有必要的。3.要采用可拆卸的裝配式結(jié)構(gòu)。由于傳統(tǒng)的鍋爐熱交換器件均采用焊接結(jié)構(gòu)，其 保護(hù)涂層要承受焊接過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)是不可能的。為使保護(hù)涂層方案得到推廣應(yīng)用， 能解決低溫腐蝕并達(dá)到回收余熱的目的，必須放棄鍋爐熱交換器件傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以新的結(jié)構(gòu) 型式來適應(yīng)保護(hù)涂層的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置。當(dāng)通過該裝置后，能回 收鍋爐余熱，把鍋爐的排煙溫度下降至60°C左右，回收了顯熱，并冷凝煙氣中的水蒸氣，回 收煙氣中潛熱，回收熱量總和為燃料低發(fā)熱值的(5 7. 5) %，具有明顯的節(jié)能效果，同時(shí) 能解決低溫腐蝕，使設(shè)備使用壽命延長。它可作為鍋爐給水預(yù)加熱或提供低溫?zé)崴?，以滿足用戶要求。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是1.在鍋爐余熱回收裝置中凡與鍋爐煙氣相接觸的管箱和換熱部件都采用涂層保 護(hù)。管箱(1)內(nèi)腔表面刷耐高溫耐腐蝕的涂料，螺旋翅片管(2)外壁涂搪瓷或涂其他保護(hù) 涂層能承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣低溫腐蝕。2.采用螺旋翅片管。螺旋翅片管(2)是把薄鋼片卷繞在無縫鋼管管坯之上，并用 高頻接觸焊的方法焊接而成，焊著率高，導(dǎo)熱性能好，是一種高效換熱器件。螺旋翅片管(2) 還具有高換熱面積，以增加換熱面積來提高回收裝置的換熱量，以彌補(bǔ)換熱部件的表面涂 復(fù)保護(hù)涂層和在小溫差的狀態(tài)下進(jìn)行傳熱的換熱效率下降。3.在螺旋翅片管(2)外表面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層以后是不允許再進(jìn)行焊接 加工的，因?yàn)橥刻麓苫蛲科渌Ｗo(hù)涂層不能承受焊接過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)。因此在采用螺 旋翅片管(2)以后，就不能沿用傳統(tǒng)鍋爐換熱器件的結(jié)構(gòu)和制造方法，必須采用新的結(jié)構(gòu) 型式來適應(yīng)保護(hù)涂層的需要。此外，螺旋翅片管(2)采用保護(hù)涂層以后，存在定期檢查、維 護(hù)和更換等工作，同樣要求在結(jié)構(gòu)上有相應(yīng)的措施予以配合。目前采用可拆卸的裝配式結(jié) 構(gòu)，其特點(diǎn)如下a.外表面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在 位于管箱(1)前后二側(cè)的二片螺旋翅片管管板(3)之上。在螺旋翅片管管板(3)之上開有 若干圓孔，孔徑大小與螺旋翅片管(2)管坯的無縫鋼管外徑相當(dāng)，其數(shù)量與螺旋翅片管管 板(3)上安裝螺旋翅片管(2)的數(shù)量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅 片管管板(3)后，露出部分長度供安裝密封環(huán)(6)之用。密封環(huán)(6)由石墨石棉盤根制成， 并用方形法蘭(4)壓緊，實(shí)施煙氣，大氣和水三者之間的密封。b. 180°彎頭(5)的二管端各焊有一個(gè)方形法蘭(4)，構(gòu)成180°彎頭組件，用螺釘 與螺旋翅片管管板(3)連接固定。相鄰螺旋翅片管(2)均用上述組件相連接溝通，應(yīng)保證 形成一條回收余熱的水循環(huán)通道。c.螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，并用螺釘連接固定。螺旋翅片管(2) 安裝在螺旋翅片管管板(3)上，在用180°彎頭組件壓緊密封環(huán)(6)的同時(shí)把螺旋翅片管 (2)固定連接在螺旋翅片管管板(3)之上。螺旋翅片管管板(3)與管箱(1)的安裝固定在 前，螺旋翅片管管板(3)與方形法蘭(4)的安裝固定在后，這樣的安裝順序能保證螺旋翅片 管(2)在二片螺旋翅片管之間的正確位置。4.螺旋翅片管(2)水平布置。煙氣冷卻后形成的凝結(jié)水在重力作用下沿螺旋翅片 管(2)的翅片下淌，在管箱(1)的底部進(jìn)行收集。管箱(1)底部沿著煙氣流動(dòng)方向作成向 下傾斜，在管箱(1)最低位置設(shè)置凝結(jié)水排放口，呈酸性的凝結(jié)水從凝結(jié)水排放口排出，通 過凝結(jié)水排放水封(11)注入到填充有堿性物質(zhì)的中和室(12)進(jìn)行中和，達(dá)標(biāo)后排放。5.回收裝置設(shè)計(jì)成矩形管道結(jié)構(gòu)型式。它的矩形橫截面尺寸的當(dāng)量直徑略比煙道 直徑大，減少煙氣的流動(dòng)阻力。回收裝置的二端與三通閥(13)和方圓接管(14)相連接，作 為煙道組成部分嵌入于鍋爐(20)排煙口和煙囪(19)之間，不必另行安排安裝空間，適宜于 老鍋爐的改造。6.回收裝置設(shè)置三通閥(13)。當(dāng)回收裝置出現(xiàn)故障需要檢修時(shí)，切換三通閥(13) 的開關(guān)位置，可維持鍋爐正常工作，并完成回收裝置檢修工作。[0019]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果1.回收鍋爐余熱，節(jié)能效果明顯。2.回收裝置在回收余熱時(shí)，水蒸氣得到凝結(jié)，同時(shí)把煙氣中部份有害氣體溶于凝 結(jié)水中而排放，使鍋爐的煙氣得到凈化。3.保護(hù)設(shè)備免受腐蝕，延長設(shè)備使用壽命。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明圖1是螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的側(cè)向視圖；圖3是方形法蘭與螺旋翅片管管板的安裝圖；圖4是螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置系統(tǒng)示意圖。圖中1·管箱； 11.凝結(jié)水排放水封；2.螺旋翅片管；12.中和室；3.螺旋翅片管管板；13.三通閥；4.方形方蘭；14.方圓接管；5. 180° 彎頭；15.冷水箱；6.密封環(huán)；16.熱水箱；7.冷水進(jìn)口管；17.進(jìn)水閥；8.熱水出口管；18.出水閥；9.起吊螺釘；19.煙囪；10.溫度計(jì)；20.鍋爐。
具體實(shí)施方式
螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置由管箱(1)、旋翅片管(2)、螺旋翅片管管板(3)、 方形方蘭(4)、180°彎頭(5)、密封環(huán)(6)、冷水進(jìn)口管(7)、熱水出口管(8)、起吊螺釘(9)、 溫度計(jì)(10)、凝結(jié)水排放水封(11)、中和室(12)、三通閥(13)和方圓接管(14)組成。圖1為螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的側(cè)向視圖。管 箱(1)是一個(gè)長方體容器，它水平左右兩端開口，設(shè)計(jì)成法蘭結(jié)構(gòu)，與三通閥(13)的法蘭相 連接。管箱(1)水平前后兩端也開口，設(shè)計(jì)成法蘭結(jié)構(gòu)，其法蘭連接尺寸與螺旋翅片管管板 (3)相配。螺旋翅片管(2)是把薄鋼片卷繞在無縫鋼管管坯上并用高頻接觸焊的方法焊接 而成，具有焊著率高，導(dǎo)熱性能好的特點(diǎn)，是一種高效換熱器件。螺旋翅片管(2)制成后經(jīng) 清理，外表面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層，它要承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣 低溫腐蝕。外表 面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在位于管箱(1)前后 二側(cè)的二片螺旋翅片管管板(3)之上。在螺旋翅片管管板(3)之上開有若干圓孔，孔徑大 小與螺旋翅片管(2)管坯的無縫鋼管外徑相當(dāng)，其數(shù)量與螺旋翅片管管板(3)上安裝螺旋 翅片管(2)的數(shù)量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅片管管板(3)后， 露出部分長度供安裝密封環(huán)(6)之用。管箱(1)在焊接加工后，內(nèi)腔表面涂層保護(hù)，使管箱 (1)內(nèi)腔免受煙氣中腐蝕介質(zhì)的腐蝕，延長管箱(1)使用壽命。在管箱(1)的二端各安裝一支溫度計(jì)(10)，用于檢測(cè)鍋爐煙氣的溫度，根據(jù)前后二支溫度計(jì)的溫度差，可判斷螺旋翅片 管式鍋爐余熱回收裝置的工作是否正常。在管箱(1)的頂部還安裝二個(gè)起吊螺釘(9)，在管 箱(1)總成后，可使用二個(gè)起吊螺釘(9)整體吊裝，為安裝提供方便圖3是方形法蘭與螺旋翅片管管板的安裝圖。180°彎頭(5)的二管端各焊有一 個(gè)方形法蘭(4)，構(gòu)成180°彎頭組件，它用螺釘與螺旋翅片管管板(3)連接固定。在方形 方蘭(4)內(nèi)有環(huán)形溝槽，安裝了用石墨石棉盤根制成的密封環(huán)(6)，并用方形法蘭(4)壓緊， 實(shí)施煙氣，大氣和水三者之間的密封。相鄰螺旋翅片管(2)均用上述組件相連接溝通，應(yīng)保 證形成一條回收余熱的水循環(huán)通道。螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，并用螺釘連接固定。螺旋翅片管(2)安 裝在螺旋翅片管管板(3)上，在用180°彎頭組件壓緊密封環(huán)(6)的同時(shí)把螺旋翅片管(2) 固定連接在螺旋翅片管管板(3)之上。螺旋翅片管管板(3)與管箱(1)的安裝固定在前， 螺旋翅片管管板(3)與方形法蘭(4)的安裝固定在后，這樣的安裝順序能保證螺旋翅片管 (2)在二片螺旋翅片管之間的正確的位置。圖4.為螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置系統(tǒng)示意圖。螺旋翅片管式鍋爐余熱回 收裝置制成矩形管道結(jié)構(gòu)型式，嵌入鍋爐(20)的排煙口與煙囪(19)煙道中，水平安裝。它 的兩端通過三通閥(13)和方圓接頭(14)與煙道實(shí)施對(duì)接，構(gòu)成回收裝置的風(fēng)道系統(tǒng)。管箱 (1)底部沿著煙氣流動(dòng)方向向下傾斜，便于凝結(jié)水的收集。在管箱(1)底部的最低位置開有 凝結(jié)水排放口，呈酸性的凝結(jié)水從凝結(jié)水排放口排出，通過凝結(jié)水排放水封(11)，注入到填 充有堿性物質(zhì)的中和室(12)進(jìn)行中和，達(dá)標(biāo)后排放，構(gòu)成回收裝置的凝結(jié)水回收系統(tǒng)。螺 旋翅片管(2)的起始端直接與冷水進(jìn)口管(7)用方形法蘭(4)相連接。螺旋翅片管(2)的 末了端直接與熱水出口管⑶用方形法蘭⑷相連接。冷水進(jìn)口管(6)與進(jìn)水閥(17)相 連，進(jìn)水閥(17)與冷水箱(15)相連。熱水出口管⑶與出水閥(18)相連，出水閥(18)與 熱水箱(16)相連.冷水箱(15)的水位應(yīng)比熱水箱(16)的水位高出若干米以保證進(jìn)水通 暢，否則需要加裝水泵，構(gòu)成回收裝置的給水系統(tǒng)。在鍋爐余熱回收裝置的進(jìn)口和出口均設(shè)置三通閥(13)，當(dāng)回收裝置出現(xiàn)故障需檢 查維修時(shí)，可將兩端三通閥(13)開關(guān)位置進(jìn)行切換，關(guān)閉回收裝置的兩端煙道，不影響鍋 爐的正常運(yùn)行。
權(quán)利要求一種螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置，由管箱(1)、螺旋翅片管(2)、螺旋翅片管管板(3)、方形方蘭(4)、180°彎頭(5)、密封環(huán)(6)、冷水進(jìn)口管(7)、熱水出口管(8)、起吊螺釘(9)、溫度計(jì)(10)、凝結(jié)水水封(11)、中和室(12)、三通閥(13)和方圓接管(14)組成，其特征在于螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置是一個(gè)長方體容器，它水平左右兩端開口，設(shè)計(jì)成法蘭結(jié)構(gòu)，水平安裝；管箱(1)水平前后兩端也開口，設(shè)計(jì)成法蘭結(jié)構(gòu)，其法蘭連接尺寸與螺旋翅片管管板(3)相配；螺旋翅片管是用薄鋼片卷繞在無縫鋼管管坯上并用高頻接觸焊的方法焊接而成，是一種高效換熱器件；螺旋翅片管(2)制成后經(jīng)清理外表面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層，能承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣低溫腐蝕；外表面涂搪瓷或涂其他保護(hù)涂層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在位于管箱(1)前后二側(cè)的二片螺旋翅片管管板(3)之上；在螺旋翅片管管板(3)之上開有若干圓孔，孔徑大小與螺旋翅片管(2)管坯的無縫鋼管外徑相當(dāng)，其數(shù)量與螺旋翅片管管板(3)上安裝螺旋翅片管(2)的數(shù)量相一致；螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅片管管板(3)后，露出部分長度供安裝密封環(huán)(6)之用；180°彎頭(5)的二管端各焊有一個(gè)方形法蘭(4)，構(gòu)成180°彎頭組件，用螺釘與螺旋翅片管管板(3)連接固定；方形方蘭(4)內(nèi)有環(huán)形溝槽，安裝用石墨石棉盤根制成的密封環(huán)(6)，并用方形法蘭(4)壓緊，實(shí)施煙氣、大氣和水三者之間的密封；相鄰螺旋翅片管(2)均用上述組件相連接溝通，應(yīng)保證形成一條回收余熱的水循環(huán)通道；螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，并用螺釘連接固定；螺旋翅片管(2)安裝在螺旋翅片管管板(3)上，用180°彎頭組件壓緊密封環(huán)(6)的同時(shí)把螺旋翅片管(2)固定連接在螺旋翅片管管板(3)之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐余熱回收裝置，其特征在于管箱(1)在焊 接加工后，內(nèi)腔表面涂層保護(hù)，免受煙氣腐蝕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐余熱回收裝置，其特征在于管箱(1)的底 部沿著煙氣流動(dòng)方向作成向下傾斜，在傾斜底部的最低位置設(shè)置凝結(jié)水排放口，供凝結(jié)水 泄放用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐余熱回收裝置，其特征在于它的進(jìn)出口兩 端都設(shè)有三通閥(13)，它和方圓接管(14)相連接，作為煙道組成部分嵌入于鍋爐(20)排煙 口和煙囪(19)之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺旋翅片管式鍋爐余熱回收裝置，它由管箱、螺旋翅片管、螺旋翅片管管板、方形法蘭、180°彎頭、密封環(huán)、冷水進(jìn)口管、熱水出口管、起吊螺釘、溫度計(jì)、凝結(jié)水排放水封、中和室、三通閥和方圓接管組成。它以螺旋翅片管為換熱器件，嵌入在鍋爐排煙口和煙囪之間，水平安裝，回收鍋爐余熱，具有明顯節(jié)能效果。為防止低溫腐蝕，管箱內(nèi)腔表面和螺旋翅片管外表面均采用涂層保護(hù)，延長設(shè)備使用壽命。為保護(hù)涂層，改變傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用可拆卸型式，螺旋翅片管與螺旋翅片管管板之間采用帶密封環(huán)的方形法蘭固定連接，螺旋翅片管管板和管箱之間均用螺紋固定連接。這種可拆卸結(jié)構(gòu)型式定期對(duì)螺旋翅片管進(jìn)行檢查和維護(hù)提供了可能。
文檔編號(hào)F24H9/00GK201772438SQ201020135469
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者夏嘉琪 申請(qǐng)人:夏嘉琪