一種智能控制高效窯爐余熱利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能控制高效窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；在主煙道的旁路煙道入口和旁路煙道出口之間設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)主煙道的煙氣量，同時在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量。本發(fā)明將通過調(diào)節(jié)閥門的開度，避免產(chǎn)生低溫腐蝕，同時達到余熱利用的最優(yōu)化，以節(jié)約能源，達到環(huán)保節(jié)能的目的。
【專利說明】一種智能控制高效窯爐余熱利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于余熱利用領(lǐng)域，屬于F27窯爐領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，能源消耗日益增加，城市大氣質(zhì)量日益惡化的問題也越發(fā)突出，節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放的問題迫在眉睫。在常見的熱能動力領(lǐng)域中，能耗高、污染嚴(yán)重的主要原因之一是煙氣的排煙溫度過高，即浪費了大量能源，又造成了環(huán)境污染。水泥行業(yè)是一個高耗能，高污染的行業(yè)。水泥回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的尾氣中含塵濃度高，品質(zhì)差。水泥回轉(zhuǎn)窯用余熱利用系統(tǒng)可對尾氣余熱進行回收再利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。但是相關(guān)余熱利用系統(tǒng)中如何保證利用最大化同時避免低溫腐蝕，這些問題亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種新的窯爐余熱利用系統(tǒng)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；
在主煙道的旁路煙道入口和旁路煙道出口之間設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)主煙道的煙氣量，同時在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量；
所述系統(tǒng)進一步包括煙道溫度傳感器，所述煙道溫度傳感器設(shè)置在主煙道的旁路煙道的出口的下游，用于測量排放煙氣的溫度；所述系統(tǒng)包括可編程控制器，可編程控制器與溫度傳感器、主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥進行數(shù)據(jù)連接，可編程控制器根據(jù)溫度傳感器測量的排煙溫度來自動調(diào)整主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥的開度。
[0005]一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；
所述系統(tǒng)進一步包括熱水供水管、冷水回水管、調(diào)節(jié)閥、進水溫度傳感器、熱交換器、可編程控制器，所述氣水換熱器連接熱水供水管和冷水回水管，熱水供水管與熱交換器連接，在熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)進入熱交換器的熱水量，在調(diào)節(jié)閥和熱交換器之間的管道上設(shè)置進水溫度傳感器，用于測量熱交換器的進水溫度；
熱交換器與熱用戶給水管和熱用戶回水管連接，熱用戶給水管和熱用戶回水管之間連接熱用戶散熱器，熱用戶回水管的水通過與熱交換器中的熱水進行間接換熱，然后再通過熱用戶給水管到達用戶散熱器中進行供暖；所述循環(huán)泵設(shè)置在用戶散熱器和和熱交換器之間的熱用戶回水管上；
在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量，旁路煙道調(diào)節(jié)閥與可編程控制器數(shù)據(jù)連接，可編程控制器根據(jù)溫度傳感器測量的熱交換器的進水溫度來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過高，則相應(yīng)的減少調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過低，則相應(yīng)的增加調(diào)節(jié)閥的開度。
[0006]一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；
所述系統(tǒng)進一步包括熱水供水管、冷水回水管、調(diào)節(jié)閥、進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、熱交換器、熱用戶送水管、熱用戶回水管、用戶散熱器、循環(huán)泵、流量計、熱量表、可編程控制器，所述氣水換熱器連接熱水供水管和冷水回水管，熱水供水管與熱交換器連接，在熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)進入熱交換器的熱水量，在調(diào)節(jié)閥和熱交換器之間的管道上設(shè)置進水溫度傳感器，用于測量熱交換器的進水溫度；
熱交換器與熱用戶給水管和熱用戶回水管連接，熱用戶給水管和熱用戶回水管之間連接熱用戶散熱器，熱用戶回水管的水通過與熱交換器中的熱源廠提供的熱水進行間接換熱，然后再通過熱用戶給水管到達用戶散熱器中進行供暖；所述循環(huán)泵設(shè)置在用戶散熱器和和熱交換器之間的熱用戶回水管上；
熱交換器與冷水回水管連接，在冷水回水管上設(shè)置流量計，用于檢測冷水回水管中的水的流量；在流量計和熱交換器之間的冷水回水管上設(shè)置出水溫度傳感器，用于測量熱交換器的出水溫度；
所述熱量表與進水溫度傳感器、出水溫度傳感器和流量計進行數(shù)據(jù)連接，并根據(jù)測量的進水溫度、出水溫度和水的流量來計算熱用戶的耗費的熱量；
所述可編程控制器與循環(huán)泵、熱量表和調(diào)節(jié)閥進行數(shù)據(jù)連接，用于對窯爐預(yù)熱利用系統(tǒng)進行自動控制；熱量表將用戶的熱量使用的數(shù)據(jù)傳遞給可編程控制器，可編程控制器根據(jù)用戶購買的熱量與目前使用的熱量進行對比，如果熱量已經(jīng)用完，可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥進行完全關(guān)閉；
熱用戶給水管上設(shè)置熱用戶給水溫度傳感器，用于檢測熱用戶給水溫度，給水溫度傳感器與可編程控制器進行數(shù)據(jù)連接；當(dāng)可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥進行關(guān)閉時，循環(huán)水泵繼續(xù)運行，當(dāng)給水溫度傳感器檢測的給水溫度達到一定限度而無法使用時，可編程控制器逐步調(diào)慢循環(huán)輸泵并最終停止循環(huán)水泵的運行。
[0007]可編程控制器自動計算用戶剩余的熱量，在用戶熱量剩余量達到第一數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于正常開度的第一開度；在用戶熱量剩余量達到低于第一數(shù)據(jù)第二數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第一開度的第二開度；在用戶熱量剩余量達到低于第二數(shù)據(jù)第三數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第二開度的第三開度；在用戶熱量剩余量達到低于第三數(shù)據(jù)第四數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第三開度的第四開度；在用戶熱量剩余量達到低于第四數(shù)據(jù)第五數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第四開度的第五開度；在用戶熱量剩余量達到低于第五數(shù)據(jù)第六數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第五開度的第六開度；最后在用戶熱量剩余量達到接近零的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉。
[0008]一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；水在氣水換熱器中加熱后進入熱水供水管，熱水供水管與熱交換器相連接，散熱器回水管中的水進入熱交換器中進行加熱； 熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)進入熱交換器中的熱水；
在散熱器的回水管路上設(shè)置循環(huán)泵，可編程控制器與調(diào)節(jié)閥和循環(huán)泵進行數(shù)據(jù)連接，當(dāng)循環(huán)泵的頻率變化時，調(diào)節(jié)閥的開度相應(yīng)的變化，從而使輸入熱交換器的熱水相應(yīng)的變化。
[0009]一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；
所述系統(tǒng)進一步包括煙道溫度傳感器，所述煙道溫度傳感器設(shè)置在主煙道的旁路煙道的出口的下游，用于測量排放煙氣的溫度；旁路煙道上設(shè)置與可編程控制器數(shù)據(jù)連接的變頻引風(fēng)機，通過改變變頻引風(fēng)機的頻率來調(diào)節(jié)進入旁路煙道的煙氣量，如果測量的溫度過低，則可編程控制器通過調(diào)小變頻引風(fēng)機的頻率減少進入旁通煙道的煙氣流量。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點:
I)根據(jù)供暖的溫度對換熱所需要的煙氣進行自動控制；
2 )通過控制調(diào)節(jié)閥的開度來對尾氣的溫度進行自動控制，避免低溫腐蝕。
[0011]3)本發(fā)明提供了一種新的可以進行熱量控制的供暖系統(tǒng)，由用戶自己購買熱量，一旦熱量用完，則自動停止供暖。
[0012]4)停止供暖后，水泵，維持原有狀態(tài)繼續(xù)運行，由可編程控制器檢測熱用戶的給水溫度，在給水溫度降低到一定限度而無法使用時，可編程控制器觸發(fā)停機命令，逐減調(diào)慢循環(huán)泵并最終停機.這一操作主要是在熱用戶網(wǎng)絡(luò)較大時，充分利用系統(tǒng)管道內(nèi)的余熱。
[0013]5)在用戶購買熱量即將用完的時候，系統(tǒng)通過逐步降低供暖量來提醒用戶，使用戶及時購買。
[0014]6)研發(fā)了新的散熱器基管和翅片的材料，加強了傳熱。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明窯爐余熱利用系統(tǒng)的示意圖；
圖2是本發(fā)明窯爐余熱利用系統(tǒng)的另一個示意圖；
圖3是本發(fā)明用戶散熱器的示意圖；
圖4是翅片管的橫截面示意圖；
圖5是圖4從左側(cè)看的一個實施例的不意圖；
圖6是圖4從左側(cè)看的一個優(yōu)化的實施例示意圖。附圖標(biāo)記如下:
I窯爐，2主煙道調(diào)節(jié)閥，3旁路煙道調(diào)節(jié)閥，4抽風(fēng)機，5煙道溫度傳感器，6氣水換熱器，7熱水供水管，8冷水回水管，9調(diào)節(jié)閥，10流量計，11進水溫度傳感器，12出水溫度傳感器，13熱交換器，14熱用戶給水管，15熱用戶回水管，16循環(huán)泵，17熱量表，18可編程控制器，19現(xiàn)實操作界面，20上集管，21基管中沒有翅片的部分，22翅片管，23下集管，24基管，25第一翅片，26空隙部分，27第一連接片，28第二翅片，29第四翅片，30第三翅片，31第二連接片，32輔助加熱設(shè)備，33主煙道，34旁路煙道，35旁路煙道入口，36旁路煙道出口，37變頻引風(fēng)機?！揪唧w實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0017]如圖1-2所示，一種熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括余熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)，其中余熱系統(tǒng)與換熱系統(tǒng)之間通過氣水換熱器6進行換熱關(guān)聯(lián)，換熱系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)之間通過熱交換器13進行換熱連接。圖1展示了一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯1、主煙道33、旁路煙道34和氣水換熱器6，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口 35進入氣水換熱器6，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口 36流入入主煙道33后進行排放。
[0018]在主煙道33的旁路煙道入口 35和旁路煙道出口 36之間設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥2，用于調(diào)節(jié)主煙道的煙氣量，同時在旁路煙道34上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥3，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量。
[0019]所屬系統(tǒng)進一步包括煙道溫度傳感器5，所述煙道溫度傳感器5設(shè)置在主煙道33的旁路煙道的出口 36的下游，用于測量排放煙氣的溫度。所述系統(tǒng)包括可編程控制器18，可編程控制器18與溫度傳感器5、主煙道調(diào)節(jié)閥2和旁路煙道調(diào)節(jié)閥3進行數(shù)據(jù)連接，可編程控制器18根據(jù)溫度傳感器測量的排煙溫度來自動調(diào)整主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥的開度，以避免低溫腐蝕。
[0020]如果測量的溫度過低，則可編程控制器18通過調(diào)大主煙道調(diào)節(jié)閥2的開度，同時減少旁路煙道調(diào)節(jié)閥4的開度。通過這樣減少進入旁通煙道的煙氣流量，避免因為過多的煙氣進行換熱而導(dǎo)致排煙溫度過低。
[0021]當(dāng)然，作為一個優(yōu)選的實施例，可以不設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥，如圖2所示，只在旁路煙道上設(shè)置與可編程控制器18數(shù)據(jù)連接的變頻引風(fēng)機37，通過改變變頻引風(fēng)機37的頻率來調(diào)節(jié)進入旁路煙道34的煙氣量。如果測量的溫度過低，則可編程控制器18通過調(diào)小變頻引風(fēng)機37的頻率減少進入旁通煙道的煙氣流量，避免因為過多的煙氣進行換熱而導(dǎo)致排煙溫度過低，從而避免低溫腐蝕。
[0022]優(yōu)選的，氣水換熱器6為管殼式換熱器。
[0023]如圖1所示，所述系統(tǒng)進一步包括熱水供水管7、冷水回水管8、調(diào)節(jié)閥9、進水溫度傳感器11、出水溫度傳感器12、熱交換器13、熱用戶送水管14、熱用戶回水管15、用戶散熱器、循環(huán)泵16、流量計10、熱量表17、可編程控制器18，所述的熱水供水管7與熱交換器13連接，在熱水供水管7上設(shè)置調(diào)節(jié)閥9，用于調(diào)節(jié)進入熱交換器13的熱水的流量，在調(diào)節(jié)閥9和熱交換器13之間的管道上設(shè)置進水溫度傳感器11，用于測量熱交換器13的進水溫度；
熱交換器13與熱用戶給水管14和熱用戶回水管15連接，熱用戶給水管14和熱用戶回水管15之間連接熱用戶散熱器(參見圖2)，熱用戶回水管15的水通過與熱交換器13中的汽水熱交換器提供的熱水進行換熱，然后再通過熱用戶給水管14到達用戶散熱器中進行供暖；所述循環(huán)泵16設(shè)置在熱用戶回水管15上；
熱交換器13與冷水回水管8連接，在冷水回水管8上設(shè)置流量計10，用于檢測冷水回水管8中的水的流量；在流量計10和熱交換器13之間的冷水回水管8上設(shè)置出水溫度傳感器，用于測量熱交換器13的出水溫度；
作為一個優(yōu)選，可以只在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，不需要設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量，旁路煙道調(diào)節(jié)閥與可編程控制器數(shù)據(jù)連接，可編程控制器根據(jù)溫度傳感器測量的熱交換器13的進水溫度來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過高，則相應(yīng)的減少調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過低，則相應(yīng)的增加調(diào)節(jié)閥的開度。這樣設(shè)置可以充分利用熱能，避免熱量過多而導(dǎo)致浪費或者過少而導(dǎo)致不足。
[0024]所述熱量表17與進水溫度傳感器11、出水溫度傳感器12和流量計10進行數(shù)據(jù)連接，并根據(jù)測量的進水溫度、出水溫度和水的流量來計算熱用戶的耗費的熱量；
所述可編程控制器18與循環(huán)泵16、熱量表17和調(diào)節(jié)閥10進行數(shù)據(jù)連接，用于對窯爐預(yù)熱利用系統(tǒng)進行自動控制；熱量表17將用戶的熱量使用的數(shù)據(jù)傳遞給可編程控制器18，可編程控制器18根據(jù)用戶購買的熱量與目前使用的熱量進行對比，如果熱量已經(jīng)用完，可編程控制器18控制調(diào)節(jié)閥進行完全關(guān)閉；
熱用戶給水管上設(shè)置熱用戶給水溫度傳感器(未示出)，用于檢測熱用戶給水溫度，給水溫度傳感器與可編程控制器進行數(shù)據(jù)連接；當(dāng)可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥進行關(guān)閉時，循環(huán)水泵繼續(xù)運行，當(dāng)給水溫度傳感器檢測的給水溫度達到一定限度而無法使用時，可編程控制器逐步調(diào)慢循環(huán)輸泵并最終停止循環(huán)水泵的運行。
[0025]循環(huán)泵不停機，維持原有狀態(tài)繼續(xù)運行，由可編程控制器檢測熱用戶的給水溫度，在給水溫度降低到一定限度而無法使用時，可編程控制器觸發(fā)停機命令，逐減調(diào)慢循環(huán)泵并最終停機.這一操作主要是在熱用戶網(wǎng)絡(luò)較大時，盡量充分利用系統(tǒng)管道內(nèi)的余熱.上述的窯爐預(yù)熱利用系統(tǒng)還可以包括顯示操作面板，現(xiàn)實操作面板類可以供用戶進行查詢、繳費購買熱量等操作。
[0026]熱量表可以實時的將用戶使用的熱量提供給可編程控制器，也可以按照一定的時間進行提供，例如每天進行一次結(jié)算。
[0027]可編程控制器自動計算用戶剩余的熱量，在用戶熱量剩余量達到第一數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于正常開度的第一開度；在用戶熱量剩余量達到低于第一數(shù)據(jù)第二數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第一開度的第二開度；在用戶熱量剩余量達到低于第二數(shù)據(jù)第三數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第二開度的第三開度；在用戶熱量剩余量達到低于第三數(shù)據(jù)第四數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第三開度的第四開度；在用戶熱量剩余量達到低于第四數(shù)據(jù)第五數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第四開度的第五開度；在用戶熱量剩余量達到低于第五數(shù)據(jù)第六數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第五開度的第六開度；最后在用戶熱量剩余量達到接近零的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉。
[0028]可編程控制器通過上述的逐步關(guān)閉調(diào)節(jié)閥和降低泵的運行功率的操作，可以是供暖逐步的停止，這樣用戶就可以感覺到供暖量在逐漸的下降，從而使其知道你購買的熱量已經(jīng)臨近用完，需要盡快購買。
[0029]上述的操作可以在一定的時間段內(nèi)完成，例如幾天內(nèi)或者一個周內(nèi)完成完成，這樣用戶才能逐漸感覺到供暖量的減少，從而提醒他主動購買熱量。
[0030]上述的用戶操作可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，從而實現(xiàn)無卡式熱量收費管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了收費和熱網(wǎng)充值的無卡傳遞，熱用戶在網(wǎng)上繳費后獲得根據(jù)繳費數(shù)額取得的繳費密碼，并在一定時間內(nèi)在機組運行管理程序上充值，充值后金額與密碼均失效，從而大大降低了熱網(wǎng)收費中的資金風(fēng)險.當(dāng)然，用戶也可以通過現(xiàn)實操作面板直接使用網(wǎng)上銀行進行購買操作。[0031]作為一個優(yōu)選，所述可編程控制器18與調(diào)節(jié)閥9進行數(shù)據(jù)連接，當(dāng)散熱器的循環(huán)泵16因為用戶的熱量消費完畢或者即將消費完畢而導(dǎo)致開度變化時，此時，可編程控制器18根據(jù)循環(huán)泵16的頻率自動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥9的開度，從而使輸入換熱器13的熱水相應(yīng)的變化，例如，相應(yīng)的減少，以節(jié)約能源。
[0032]作為一個優(yōu)選，在熱水供水管上設(shè)置輔助加熱設(shè)備32，所述輔助加熱設(shè)備32與可編程控制器18數(shù)據(jù)連接，可編程控制根據(jù)進水溫度傳感器11測量的換熱器13的進水溫度來自動啟動輔助加熱設(shè)備。如果計算的進口溫度小于預(yù)定的值，則可編程控制器20啟動輔助加熱設(shè)備7，以加熱熱水供水管上的水。采用輔助加熱設(shè)備的主要目的是避免因為煙氣的的余熱量不足而導(dǎo)致的換熱量不足的問題。換熱量不足的主要原因是因為進入旁路煙氣的換熱量不足造成的，例如為了避免低溫腐蝕。
[0033]作為一個可以替換的技術(shù)方案，可編程控制器可以通過測量換熱器13的換熱量來自動啟動輔助加熱設(shè)備。如果換熱器13的換熱量低于一定的數(shù)值，則自動啟動。換熱器的換熱量可以通過熱量表17來獲得。
[0034]作為一個優(yōu)選，輔助加熱設(shè)備為電加熱設(shè)備。
[0035]作為另一個有選，輔助加熱設(shè)備為鍋爐。當(dāng)然，本發(fā)明還提供了一種散熱器，此種散熱器可以作為單獨的一個散熱器產(chǎn)品進行保護。
[0036]所述的熱用戶散熱器是翅片管散熱器，包括上集管20、下集管23和連接上集管20和下集管23的翅片管22，所述翅片管22包括圓形基管24和第一翅片25、第二翅片28，第一翅片25和第二翅片28設(shè)置在基管24的外部并且第一翅片25和第二翅片28的延長線相交于基管26的圓心所在的基管的中心軸線，第一翅片25和第二翅片28沿著通過基管中心軸線的第一平面B鏡像對稱；所述翅片管包括第三翅片30和第四翅片29，所述第三翅片30、第四翅片29沿著第二平面C分別與第一翅片25和第二翅片28鏡像對稱，所述第二平面C與第一平面B垂直而且經(jīng)過基管24的中心軸線；所述第一翅片25和第二翅片28之間設(shè)置第一連接片27，所述第三翅片30和第四翅片33之間設(shè)置第二連接片31，第一連接片27和第二連接片31為圓弧型金屬板；所述圓弧形金屬板的中心軸線與基管24的中心軸線重合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行。
[0037]作為一個優(yōu)選，所述的熱交換器13為板式熱交換器。
[0038]作為一個優(yōu)選，如圖5、6所示，所述的散熱器的第一翅片和第二翅片的翅片高度從用戶散熱器的下部到上部逐漸變小。通過這樣設(shè)置，可以使得空氣在翅片的空隙中的流動過程中，空隙部分26面積越來越小，從而使其流速越來越快，煙筒效應(yīng)越來越明顯，從而增強換熱。
[0039]作為一個優(yōu)選，所述的散熱器的第一翅片和第二翅片的翅片高度從用戶散熱器的下部到上部逐漸變小的幅度越來越低。實驗證明，在散熱器中，通過這樣設(shè)置，換熱效果要明顯優(yōu)于變化的幅度不變或者逐漸變大的情況。
[0040]作為一個優(yōu)選，所述的散熱器的第一翅片和第二翅片的翅片高度從用戶散熱器的下部到上部為拋物線結(jié)構(gòu)。這種設(shè)置是翅片的變化起到了流線型的效果，達到最好的換熱效果，同時因為下部外延出一部分，使更多的空氣進入空隙部分。
[0041]對于圖5和圖6的兩種情況，散熱器的翅片依然可以采用所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長度為L，基管的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H四者滿足的公式，但是考慮加工方便性，可以在高度方向上將翅片管分為幾部分，每一部分采取平均的翅片高度H，但是長度L保持不變，采用總的長度的方式，通過平均的翅片高度來確定夾角A。
[0042]當(dāng)然也可以直接將采用平均的翅片高度，算出一個夾角，沿著翅片的高度夾角保持不變。
[0043]當(dāng)然，特殊情況下，因為制造的困難，翅片也不一定非要滿足上述的幾個參數(shù)的優(yōu)化公式，也可以設(shè)置為便于制造的方式，例如如圖6所示，翅片為直線的方式，高度一直保持不變，但是圓弧形封閉片距離翅片管基管的圓心的距離，沿著基管的高度不斷的減小。
[0044]作為優(yōu)選的是，圓弧形封閉片距離翅片管基管的圓心的距離，沿著高度方向上呈拋物線式的流線型變化，同時因為下部外延出一部分，使更多的空氣進入空隙部分
當(dāng)然，圖6的實施例，也可以滿足上述的優(yōu)化的公式，但是制造起來比較麻煩。
[0045]基管和翅片的材料優(yōu)選的是鋁合金，所述鋁合金的組分的質(zhì)量百分比如下:1.4%Cu ,2.8% Mg ,3.2% Ag , 1.2% Mn ,0.42% Zr ,0.15% Fe , 1.18% Ti, 18.38% Si,0.4% Cr, 1.1% Ni,其余為 Al。
[0046]鋁合金的制造方法為:采用真空冶金熔煉，氬氣保護澆注成圓坯，經(jīng)過600°C均勻化處理，在400°C，采用熱擠壓成棒材，然后再經(jīng)過580°C固溶淬火后，在200°C進行人工時效處理。導(dǎo)熱系數(shù)為在50-70攝氏度溫度下大于250W/(m*k)。
[0047]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放； 在主煙道的旁路煙道入口和旁路煙道出口之間設(shè)置主煙道調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)主煙道的煙氣量，同時在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量； 所述系統(tǒng)進一步包括煙道溫度傳感器，所述煙道溫度傳感器設(shè)置在主煙道的旁路煙道的出口的下游，用于測量排放煙氣的溫度；所述系統(tǒng)包括可編程控制器，可編程控制器與溫度傳感器、主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥進行數(shù)據(jù)連接，可編程控制器根據(jù)溫度傳感器測量的排煙溫度來自動調(diào)整主煙道調(diào)節(jié)閥和旁路煙道調(diào)節(jié)閥的開度。
2.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放； 所述系統(tǒng)進一步包括熱水供水管、冷水回水管、調(diào)節(jié)閥、進水溫度傳感器、熱交換器、可編程控制器，所述氣水換熱器連接熱水供水管和冷水回水管，熱水供水管與熱交換器連接，在熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)進入熱交換器的熱水量，在調(diào)節(jié)閥和熱交換器之間的管道上設(shè)置進水溫度傳感器，用于測量熱交換器的進水溫度； 熱交換器與熱用戶給水管和熱用戶回水管連接，熱用戶給水管和熱用戶回水管之間連接熱用戶散熱器，熱用戶回水管的水通過與熱交換器中的熱水進行間接換熱，然后再通過熱用戶給水管到達用戶散熱器中進行供暖；所述循環(huán)泵設(shè)置在用戶散熱器和和熱交換器之間的熱用戶回水管上； 在旁路煙道上設(shè)置旁路煙道調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)旁路煙道的煙氣量，旁路煙道調(diào)節(jié)閥與可編程控制器數(shù)據(jù)連接，可編程控制器根據(jù)溫度傳感器測量的熱交換器的進水溫度來調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過高，則相應(yīng)的減少調(diào)節(jié)閥的開度，如果進水溫度過低，則相應(yīng)的增加調(diào)節(jié)閥的開度。
3.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放； 所述系統(tǒng)進一步包括熱水供水管、冷水回水管、調(diào)節(jié)閥、進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、熱交換器、熱用戶送水管、熱用戶回水管、用戶散熱器、循環(huán)泵、流量計、熱量表、可編程控制器，所述氣水換熱器連接熱水供水管和冷水回水管，熱水供水管與熱交換器連接，在熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)進入熱交換器的熱水量，在調(diào)節(jié)閥和熱交換器之間的管道上設(shè)置進水溫度傳感器，用于測量熱交換器的進水溫度； 熱交換器與熱用戶給水管和熱用戶回水管連接，熱用戶給水管和熱用戶回水管之間連接熱用戶散熱器，熱用戶回水管的水通過與熱交換器中的熱源廠提供的熱水進行間接換熱，然后再通過熱用戶給水管到達用戶散熱器中進行供暖；所述循環(huán)泵設(shè)置在用戶散熱器和和熱交換器之間的熱用戶回水管上； 熱交換器與冷水回水管連接，在冷水回水管上設(shè)置流量計，用于檢測冷水回水管中的水的流量；在流量計和熱交換器之間的冷水回水管上設(shè)置出水溫度傳感器，用于測量熱交換器的出水溫度；所述熱量表與進水溫度傳感器、出水溫度傳感器和流量計進行數(shù)據(jù)連接，并根據(jù)測量的進水溫度、出水溫度和水的流量來計算熱用戶的耗費的熱量； 所述可編程控制器與循環(huán)泵、熱量表和調(diào)節(jié)閥進行數(shù)據(jù)連接，用于對窯爐預(yù)熱利用系統(tǒng)進行自動控制；熱量表將用戶的熱量使用的數(shù)據(jù)傳遞給可編程控制器，可編程控制器根據(jù)用戶購買的熱量與目前使用的熱量進行對比，如果熱量已經(jīng)用完，可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥進行完全關(guān)閉； 熱用戶給水管上設(shè)置熱用戶給水溫度傳感器，用于檢測熱用戶給水溫度，給水溫度傳感器與可編程控制器進行數(shù)據(jù)連接；當(dāng)可編程控制器控制調(diào)節(jié)閥進行關(guān)閉時，循環(huán)水泵繼續(xù)運行，當(dāng)給水溫度傳感器檢測的給水溫度達到一定限度而無法使用時，可編程控制器逐步調(diào)慢循環(huán)輸泵并最終停止循環(huán)水泵的運行。
4.如權(quán)利要求3所述的窯爐預(yù)熱利用系統(tǒng)，其特征在于，可編程控制器自動計算用戶剩余的熱量，在用戶熱量剩余量達到第一數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于正常開度的第一開度；在用戶熱量剩余量達到低于第一數(shù)據(jù)第二數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第一開度的第二開度；在用戶熱量剩余量達到低于第二數(shù)據(jù)第三數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第二開度的第三開度；在用戶熱量剩余量達到低于第三數(shù)據(jù)第四數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第三開度的第四開度；在用戶熱量剩余量達到低于第四數(shù)據(jù)第五數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第四開度的第五開度；在用戶熱量剩余量達到低于第五數(shù)據(jù)第六數(shù)據(jù)的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥到低于第五開度的第六開度；最后在用戶熱量剩余量達到接近零的時候，可編程控制器調(diào)整調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉。
5.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放；水在氣水換熱器中加熱后進入熱水供水管，熱水供水管與熱交換器相連接，散熱器回水管中的水進入熱交換器中進行加熱； 熱水供水管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)進入熱交換器中的熱水； 在散熱器的回水管路上設(shè)置循環(huán)泵，可編程控制器與調(diào)節(jié)閥和循環(huán)泵進行數(shù)據(jù)連接，當(dāng)循環(huán)泵的頻率變化時，調(diào)節(jié)閥的開度相應(yīng)的變化，從而使輸入熱交換器的熱水相應(yīng)的變化。
6.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放； 所述系統(tǒng)進一步包括煙道溫度傳感器，所述煙道溫度傳感器設(shè)置在主煙道的旁路煙道的出口的下游，用于測量排放煙氣的溫度；旁路煙道上設(shè)置與可編程控制器數(shù)據(jù)連接的變頻引風(fēng)機，通過改變變頻引風(fēng)機的頻率來調(diào)節(jié)進入旁路煙道的煙氣量，如果測量的溫度過低，則可編程控制器通過調(diào)小變頻引風(fēng)機的頻率減少進入旁通煙道的煙氣流量。
7.一種窯爐余熱利用系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括爐窯、主煙道、旁路煙道和氣水換熱器，所述窯爐產(chǎn)生的煙氣通過旁路煙道入口進入氣水換熱器，換熱后的煙氣通過旁路煙道的出口流入入主煙道后進行排放； 所述系統(tǒng)進一步包括熱水 供水管、冷水回水管、進水溫度傳感器、熱交換器，所述氣水換熱器連接熱水供水管和冷水回水管，熱水供水管與熱交換器連接，熱交換器入口管道上設(shè)置進水溫度傳感器，用于測量熱交換器的進水溫度； 在熱水供水管上設(shè)置輔助加熱設(shè)備，所述輔助加熱設(shè)備與可編程控制器數(shù)據(jù)連接，可編程控制根據(jù)進水溫度傳感器測量的換熱器的進水溫度來自動啟動輔助加熱設(shè)備，如果計算的進口溫度小于預(yù)定的值，則可編程控制器啟動輔助加熱設(shè)備，以加熱熱水供水管中的水。
【文檔編號】F24D19/10GK103900389SQ201410146557
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】李艷, 李夢紅, 崔孝風(fēng), 孫學(xué)用, 孫福振, 榮啟華 申請人:山東理工大學(xué)