螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置的製作方法

2023-05-18 21:40:41 2

專利名稱：螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置。它屬於鍋爐製造領域，可 安裝在鍋爐排煙管道出口處，特別是燃氣鍋爐，回收鍋爐餘熱。
技術背景鍋爐裝置的排煙溫度一般在150°C以上，對於小型工業鍋爐的排煙溫度更高，達 200°C以上。同時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 關的顯熱和水蒸氣汽化潛熱。兩部分熱量的總和約佔鍋爐燃料低發熱值的10 15%。對 於不同的燃料所佔的比例是不一樣的，其中以氣體燃料為最高，液體燃料次之，固體燃料最 低。若能從鍋爐餘熱中回收50%的熱量，便可以節約燃料(5 7. 5)%，其效益相當可觀。[0003]要回收鍋爐這部分熱量，必須解決下述三個問題1.要解決低溫腐蝕。因為燃料中含有硫，在燃燒過程中會產生二氧化硫和三氧化 硫。含有這類氣體的煙氣，它的露點溫度為(130 150) °C。當煙氣溫度低於此溫度便會結 露，形成水珠，便產生硫酸或亞硫酸，具有強烈腐蝕性。各種燃料都存在這種現象，以燃煤鍋 爐的低溫腐蝕最為嚴重，相關換熱部件若在上述環境下工作2 3年，就會腐蝕報廢。目前 鍋爐製造商生產的鍋爐，均把排煙溫度控制在150°C以上，出於避開結露溫度，以損失能量 為代價，來防止鍋爐裝置的低溫腐蝕。要解決換熱部件的低溫腐蝕，目前採用過下列技術措施，都不盡人意。①選用高級 不鏽鋼為換熱部件的材料，由於價格昂貴，使鍋爐的製造成本大幅提高。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，由於質脆易碎，導熱係數低下，也未能得到推廣應用。2.要採用高效換熱器件。以普通鋼管為鍋爐換熱部件的基材，在其表面塗復保護 塗層，避免低溫腐蝕，達到保護設備的目的，已成為防腐行業的研究熱點。由於換熱部件的 表面塗復保護塗層後，必然帶來換熱部件傳熱阻力增加，同時回收鍋爐餘熱的過程是處在 小溫差的狀態下進行，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。為彌補換熱效率的下降採用高效換熱器件是很有必要的。3.要採用可拆卸的裝配式結構。由於傳統的鍋爐熱交換器件均採用焊接結構，其 保護塗層要承受焊接過程中產生的熱效應是不可能的。為使保護塗層方案得到推廣應用， 能解決低溫腐蝕並達到回收餘熱的目的，必須放棄鍋爐熱交換器件傳統結構，以新的結構 型式來適應保護塗層的需要。
發明內容本實用新型提供了一種螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置。當通過該裝置後，能回 收鍋爐餘熱，把鍋爐的排煙溫度下降至60°C左右，回收了顯熱，並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熱值的(5 7. 5) %，具有明顯的節能效果，同時 能解決低溫腐蝕，使設備使用壽命延長。它可作為鍋爐給水預加熱或提供低溫熱水，以滿足用戶要求。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是1.在鍋爐餘熱回收裝置中凡與鍋爐煙氣相接觸的管箱和換熱部件都採用塗層保 護。管箱(1)內腔表面刷耐高溫耐腐蝕的塗料，螺旋翅片管(2)外壁塗搪瓷或塗其他保護 塗層能承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣低溫腐蝕。2.採用螺旋翅片管。螺旋翅片管(2)是把薄鋼片卷繞在無縫鋼管管坯之上，並用 高頻接觸焊的方法焊接而成，焊著率高，導熱性能好，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，以彌補換熱部件的表面塗 復保護塗層和在小溫差的狀態下進行傳熱的換熱效率下降。3.在螺旋翅片管(2)外表面塗搪瓷或塗其他保護塗層以後是不允許再進行焊接 加工的，因為塗搪瓷或塗其他保護塗層不能承受焊接過程中產生的熱效應。因此在採用螺 旋翅片管(2)以後，就不能沿用傳統鍋爐換熱器件的結構和製造方法，必須採用新的結構 型式來適應保護塗層的需要。此外，螺旋翅片管(2)採用保護塗層以後，存在定期檢查、維 護和更換等工作，同樣要求在結構上有相應的措施予以配合。目前採用可拆卸的裝配式結 構，其特點如下a.外表面塗搪瓷或塗其他保護塗層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在 位於管箱(1)前後二側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，其數量與螺旋翅片管管 板(3)上安裝螺旋翅片管(2)的數量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅 片管管板(3)後，露出部分長度供安裝密封環(6)之用。密封環(6)由石墨石棉盤根製成， 並用方形法蘭(4)壓緊，實施煙氣，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方形法蘭(4)，構成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，應保證 形成一條回收餘熱的水循環通道。c.螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，並用螺釘連接固定。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(6)的同時把螺旋翅片管 (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)的安裝固定在後，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。煙氣冷卻後形成的凝結水在重力作用下沿螺旋翅片 管(2)的翅片下淌，在管箱(1)的底部進行收集。管箱(1)底部沿著煙氣流動方向作成向 下傾斜，在管箱(1)最低位置設置凝結水排放口，呈酸性的凝結水從凝結水排放口排出，通 過凝結水排放水封(11)注入到填充有鹼性物質的中和室(12)進行中和，達標後排放。5.回收裝置設計成矩形管道結構型式。它的矩形橫截面尺寸的當量直徑略比煙道 直徑大，減少煙氣的流動阻力。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於鍋爐(20)排煙口和煙囪(19)之間，不必另行安排安裝空間，適宜於 老鍋爐的改造。6.回收裝置設置三通閥(13)。當回收裝置出現故障需要檢修時，切換三通閥(13) 的開關位置，可維持鍋爐正常工作，並完成回收裝置檢修工作。[0019]本實用新型產生的有益效果1.回收鍋爐餘熱，節能效果明顯。2.回收裝置在回收餘熱時，水蒸氣得到凝結，同時把煙氣中部份有害氣體溶於凝 結水中而排放，使鍋爐的煙氣得到淨化。3.保護設備免受腐蝕，延長設備使用壽命。


以下結合附圖對本實用新型進一步說明圖1是螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置結構示意圖；圖2是圖1的側向視圖；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餘熱回收裝置系統示意圖。圖中1·管箱； 11.凝結水排放水封；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；16.熱水箱；7.冷水進口管；17.進水閥；8.熱水出口管；18.出水閥；9.起吊螺釘；19.煙囪；10.溫度計；20.鍋爐。
具體實施方式
螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置由管箱(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(6)、冷水進口管(7)、熱水出口管(8)、起吊螺釘(9)、 溫度計(10)、凝結水排放水封(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餘熱回收裝置結構示意圖，圖2是圖1的側向視圖。管 箱(1)是一個長方體容器，它水平左右兩端開口，設計成法蘭結構，與三通閥(13)的法蘭相 連接。管箱(1)水平前後兩端也開口，設計成法蘭結構，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並用高頻接觸焊的方法焊接 而成，具有焊著率高，導熱性能好的特點，是一種高效換熱器件。螺旋翅片管(2)製成後經 清理，外表面塗搪瓷或塗其他保護塗層，它要承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣 低溫腐蝕。外表 面塗搪瓷或塗其他保護塗層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在位於管箱(1)前後 二側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，其數量與螺旋翅片管管板(3)上安裝螺旋 翅片管(2)的數量相一致。螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅片管管板(3)後， 露出部分長度供安裝密封環(6)之用。管箱(1)在焊接加工後，內腔表面塗層保護，使管箱 (1)內腔免受煙氣中腐蝕介質的腐蝕，延長管箱(1)使用壽命。在管箱(1)的二端各安裝一支溫度計(10)，用於檢測鍋爐煙氣的溫度，根據前後二支溫度計的溫度差，可判斷螺旋翅片 管式鍋爐餘熱回收裝置的工作是否正常。在管箱(1)的頂部還安裝二個起吊螺釘(9)，在管 箱(1)總成後，可使用二個起吊螺釘(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 個方形法蘭(4)，構成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)內有環形溝槽，安裝了用石墨石棉盤根製成的密封環(6)，並用方形法蘭(4)壓緊， 實施煙氣，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，應保 證形成一條回收餘熱的水循環通道。螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，並用螺釘連接固定。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(6)的同時把螺旋翅片管(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)的安裝固定在後，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餘熱回收裝置系統示意圖。螺旋翅片管式鍋爐餘熱回 收裝置製成矩形管道結構型式，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)與煙道實施對接，構成回收裝置的風道系統。管箱 (1)底部沿著煙氣流動方向向下傾斜，便於凝結水的收集。在管箱(1)底部的最低位置開有 凝結水排放口，呈酸性的凝結水從凝結水排放口排出，通過凝結水排放水封(11)，注入到填 充有鹼性物質的中和室(12)進行中和，達標後排放，構成回收裝置的凝結水回收系統。螺 旋翅片管(2)的起始端直接與冷水進口管(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。冷水進口管(6)與進水閥(17)相 連，進水閥(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)的水位應比熱水箱(16)的水位高出若干米以保證進水通 暢，否則需要加裝水泵，構成回收裝置的給水系統。在鍋爐餘熱回收裝置的進口和出口均設置三通閥(13)，當回收裝置出現故障需檢 查維修時，可將兩端三通閥(13)開關位置進行切換，關閉回收裝置的兩端煙道，不影響鍋 爐的正常運行。
權利要求一種螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置，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(6)、冷水進口管(7)、熱水出口管(8)、起吊螺釘(9)、溫度計(10)、凝結水水封(11)、中和室(12)、三通閥(13)和方圓接管(14)組成，其特徵在於螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置是一個長方體容器，它水平左右兩端開口，設計成法蘭結構，水平安裝；管箱(1)水平前後兩端也開口，設計成法蘭結構，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並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)製成後經清理外表面塗搪瓷或塗其他保護塗層，能承受煙氣高溫烘烤和防止煙氣低溫腐蝕；外表面塗搪瓷或塗其他保護塗層的螺旋翅片管(2)穿過管箱(1)，水平安裝在位於管箱(1)前後二側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，其數量與螺旋翅片管管板(3)上安裝螺旋翅片管(2)的數量相一致；螺旋翅片管(2)的二管端安裝在二片螺旋翅片管管板(3)後，露出部分長度供安裝密封環(6)之用；180°彎頭(5)的二管端各焊有一個方形法蘭(4)，構成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)內有環形溝槽，安裝用石墨石棉盤根製成的密封環(6)，並用方形法蘭(4)壓緊，實施煙氣、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，應保證形成一條回收餘熱的水循環通道；螺旋翅片管管板(3)安裝在管箱(1)上，並用螺釘連接固定；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(6)的同時把螺旋翅片管(2)固定連接在螺旋翅片管管板(3)之上。
2.根據權利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐餘熱回收裝置，其特徵在於管箱(1)在焊 接加工後，內腔表面塗層保護，免受煙氣腐蝕。
3.根據權利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐餘熱回收裝置，其特徵在於管箱(1)的底 部沿著煙氣流動方向作成向下傾斜，在傾斜底部的最低位置設置凝結水排放口，供凝結水 洩放用。
4.根據權利要求1所述的螺旋翅片管鍋爐餘熱回收裝置，其特徵在於它的進出口兩 端都設有三通閥(13)，它和方圓接管(14)相連接，作為煙道組成部分嵌入於鍋爐(20)排煙 口和煙囪(19)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種螺旋翅片管式鍋爐餘熱回收裝置，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、冷水進口管、熱水出口管、起吊螺釘、溫度計、凝結水排放水封、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，回收鍋爐餘熱，具有明顯節能效果。為防止低溫腐蝕，管箱內腔表面和螺旋翅片管外表面均採用塗層保護，延長設備使用壽命。為保護塗層，改變傳統結構，採用可拆卸型式，螺旋翅片管與螺旋翅片管管板之間採用帶密封環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。這種可拆卸結構型式定期對螺旋翅片管進行檢查和維護提供了可能。
文檔編號F24H9/00GK201772438SQ201020135469
公開日2011年3月23日 申請日期2010年3月19日 優先權日2010年3月19日
發明者夏嘉琪 申請人:夏嘉琪