一种卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统的制作方法

本实用新型涉及烟气余热回收技术领域，尤其涉及一种卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统。

背景技术：

天然气的主要成分是甲烷，燃烧后会产生大量的水蒸气，由于排烟温度一般在180～250℃，水蒸气中的部分显热和全部潜热会随着排烟一起排放到大气中，而随着烟气排放的还有氮氧化物和细微颗粒物等污染物。为了减少能源浪费和保护环境，对烟气余热进行回收和净化是十分必要的。

现有的间接式换热方式由于管道热阻较大，占地面积大，换热不充分，排烟温度较高，烟气中的大部分潜热仍会随着较高的排烟温度排到大气中，且间接式换热对管道的防腐能力要求较高。直接式换热能充分的回收烟气的显热和大部分烟气的冷凝热。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，解决现有余热回收方式存在的换热不充分，无法回收烟气中的潜热的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，包括喷淋式换热单元、第一级喷淋式余热回收单元、第二级喷淋式余热回收单元和第三级喷淋式余热回收单元，其中所述喷淋式换热单元的左端连接有进烟管，所述喷淋式换热单元的右端连接有排烟管，所述的第一级喷淋式余热回收单元、第二级喷淋式余热回收单元和第三级喷淋式余热回收单元从左到右依次与所述喷淋式换热单元相连。

进一步地，所述第一级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元外部的第一间接式换热器和设置在所述喷淋式换热单元内部的第一喷嘴；

所述第一间接式换热器分别通过第一喷淋供水管和第一喷淋回水管与所述喷淋式换热单元相连，所述第一喷淋供水管与所述第一喷嘴相连；

所述第一间接式换热器分别通过第一热用户进水管和第一热用户回水管与热用户相连。

具体地，在所述第一喷淋供水管上设有第一循环水泵，所述第一喷淋回水管连接在所述喷淋式换热单元的底部。

进一步地，所述第二级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元外部的第二间接式换热器和设置在所述喷淋式换热单元内部的第二喷嘴；

所述第二间接式换热器分别通过第二喷淋供水管和第二喷淋回水管与所述喷淋式换热单元相连，所述第二喷淋供水管与所述第二喷嘴相连；

所述第二间接式换热器分别通过第二热用户进水管和第二热用户回水管与热用户相连。

具体地，在所述第二喷淋供水管上设有第二循环水泵，所述第二喷淋回水管连接在所述喷淋式换热单元的底部。

进一步地，所述第三级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元外部的热泵和设置在所述喷淋式换热单元内部的第三喷嘴；

所述热泵分别通过第三喷淋供水管和第三喷淋回水管与所述喷淋式换热单元相连，所述第三喷淋供水管与所述第三喷嘴相连；

所述热泵分别通过第三热用户进水管和第三热用户回水管与热用户相连。

具体地，在所述第三喷淋供水管上设有第三循环水泵，所述第三喷淋回水管连接在所述喷淋式换热单元的底部。

进一步地，所述排烟管上分别安装有除雾器和排风机，所述除雾器和排风机从左到右依次设置在所述排烟管上。

进一步地，所述喷淋式换热单元中从左到右依次设有两个挡水板，两个所述挡水板将所述喷淋式换热单元的内部分隔为左、中、右三段，其中所述第一级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元的左段相连，所述第二级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元的中段相连，所述第三级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元的右段相连。

具体地，所述挡水板由下挡水部和上通烟部组成，其中所述上通烟部设有多个供烟气流通的孔道，所述下挡水部由隔热材料制成。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型提供的卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，在喷淋式换热单元上按照烟气的流通方向从左到右依次设置第一级喷淋式余热回收单元、第二级喷淋式余热回收单元和第三级喷淋式余热回收单元，经过喷淋式换热单元的烟气依次经过三级喷淋式余热回收单元进行烟气余热的回收，换完热的烟气通过排烟管排到室外。

本实用新型提供的卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，能够分阶段回收烟气的余热，有效回收烟气中的潜热，降低排烟的温度，换热更加充分，同时水与烟气直接接触,能够净化烟气中的部分杂质,减少排烟对环境的污染,净化后的烟气通过排烟管经过除雾器和排风机排出,提高了烟气的利用率，具有结构简单、操作方便的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统中挡水板的结构示意图。

图中：1：第一间接式换热器；2：第二间接式换热器；3：热泵； 4：进烟管；5：喷淋式换热单元；6：挡水板；61：下挡水部；62：上通烟部；63：孔道；8：除雾器；9：排风机；10：排烟管；11：第一热用户回水管；12：第一热用户进水管；13：第一循环水泵；14：第一喷淋供水管；15：第一喷嘴；16：第一喷淋回水管；20：热用户；21：第二热用户回水管；22：第二热用户进水管；23：第二循环水泵；24：第二喷淋供水管；25：第二喷嘴；26：第二喷淋回水管；31：第三热用户回水管；32：第三热用户进水管；33：第三循环水泵；34：第三喷淋供水管；35：第三喷嘴；36：第三喷淋回水管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实用新型实施例提供的卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，包括喷淋式换热单元5、第一级喷淋式余热回收单元、第二级喷淋式余热回收单元和第三级喷淋式余热回收单元，其中所述喷淋式换热单元5的左端连接有进烟管4，所述喷淋式换热单元的右端连接有排烟管10，所述的第一级喷淋式余热回收单元、第二级喷淋式余热回收单元和第三级喷淋式余热回收单元从左到右依次与所述喷淋式换热单元相连。

本实用新型实施例提供的卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，通过进烟管4进入到所述喷淋式余热回收单元5中的烟气，首先与所述第一级喷淋式余热回收单元喷出的较高温的水进行换热，换热后烟气温度有所下降，之后与所述第二级喷淋式余热回收单元喷出的中温水进行换热，换热后温度再次下降，最后与所述第三级喷淋式余热回收单元喷出的低温水进行换热，换热后烟气温度达到最低温度，此时再将烟气通过所述排烟管10排出，从而达到烟气余热分级回收利用的目的。

进一步来说，所述第一级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元5外部的第一间接式换热器1和设置在所述喷淋式换热单元5内部的第一喷嘴15。所述第一间接式换热器1分别通过第一喷淋供水管14和第一喷淋回水管16与所述喷淋式换热单元5相连，所述第一喷淋供水管14与所述第一喷嘴15相连。所述第一间接式换热器1分别通过第一热用户进水管12和第一热用户回水管11与热用户 20相连。在所述第一喷淋供水管14上设有第一循环水泵13，所述第一喷淋回水管16连接在所述喷淋式换热单元5的底部。

本实用新型实施例中第一级换热过程为：所述第一间接式换热器1 通过第一喷淋供水管14向所述喷淋式换热单元5提供的喷淋水与烟气换热后水温升高，温度升高后的高温喷淋水由第一喷淋回水管16回流到第一间接式换热器1中，由于此时的喷淋水温度较高，热用户20通过第一热用户回水管11流入到第一间接式换热器1中的水流与高温喷淋水换热后水温升高，再通过第一热用户进水管12回流到热用户20 上用于供热，此时喷淋水热量被部分吸收，温度降低，在第一循环水泵13的作用下，经第一喷淋水供水管14由第一喷嘴15喷出后继续换热，循环往复。在第一级换热过程中，是将烟气的余热通过第一间接式换热器1换热转化后提供给热用户20用于供热。

进一步来说，所述第二级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元5外部的所述第二间接式换热器2和设置在所述喷淋式换热单元5内部的第二喷嘴25。所述第二间接式换热器2分别通过第二喷淋供水管24和第二喷淋回水管26与所述喷淋式换热单元5相连，所述第二喷淋供水管24与所述第二喷嘴25相连。所述第二间接式换热器2分别通过第二热用户进水管22和第二热用户回水管21与热用户20相连。在所述第二喷淋供水管24上设有第二循环水泵23，所述第二喷淋回水管26连接在所述喷淋式换热单元5的底部。

本实用新型实施例中第二级换热过程为：所述第二间接式换热器2 通过第二喷淋供水管24向所述喷淋式换热单元5提供的喷淋水与烟气换热后水温升高，温度升高后的高温喷淋水由第二喷淋回水管26回流到第二间接式换热器2中，由于此时的喷淋水温度较第一级换热过程中的喷淋水温度有所降低，但此时仍能回收大部分的潜热用于热用户 20供热，也即热用户20通过第二热用户回水管21流入到第二间接式换热器2中的水流与高温喷淋水换热后水温升高，再通过第二热用户进水管22回流到热用户20上用于供热，此时喷淋水热量被部分吸收，温度降低，在第二循环水泵23的作用下，经第二喷淋水供水管24由第二喷嘴25喷出后继续换热，循环往复。在第二级换热过程中，是将烟气的余热通过第二间接式换热器2换热转化后提供给热用户20用于供热。

进一步来说，所述第三级喷淋式余热回收单元包括设置在所述喷淋式换热单元5外部的热泵3和设置在所述喷淋式换热单元5内部的第三喷嘴35。所述热泵3分别通过第三喷淋供水管34和第三喷淋回水管36与所述喷淋式换热单元5相连，所述第三喷淋供水管34与所述第三喷嘴35相连。所述热泵3分别通过第三热用户进水管32和第三热用户回水管31与热用户20相连。在所述第三喷淋供水管34上设有第三循环水泵33，所述第三喷淋回水管36连接在所述喷淋式换热单元 5的底部。

本实用新型实施例中第三级换热过程为：所述热泵3通过第三喷淋供水管34向所述喷淋式换热单元5提供的喷淋水与烟气换热后水温升高，温度升高后的高温喷淋水由第三喷淋回水管36回流到所述热泵3中，由于烟气经过前两级换热后温度较低，因此经过换热后的喷淋水温度也较低，则需要通过热泵3加热使水温升高到热用户可用温度，此时热用户20通过第三热用户回水管31流入到热泵3中的水流与加热后的高温喷淋水换热后水温升高，再通过第三热用户进水管32回流到热用户20上用于供热，此时喷淋水热量被部分吸收，温度降低，在第三循环水泵33的作用下，经第三喷淋水供水管34由第三喷嘴35喷出后继续换热，循环往复。在第三级换热过程中，是将烟气的余热通过热泵3升温后换热提供给热用户20用于供热。

具体来说，所述排烟管10上分别安装有除雾器8和排风机9，所述除雾器8和排风机9从左到右依次设置在所述排烟管10上。也即除雾器8需要设置在排风机9之前，使烟气先经过除雾器8再经过风机9，其目的是保证洁净的烟气通过风机，延长风机的寿命。

具体来说，经过所述喷淋式余热回收单元5中的烟气需要经过三级余热回收，而在各级余热回收过程中喷淋后喷淋水的温度是不同的，为此，在所述喷淋式换热单元5中从左到右依次设有两个挡水板6，两个所述挡水板6将所述喷淋式换热单元5的内部分隔为左、中、右三段，其中所述第一级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元5的左段相连，所述第二级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元5 的中段相连，所述第三级喷淋式余热回收单元与所述喷淋式换热单元5 的右段相连。

如图2所示，所述挡水板6由下挡水部61和上通烟部62组成，其中所述上通烟部62设有多个供烟气流通的孔道63，便于烟气通过孔道63顺利流通，减少烟气经过挡水板6时的阻力。所述下挡水部61 上毫无孔道和缝隙，用来阻止液体之间的流动，同时为了防止温差引起的热量传递，所述下挡水部61采用隔热材料制成。

此外，为了降低管道的腐蚀，在本实用新型中的所有连接管道均采用耐腐蚀性强的管材。

综上所述，本实用新型实施例所述的卧式喷淋式烟气余热梯级利用系统，通过设置三级喷淋式余热回收单元分阶段地进行梯级回收烟气余热，避免在锅炉满负荷运行和部分负荷运行时对排烟量的要求，由排烟量的不同可以选择性地打开或关闭其中的某个阶段或某两个阶段。本系统在较多的回收烟气余热量的同时兼顾烟气的净化，且具有结构简单，操作方便，烟气余热利用充分的优点。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。