高效烟气余热回收热力系统的制作方法

本发明涉及工业及民用余热回收领域，具体是一种高效烟气余热回收热力系统。

背景技术：

炉窑尾部排烟口温度能达到700～800℃，经过预热器(或省煤器)后实际烟气温度仍能达到200～350℃，为进一步吸收这部分余热，在烟道内设置余热回收装置是十分经济可行的方案，实践证明，安装余热回收装置后，排烟温度能降至～150℃甚至更低，实现对烟气余热的高效回收。

目前常用的余热回收装置是一种光管式或带有上、下集管的翅片管式换热器，它以锅炉给水为循环水，循环水由经循环泵加压后在管内流过而烟气由管外空间横向流过。然而，现有技术中的缺点是：这种换热器需要额外增设强制循环泵组，为管内的循环水提供动力，需单独为每个循环回路分别设置流量调节阀门和配套管组，以及需要设置汽包收集及分离蒸汽，管路复杂且运行时耗费电能多。

有鉴于此，本发明人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种高效烟气余热回收热力系统，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种高效烟气余热回收热力系统，其节能性好，工作效率高，具有良好的回收余热的功能，克服了现有技术的缺陷。

为此，本发明提出一种高效烟气余热回收热力系统，包括：

至少一集管，具有用于容纳液体和蒸汽的容纳空间，所述集管设有一出口端；

换热管束，所述换热管束设置于烟气流通通道内，其与所述集管相连通；

输入主管线，其出口端通过一流体输入支线与其中一所述集管相连通，所述输入主管线上设置有一自动流量调节阀；

至少一流体输出支线，所述流体输出支线的数量与所述集管的数量相同，其一端与相对应的所述集管的出口端连通，其另一端与输出主管线的入口端连通。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，还包括一输出汽水分离器，所述汽水分离器设置于所述流体输出主线上。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，所述输入主管线上另连接有一第一手动闸阀，所述第一手动闸阀靠近所述自动流量调节阀入口端。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，所述输入主管线上另连接有一第二手动闸阀，所述第二手动闸阀位于所述流体输入支线的一端与所述自动流量调节阀的出口端之间。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，另设有一蒸汽管网和一给水管网，所述输出主管线的出口端与蒸汽管网连接，所述输入主管线的入口端与所述给水管网连接。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，另设有一能检测所述输入主管线内流体流量的流量孔板，所述流量孔板通过检测管线与所述输入主管线的出口端相连通。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，所述集管的数量为一个，其设有一入口端，所述入口端通过所述流体输入支线与所述输入主管线相连通。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，另设有一检测回路，所述检测回路的两端对应与所述集管及所述输出主管线相连通，所述检测回路上设置有一能检测所述流体输出支线内流体的液位高度的液位变送器，所述液位变送器与所述自动流量调节阀电连接；

其中，所述换热管束的入水口及出水口与所述集管相连通。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，所述集管的数量为两个，其中一所述集管上设有一入口端，所述入口端通过所述流体输入支线与所述输入主管线相连通。

如上所述的高效烟气余热回收热力系统，其中，另设有一检测回路，所述检测回路的两端对应与另一所述所述集管及所述输出主管线相连通，所述检测回路上设置有一能检测所述流体输出支线内流体的液位高度的液位变送器，所述液位变送器与所述自动流量调节阀电连接；

其中，所述换热管束的入水口与其中一所述集管相连通，其出水口与另一所述集管相连通。

本发明提供的高效烟气余热回收热力系统，通过设置集管、换热管束、输入主管线、流体输入支线以及流体输出支线等，利用水和蒸汽的密度差实现流体的自然循环，不需要额外增设循环泵组及汽包，使得管道布置更加简洁和紧凑，达到节能、回收烟气余热的目的，具有不需要动力、具有换热效率高以及结构简化的突出特点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明的高效烟气余热回收热力系统的组成结构示意图。

图2为本发明的高效烟气余热回收热力系统另一实施例的组成结构示意图。

主要元件标号说明：

1 集管 11 出口端

12 入口端 2 换热管束

21 入水口 22 出水口

3 输入主管线 31 自动流量调节阀

32 第一手动闸阀 33 第二手动闸阀

34 流量孔板 341 检测管线

4 流体输入支线 5 流体输出支线

6 输出主管线 61 输出汽水分离器

7 蒸汽管网 8 给水管网

9 检测回路 91 液位变送器

具体实施方式

本发明提供一种高效烟气余热回收热力系统，其包括：至少一集管，具有用于容纳液体和蒸汽的容纳空间，所述集管设有一出口端；换热管束，所述换热管束设置于烟气流通通道内，其与所述集管相连通；输入主管线，其出口端通过一流体输入支线与其中一所述集管相连通，所述输入主管线上设置有一自动流量调节阀；至少一流体输出支线，所述流体输出支线的数量与所述集管的数量相同，其一端与相对应的所述集管的出口端连通，其另一端与输出主管线的入口端连通。本发明的高效烟气余热回收热力系统，其节能性好，工作效率高，具有良好的回收余热的功能，克服了现有技术的缺陷。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本发明提出的高效烟气余热回收热力系统的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

图1为本发明的高效烟气余热回收热力系统的组成结构示意图，其中，输出主管线上的箭头表示的是蒸汽的流动方向，烟气流通通道内的箭头表示的是烟气的流动方向。

如图1所示，本发明提出的高效烟气余热回收热力系统，包括至少一集管1、换热管束2、输入主管线3、流体输入支线4以及至少一流体输出支线5，其中；

所述集管1具有用于容纳液体和蒸汽的容纳空间，其设有一出口端11；

所述换热管束2，设置于烟气流通通道(烟道)100内，其与所述集管1相连通，其中，对于换热管束2，可根据实际需要选用，如在图示中所示，优选为翼片管式换热器，其具有多根竖向换热管，竖向换热底部两两联通，以形成U形换热管，并竖向设置于烟气流通通道内，同时，在换热管外设置翼片，形成翅片管状结构，以增加换热管束的热交换面积，具有良好的换热效果；

所述输入主管线3的出口端通过所述流体输入支线4与其中一所述集管1相连通，所述输入主管线3上设置有一自动流量调节阀31，以根据工作情况自动调节所述输入主管线3内的流量；

所述流体输出支线5的数量与所述集管1的数量相同，其一端与相对应的所述集管1的出口端11连通，其另一端与输出主管线6的入口端连通。

本发明在实际应用中，当水经所述输入主管线3进入所述换热管束2后，使所述集管1和所述换热管束2内有循环水，会吸收烟气流通通道100内气体的热量，即余热烟气流经所述换热管束2时将循环水加热，同时该循环水在饱和状态下产生蒸汽，形成的蒸汽向上进入所述集管1，并通过所述流体输出支线5以及输出主管线6输出，从而实现余热回收的目的。换言之，在本发明中，通过将所述换热管束2设置在烟气流通通道100内，其内部注入的软化给水吸收废热烟气的余热后变为汽水混合物，蒸汽由于比重轻被推向所述集管1的顶部，并由流体输出支线5排出，之后，蒸汽经输出主管线6后输出，达到节能、回收烟气余热的目的。由此，本发明利用给水和蒸汽之间的密度差，可以实现流体的自然循环，使得所述换热管束2内的流体为自然循环方式，不需要额外增设循环泵和单个回路流量调节阀组和汽包，使本发明的结构更加简洁和紧凑，达到节能、回收烟气余热的目的本发明具有不需要动力、具有换热效率高以及结构简单的突出特点。

如图1所示，还包括一输出汽水分离器61，所述汽水分离器61设置于所述流体输出主线6上。当蒸汽由所述流体输出主线6经过所述汽水分离器61时，能够减少输出蒸汽的携带水量，提高蒸汽的利用效率。

较佳地，所述输入主管线3上另连接有一第一手动闸阀32，所述第一手动闸阀32靠近所述自动流量调节阀31的入口端。由此，在作业时可以根据实际工况，适时打开或关断所述输入主管线3，方便实用。

进一步地，所述输入主管线3上另连接有一第二手动闸阀33，所述第二手动闸阀33位于所述流体输入支线4的一端与所述自动流量调节阀31的出口端之间。利用所述第二手动闸阀33与第一手动闸阀32相互配合，更便于对所述输入主管线3的流量进行控制，同时，还便于对本发明中的保养维护。

如图所示，另设有一蒸汽管网7和一给水管网8，所述输出主管线6的出口端与蒸汽管网7连接，所述输入主管线3的入口端与所述给水管网8连接。

其中，另设有一能检测所述输入主管线3内流体流量的流量孔板34，所述流量孔板34通过检测管线341与所述输入主管线3的出口端相连通。通过设置所述流量孔板34，并对所述输入主管线3中的流量进行实时监测，可以避免因操作不当等原因导致实施流量不均，避免对后续的集管1、换热管束2等造成损害。

请参见图1，在图示的结构中，所述集管1的数量为一个，其设有一入口端12，所述入口端12通过所述流体输入支线4与所述输入主管线3相连通。这样，液体通过输入主管线3、流体输入支线4以及入口端12，进入所述集管1的容纳空间，再向所述换热管束2内流动。

进一步地，另设有一检测回路9，所述检测回路9的两端对应与所述集管1及所述输出主管线6相连通，所述检测回路9上设置有一能检测所述流体输出支线5内流体的液位高度的液位变送器91，所述液位变送器91与所述自动流量调节阀31电连接，其中，所述换热管束2的入水口21及出水口22与所述集管1相连通。在实际工作时，所述液位变送器91能监测所述流体输出支线5以及所述集管10的液位高度，并实时传输至所述自动流量调节阀31，使得所述自动流量调节阀31能够根据需要自动调节所述输出主管线6的开度，从而精确控制输入集管和流体输出支线5之间的流体液位，确保使用安全可靠。需要指出的是，对于所述液位变送器91、所述自动流量调节阀31的具体结构、具体使用方法以及工作原理等，均为现有技术，在此不再赘述。比如，所述自动流量调节阀31可选用501G型套筒导向单座阀。

在本发明中，通过设置所述液位变送器91，并与所述自动流量调节阀31相配合，当所述液位变送器91检测的液位信号传输到所述自动流量调节阀31后，使所述自动流量调节阀31能根据该液位信号来控制自身的开度大小，实现实时的流量调节，能精确控制所述集管1和流体输出支线5之间的流体液位数值。

例如，将所述液位变送器91检测流体集管1与输出支线5之间的正常流体液位高度，设定值为L1。当实测的液位L2等于或高于设定值L1时，此时的所述换热管束2不需要进行补水操作，此时所述自动流量调节阀31关闭；当液位L2小于设定值L1时，所述自动流量调节阀31打开，并对换热管束2进行补水操作。也即，所述液位变送器91检测实际流体液位L2，并将信号发送至所述自动流量调节阀31，以所述自动流量调节阀31自行控制其开度大小，从而调节输入主管线3和流入换热管束2中的流量，达到精确控制输入集管1和换热管束2内流体液位的目的。

图2为本发明的高效烟气余热回收热力系统另一实施例的组成结构示意图，其中仅就与上述实施例之间的差异进行说明，并且相同或相似功能的元件采用了相同或相似的元件符号。

在其它实施方式中，所述集管1的数量不限于一个，比如，在图2所示的结构中，所述集管1的数量为两个，其中一所述集管1上设有一入口端12，所述入口端12通过所述流体输入支线4与所述输入主管线3相连通。

其中，如图2所示，在该实施方式中，所述检测回路9的两端对应与另一所述所述集管1及所述输出主管线6相连通，所述检测回路9上设置有一能检测所述流体输出支线5内流体的液位高度的液位变送器91，所述液位变送器91所述自动流量调节阀31电连接，其中，所述换热管束2的入水口21与其中一所述集管1相连通，其出水口22与另一所述集管1相连通。

在实际工作时，对于图1、图2中所示的所述换热管束2，其数量也可不限定为1个，比如，可以沿所述集管1的长度方向，并列设置多个所述换热管束2；实际组装时，所述换热管束2还可以沿横向或图示的纵向放置于烟气流通通道100内。

需要说明的是，对于所述换热管束2的换热面积的多少及结构形式，还可根据烟气温度、给水温度、蒸汽压力和温度等参数及烟道空间位置等进行计算和布置，使其热交换面积达到最佳；另外，在实际组装时，还可设置支撑组件，使支撑组件固定于烟气流通通道100上方，并与所述换热管束2连接，这样，能保证在内压及外压的作用下，均能够满足换热管束2的性能参数。

本发明提供的高效烟气余热回收热力系统，通过给水和蒸汽的密度差实现流体的自然循环，可以不需要额外增设循环泵组，使管道布置更加简洁和紧凑，达到节能、回收烟气余热的目的。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。