一种分组并联烟气余热回收喷淋换热装置的制作方法

本实用新型涉及一种余热利用装置，具体涉及一种分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，属于工业炉窑烟气余热回收利用设备技术领域。

背景技术：

工业炉窑烟气余热回收利用是一个新型的节能主题，充分利用烟气余热对节约能源具有深远的社会效益；工业炉窑低温烟气余热的热能由于存在的多种客观条件限制往往难以实现。如果采用“烟气－空气”换热的方式回收，由于烟气中含有的硫分会造成烟气低温结露而堵塞、腐蚀换热器管，而为了防止烟气低温露点腐蚀，换热器的设计须将排烟温度高于烟气露点，因此可利用的烟气余热量受到限制，用空气换热的的方式回收烟气余热余热利用率较低，而且整个装置体积较大，在烟气系统安装空气换热器会造成系统阻力增加。如果采用“烟气－水换热器”的方式回收烟气余热，与上述“烟气－空气”换热的方式一样，存在烟气低温结露堵塞、腐蚀换热器管问题，可利用的烟气余热量受到限制，也同样存在整个装置体积较大，增加换热器会造成系统阻力增加，而且由于水中含有的钙镁离子杂质会导致换热器结垢，如增加水处理装置则系统更为复杂，运行成本增高。以上客观问题就是制约低烟气余热有效利用的难题；本实用新型采用一种方便、高效的换热方式，可以有效利用工业炉窑低温烟气余热，解决工业炉窑低温烟气余热难以利用的难题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，用水与烟气直接喷淋换热，通过水的循环实现连续热交换；在余热利用的同时，还可降低烟气中的含尘，解决现有工业炉窑低温烟气余热不能源高效利用的问题。

本实用新型的分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，包括设置于烟囱下部的喷淋换热段，及贯穿安装于喷淋换热段内部的多个分组喷淋器，及与分组喷淋器通过喷淋水供水管连接的清水池，及与喷淋换热段通过排水管连接的沉淀池；每一所述分组喷淋器由一分组喷淋管，及均布于分组喷淋管上的多个喷头组成；所述分组喷淋管设置于喷淋换热段其上部；所述分组喷淋管上方还安装有波纹板挡水器，用以阻挡喷雾水滴随烟气排出，提高热水的回收量；所述喷淋水供水管其背离分组喷淋器一端经循环水泵与清水池连接，循环水泵为热水泵，其流量和扬程根据循环水量和系统阻力确定，与循环水泵连接的喷淋水供水管其进口段作为循环水泵其进水端的进水管，在其位于液面下端的管路端部安装有底阀，即在循环水泵的进水管道底端安装逆止阀，用于高于液面的循环水泵在启动时能够将循环水泵注满水使用，底阀内有上下可移动的阀芯，注水时由于有水压作用关闭，可将循环水泵注满水，循环水泵启动后，由于循环水泵抽水，底阀自动启开，可以抽水；喷淋供水管其出口端与分组喷淋管相连接，向分组喷淋管供水；所述沉淀池和清水池均为地下水池，且沉淀池与清水池之间设有溢流管，与烟气换热后洗涤烟气的含尘水在沉淀池沉淀后能够通过溢流管流至清水池；所述沉淀池上方还安装有补水管，循环水泵将清水池中的水通过喷淋水供水管送至喷淋换热段内设置的分组喷淋管及喷头，由喷头喷出的水雾直接与烟气高效换热，经过换热的水流到沉池，经过沉淀的的清水又经溢流管流到清水池，通过连续循环的方式将水加热，还可用外供水泵送到应用热水的设备使用；另外，在喷淋换热段外壁、喷淋水供水管、排水管、沉淀池和清水池等换热设备、供出水管道及热水储存水箱外部均用聚氨酯材料保温，以减少换热系统散热量，提高热量利用效率。

作为优选的实施方案，所述喷淋换热段为钢制圆柱筒状结构，其直径至少为烟囱其直径的3倍，以保证增加喷水后的烟气流通量，减少烟气流动阻力；所述喷淋换热段一侧还连接有引风机，保证工作时喷淋换热段内为正压。

作为优选的实施方案，所述喷淋换热段至少安装有三组分组喷淋器，且分组喷淋器之间相互并联。

进一步地，每一所述分组喷淋管其背离喷头一端穿过喷淋换热段，且与喷淋水供水管连接；位于喷淋换热段外部的所述分组喷淋管上安装有喷淋控制阀门，用喷淋控制阀门控制分组喷淋管投入的数量用以调节供水量，从而调节喷淋换热后热水的温度，同时多个分组喷淋器之间设置并联形式，在运行时可方便地将堵塞的分组喷淋器关闭并取出，在不停止喷淋水的情况下，实现在线检修；所述喷头为钢制的雾化水喷嘴，以使喷出的水雾与烟气有良好的接触换热，数量由每组分组喷淋器供水量确定。

进一步地，所述分组喷淋管和喷淋水供水管均为碳钢管，分组喷淋管其直径由每组分组喷淋器供水量确定。

进一步地，所述波纹板挡水器由钢制框架和多个由薄钢板经压制形成波纹形结构的波纹板组成；所述波纹板固定于钢制框架中；所述钢制框架通过紧固螺栓与紧固螺母固定于喷淋换热段上部，将薄钢板压制成波纹形结构的波纹板，用角钢钢框和穿杆固定制作成多个方形结构的钢制框架，将多个由波纹板组成的波纹板挡水器组块用钢制框架安装在喷淋换热段上部。

进一步地，所述沉淀池和清水池分别设置于喷淋换热段附近的地下；所述沉淀池和清水池均由混凝土浇筑而成，且其混凝土浇筑层外部敷设有聚氨酯保温层，在地下按制作水池的尺寸挖坑，内敷聚氨酯保温层，在聚氨酯保温层内支模浇筑混凝土。

作为优选的实施方案，所述沉淀池与清水池上方加装有盖板，提高保温效果。

进一步地，所述清水池还连接有外供水泵，可用于给外部供应热水。

进一步地，所述排水管一端与喷淋换热段底部连接，其另一端延伸至沉淀池，喷淋换热段底部设排水管，将换热后的热水能够自流到沉淀池。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，在工业炉窑的引风机后、烟囱下部设置喷淋水换热段，由喷淋换热段内安装的分组喷淋器、喷淋水供水管、排水管、循环水泵、沉淀池和清水池组成热水循环系统，用水与烟气直接喷淋换热，通过水的循环实现连续热交换，满足用水回收炉窑低温烟气余热；这种用水直接喷淋换热回收烟气余热的方式换热效率高，工作稳定，系统简单，设备体积小，投资少，运行成本低廉；在喷淋换热段内安装并联形式的分组喷淋器，并在每组分组喷淋器上安装喷淋控制阀门，通过开关喷淋控制阀门调节向喷淋换热段的供水量，以调节出水温度，并且在分组喷淋器堵塞时，在不停止系统运行的情况下，取出堵塞的分组喷淋管进行清理；在分组喷淋器上安装若干雾化水喷嘴，通过雾化水滴与烟气充分接触，吸收烟气热量，经过烟气加热的水滴在烟气的搅动下互相碰撞积聚，形成的大水滴在重力作用下落到喷淋换热段底部汇积，从喷淋换热段底部流出；在喷淋换热段上部的喷淋器管上方安装波纹板挡水器，阻挡细小水滴逸出烟道，提高水的回收率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

附图中各部件标注为：1-喷淋换热段，2-喷头，3-分组喷淋管，4-波纹板挡水器，5-喷淋水供水管，6-循环水泵，7-清水池，8-沉淀池，9-外供水泵，10-排水管，11-补水管，12-烟囱，13-引风机，14-喷淋控制阀门，15-分组喷淋器，16-钢制框架，17-波纹板，18-底阀。

具体实施方式

如图1所示的分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，包括设置于烟囱12下部的喷淋换热段1，及贯穿安装于喷淋换热段1内部的多个分组喷淋器15，及与分组喷淋器15通过喷淋水供水管5连接的清水池7，及与喷淋换热段1通过排水管10连接的沉淀池8；每一所述分组喷淋器15由一分组喷淋管3，及均布于分组喷淋管3上的多个喷头2组成；所述分组喷淋管3设置于喷淋换热段1其上部；所述分组喷淋管3上方还安装有波纹板挡水器4；所述喷淋水供水管5其背离分组喷淋器15一端经循环水泵6与清水池7连接；所述沉淀池8和清水池7均为地下水池，且沉淀池8与清水池7之间设有溢流管(未图示)；所述沉淀池8上方还安装有补水管11。

所述喷淋换热段1为钢制圆柱筒状结构，其直径至少为烟囱12其直径的3倍；所述喷淋换热段1一侧还连接有引风机13。

所述喷淋换热段1至少安装有三组分组喷淋器15，且分组喷淋器15之间相互并联。

每一所述分组喷淋管3其背离喷头2一端穿过喷淋换热段1，且与喷淋水供水管5连接；位于喷淋换热段1外部的所述分组喷淋管3上安装有喷淋控制阀门14；所述喷头2为钢制的雾化水喷嘴。

所述分组喷淋管3和喷淋水供水管5均为碳钢管。

所述波纹板挡水器4由钢制框架16和多个由薄钢板经压制形成波纹形结构的波纹板17组成；所述波纹板17固定于钢制框架16中；所述钢制框架16通过紧固螺栓与紧固螺母固定于喷淋换热段1上部。

所述沉淀池8和清水池7分别设置于喷淋换热段1附近的地下；所述沉淀池8和清水池7均由混凝土浇筑而成，且其混凝土浇筑层外部敷设有聚氨酯保温层。

所述沉淀池8与清水池7上方加装有盖板。

所述清水池7还连接有外供水泵9。

所述排水管10一端与喷淋换热段1底部连接，其另一端延伸至沉淀池8。

本实用新型的分组并联烟气余热回收喷淋换热装置，喷淋换热段内安装的分组喷淋器、喷淋水供水管、排水管、循环水泵、沉淀池和清水池组成热水循环系统，用水与烟气直接喷淋换热，通过水的循环实现连续热交换；运行时将清水池和沉淀池注满水，启动循环水泵(循环水泵为热水泵，其流量和扬程根据循环水量和系统阻力确定，与循环水泵连接的喷淋水供水管其进口段作为循环水泵其进水端的进水管，在其位于液面下端的管路端部安装有底阀18，即在循环水泵的进水管道底端安装逆止阀，用于高于液面的循环水泵在启动时能够将循环水泵注满水使用，底阀内有上下可移动的阀芯，注水时由于有水压作用关闭，可将循环水泵注满水，循环水泵启动后，由于循环水泵抽水，底阀自动启开，可以抽水)，打开分组喷淋水管的喷淋控制阀门向喷淋换热段内供水，热水经排水管流出，启动外供水泵向用热水设备供水，当水池水位较低时打开补水管上设有的阀门进行补水，可在沉淀池上可安装自补水控制系统自动补水；通过水的连续循环实现水与烟气直接喷淋热交换，热水可根据需要用于各种用热设备，充分利用工业炉窑低温烟气余热；通过此种烟气喷淋直接换热方式，不仅可利用烟气的余热，还可进一步降低烟气含尘量；而且对于烟气含水较高的烟气，还可部分回收烟气中的凝结水，不仅回收热能，还可回收烟气凝结水，回收利用水资源；满足工业炉窑节能运行，装置简单，工作稳定，余热利用率高；另外，还可在本热水循环系统中安装自动补水和温度显示仪表，可保证本系统更加稳定高效运行。

在工业炉窑的引风机后、烟囱下部设置喷淋水换热段，由喷淋换热段内安装的分组喷淋器、喷淋水供水管、排水管、循环水泵、沉淀池和清水池组成热水循环系统，用水与烟气直接喷淋换热，通过水的循环实现连续热交换，满足用水回收炉窑低温烟气余热；这种用水直接喷淋换热回收烟气余热的方式换热效率高，工作稳定，系统简单，设备体积小，投资少，运行成本低廉；

在喷淋换热段内安装并联形式的分组喷淋器，并在每组分组喷淋器上安装喷淋控制阀门，通过开关喷淋控制阀门调节向喷淋换热段的供水量，以调节出水温度，并且在分组喷淋器堵塞时，在不停止系统运行的情况下，取出堵塞的分组喷淋管进行清理；

在分组喷淋器上安装若干雾化水喷嘴，通过雾化水滴与烟气充分接触，吸收烟气热量，经过烟气加热的水滴在烟气的搅动下互相碰撞积聚，形成的大水滴在重力作用下落到喷淋换热段底部汇积，从喷淋换热段底部流出；

在喷淋换热段上部的喷淋器管上方安装波纹板挡水器，阻挡细小水滴逸出烟道，提高水的回收率；

由喷淋换热段、喷淋水供水管、分组喷淋管及喷头、排水管、循环水泵、沉淀池和清水池等组成的循环换热系统实现水与烟气换热，利用炉窑低温烟气余热，由供水泵和供水管道向用热水设备供热水，由补水管向系统补水；为减少系统散热，整个换热系统用绝热材料进行保温。

上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。