一种烟气-空气混合除水装置的制作方法

本实用新型属于低氮燃烧领域，具体来说，本实用新型涉及一种烟气-空气混合除水装置。

背景技术：

在锅炉低氮改造工程中，燃烧器厂家多采用烟气再循环技术实现低氮排放。烟气再循环是指在锅炉尾端抽取部分烟气重新与空气混合后一起进入燃烧器和锅炉进行再次燃烧。而燃气锅炉产生的烟气中含有大量的水蒸汽，由于严寒期空气温度较低，空气与烟气混合后混合气体的温度也降低。当混合气温度低于水的露点温度时，烟气中携带的水蒸汽就会形成冷凝水。

如果冷凝水随烟气-空气混合气体进入燃烧器和锅炉，会对燃烧稳定性造成很大的影响，燃烧不稳定会产生振动、排放不达标等现象。另外，冷凝水进入风机和燃烧器会对设备造成腐蚀，在冬季温度较低的地区，冷凝水进入风机并在风机内结冰，还会严重影响风机的运行和性能。目前，空气预热器是一种有效降低冷凝水量的方法，但空气预热器体积较大，对空间有限的改造项目不适用，且空气预热器成本较高。

技术实现要素：

锅炉低氮改造工程的烟气再循环技术中亟需解决的现有技术问题是，采用烟气再循环技术的低氮改造项目中冷凝水如何解决的问题。本实用新型旨在提供一种烟气-空气混合除水装置，通过设计空气与烟气的混合方式来加强混合，使其在混合过程中析出大量冷凝水，另外在装置上设置排水管，使析出的冷凝水顺利排除。

为此，本实用新型提供一种烟气-空气混合除水装置，其包括：空气管、烟气流道、混合管、波纹板组件、收缩管和排水管；其中：空气管位于烟气流道内；烟气流道后侧连接混合管，混合管内设置波纹板组件；混合管后侧连接收缩管。

优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，在烟气流道内的空气管有3-11个，优选在烟气流道内的空气管有6-8个。

更优选地，对于上述烟气-空气混合除水装置，其中，在烟气流道内的空气管有7个。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，混合管内设置1-5个波纹板组件，优选设置2-3个波纹板组件。

对于上述烟气-空气混合除水装置，其中，相邻两个波纹管组件的气体流通方向不同。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，波纹板组件间隔设置。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，波纹板组件之间间隔为80-100mm。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，排水管设置在收缩管的左下侧。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，在收缩管的后侧设置延长管。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，延长管连接收缩管的部位设置为平缓连接的圆角。

更优选地，根据上述烟气-空气混合除水装置，其中，根据进入装置的空气量和烟气量设置空气管总截面积和烟气流道的截面积，使进入混合管的空气和烟气具有相同的流速。

通过本实用新型的装置能产生如下效果：1、使空气与烟气加强混合，使冷凝水析出率高达95％以上；2、通过在收缩管上设计排水管，使析出的冷凝水排出，不随混合气进入后续设备；3、在一种优选的方案中，通过在装置尾端设计延长管使烟气与空气进一步混合，使更多的冷凝水析出；4、本实用新型结构简单、体积小、阻力小、除水效率高。

附图说明

图1为一种优选实施方式的烟气-空气混合除水装置结构图；

图2为一种优选实施方式的烟气-空气混合除水装置主视图；

图3为一种优选实施方式的烟气-空气混合除水装置左视图；

图4为一种优选实施方式的烟气-空气混合除水装置部分剖面图；

图5a为一种实施方式的相邻两个波纹板组件中其中一组结构示意图；

图5b为一种实施方式的相邻两个波纹板组件中其中另一组结构示意图；

图6为一种实施方式的波纹板组件通气截面图。

其中，1-空气管，2-烟气流道，3-混合管，4-排水管，5-收缩管，6-延长管，7-波纹板组件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1-4所示，本实用新型提供一种烟气-空气混合除水装置，其包括：空气管1、烟气流道2、混合管3、波纹板组件7、收缩管5、延长管6和排水管4；其中：空气管1位于烟气流道2的内部；烟气流道2后侧连接混合管3,混合管3内设置波纹板组件7；混合管3后侧连接收缩管5，收缩管(5)后侧连接延长管(6)。

对烟气流道2内部的空气管个数没有限制，只要符合所需要的供应空气量即可，但是，考虑到常规的锅炉燃烧系统，一般设计为3-11个，优选6-8个，更优选7个，并且优选这7个空气管按照上2下2中间3的对称排列方式进行安置。

空气由空气管1进入混合管3，来自烟气循环管道的烟气进入烟气流道2，绕流经过空气管1后进入混合管3，烟气包围着空气进入混合管3的方式会加强烟气与空气的混合，在混合管3内设置波纹板组件7，使得烟气和空气通过波纹板组件7充分混合，如图5a和图5b所示，波纹板组件7由多个相同或不同的波纹板组成，多个波纹板沿不同方向焊接在一起。如图6所示，其为一种实施方式的波纹板组件通气截面图。当空气与烟气沿波纹板壁面通过时，烟气与空气的混合时间加长，相比水平通过混合管3混合效果大大加强。混合管3内设置的波纹板组件个数没有限制，只要能达到需要的延长混合时间即可，但是，考虑到流动阻力，一般在混合管内设置的波纹管组件个数是1-3个，最优选2个，当波纹板组件数量太少时，若空气温度过低，与烟气混合不足以使冷凝水完全析出；当波纹板组件数量较多时，会增大装置的阻力，增大能耗。

在严寒地区，为了减小混合管3阻力的同时加强空气和烟气的混合效果，优选使两个波纹板组件的结构不同，以使气体通过两个波纹板组件的方式不同，例如，设计为如图5a和图5b所示，气体沿水平区域通过第一个波纹板组件，在第二个波纹板组件中，部分气体沿与水平区域呈某个角度的方式通过波纹板壁面，加长混合时间。

在混合管3内，优选使波纹板组件间隔设置，两两之间的间隔优选为80-100mm。这种设计使得通过第一个波纹板组件的混合气在此间距内自由扩散，可以均匀的进入第二个波纹板组件，使通过各波纹板壁面的气体均可以混合均匀。

烟气与空气混合后进入收缩管5，冷凝水要排出该装置，因此，要在收缩管下部设置排水管4，为了使得冷凝水能够顺利排出，优选将排水管4设置在收缩管5的最下端的位置处，在本实用新型中，将排水管4设置在收缩管5的左下侧。

为了使烟气和空气进一步混合析出冷凝水，优选在收缩管5的后侧设置延长管6，并且将延长管6连接收缩管5的部位设置为平缓连接的圆角，以保证冷凝水沿延长管6壁面顺利进入收缩管5，并由排水管4排出。同时，圆角的设置减小了混合气通过延长管的阻力。

为了使空气和烟气更好的混合，根据进入装置的空气量和烟气量设置空气管总截面积和烟气流道的截面积，使进入混合管的空气和烟气具有相同的流速。优选地将流速设计为20m/s。

实施例1

如图1所示，在本实用新型的一种具体的烟气-空气混合除水装置中，该装置包括7个空气管1、环绕空气管1的烟气流道2，烟气入口从烟气流道下方进入该装置后环绕包围空气；随之，空气和烟气以相同的流速20m/s进入设置有波纹板组件7的混合管3中进一步充分混合，设置在烟气管3内的2组波纹板组件7如图5a和图5b所示，其为相邻两个波纹结构不同的波纹板组件，二者之间的间隔设为90mm；气体沿水平区域通过第一个波纹板组件，在第二个波纹板组件中，部分气体沿与水平区域呈某个角度的方式通过波纹板壁面，加长混合时间，通过各波纹板壁面的气体得到充分混合均匀。接着，充分混合均匀的空气烟气混合物进入收缩管5，收缩管5的后侧设置有延长管6，延长管与收缩管5的部位设置为平缓连接的圆角，从而确保产生的冷凝水沿延长管6壁面顺利进入收缩管5，并通过设置于该收缩管5左下方(最下方)的排水管4排出，经检测，除水效率达到98％。

本实用新型所提供的烟气-空气混合除水装置，通过设计空气和烟气进入装置的方式和波纹板组件的布置来加强烟气和空气的混合，通过在收缩段设置排水管利于冷凝水的排出，同时优化设计延长管加长烟气与空气的混合时间，析出更多的冷凝水。本装置的除水效率高达95％以上，且具有结构简单、体积小、阻力小等特点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方案，并不能因此而理解为对本实用新型的限制，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原则和精神的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些变形和改进都在本实用新型的保护范围之内。