[发明专利]多级式高效波纹管余热回收装置

说明书

所属技术领域： 

本发明涉及一种多级式高效波纹管余热回收装置，尤其涉及利用该装置与导热介质组合成具有余热回收梯级利用功能的余热回收系统。 

背景技术：

目前，余热回收装置大多是传统的列管换热器式余热锅炉，采用的换热元件有翅片式热管、针型列管、光管，余热回收的方式是余热烟气从管外通过，将热能传递给管内工质来回收热能，必然造成了较大的烟气阻力，需要通过鼓风或引风来克服这些阻力，随之带来鼓风或引风设备增加和用电量增加，降低了余热回收的节能效果；同时，由于工质在管内，工质带压时换热管壁承受很大拉力，因此换热管的管壁要求较厚，管材增加，成本增加，整体原料的耗能增加，不利于节材节能；不仅如此，该种结构的余热回收装置难于对余热按品质进行梯阶回收利用。 

本发明的目的： 

为克服现有传统的余热回收装置的种种不足，本发明提供一种多级式高效波纹管余热回收装置，该发明不仅涉及一种特殊的变截面波纹状园管；而且涉及一种具有梯级换热回收余热的组合结构。按该发明制造成的余热回收装置不但具有很强的换热能力，还能够通过组合形成简单灵活、紧凑可靠的多极式模块化集成余热回收系统，体积小，重量轻，安装简便；从根本上解决了由常规设备组成的余热回收系统所有的设备庞杂、系统复杂、功能单一、占地空间大、管道热损失大、初投资高、安装难度大、自身耗能多等问题和缺点。 

本发明所采取的技术方案： 

波纹状换热元件是用高换热能力的变截面波纹状园管制成，波纹管的沟槽使烟气等流体在管内外形成充分湍流，并且增加了换热面积，即使在流速较低的情况下，流体在管内外均可形成较强的扰动，从而大大提高了传热系数，同时降低了管道阻力，而且波纹管的沟槽对管外导热介质有很好的导流作用，提高了导热介质的对流传热能力。 

采用变截面波纹管做换热元件，使含有余热的烟气从烟气从N支并列波纹管内通过，工质(导热介质)在波纹管外流动，由于波纹管承受的压力是由外向内，承压能力很强，管壁厚度可以减小2/3。烟气流过波纹管内壁时将热能传递给波纹管外与管壳形成的腔体内的工质(导热介质)，再通过工质向外输送热能，实现余热回收利用；同时由于波纹管束的通气性好，因此整个装置的体积很小，节省了安装空间，节约了材料。 

将低温段换热器的烟气进口与中温段换热器的烟气出口对接，再将中温段换热器的烟气进口与高温段换热器的烟气出口对接，以高温段换热器的烟气进口为多级式高效波纹管余热回收装置的进烟气口，以低温段换热器的烟气出口为多级式高效波纹管余热回收装置的烟气出口，烟气从N支波纹管内通过时将热能传递给波纹管管外的工质(导热介质)，再通过工质向外输送热能；将低温段换热器的导热介质出口与中温段换热器的导热介质入口对接，再将中温段换热器的导热介质出口与高温段换热器的导热介质入口对接，以高温段换热器的导热介质出口为多级式高效波纹管余热回收装置的导热介质出口，以低温段换热器的导热介质入口为多级式高效波纹管余热回收装置的导热介质入口，即可分别在低温段换热器的导热介质出口得到高温液体，在中温段换热器的导热介质出口得到饱和蒸汽，在高温段换热器的导热介质出口得到过热蒸汽，能满足不同用途的需要。 

本发明的工作原理和工作流程是： 

让高温烟气(120℃--800℃)自高温段换热器的烟气入口进入，从低温段换热器的烟气出口流出，实现： 

1.高温余热回收过程：烟气从高温段换热器的N支变截面波纹管内通过时将热能传递给波纹管管外的工质(饱和蒸汽)，产生过热蒸汽，通过过热工质向外输送热能。 

2.中温余热回收过程：烟气从高温段换热器的N支变截面波纹管内通过后，部分热能被回收，温度降低100℃--200℃，然后导入中温段换热器，烟气从中温段换热器的N支变截面波纹管内通过时将热能传递给波纹管管外的工质(高温液体)，产生饱和蒸汽，可以将饱和蒸汽送入高温段换热器或直接用饱和蒸汽向外输送热能。 

3.烟气从中温段换热器的N支变截面波纹管内通过后，部分热能被回收，温度继续降低100℃--400℃，然后再从中温段换热器的烟气出口导入低温段换热器，当烟气自低温段换热器的N支变截面波纹管内通过时将热能传递给波纹管管外的工质(低温工质，如冷软化水)，产生高温工质，可以将该工质送入中温段换热器产饱和蒸汽或直接用高温水向外输送热能 

本发明的有益效果是：