[发明专利]新型余热锅炉

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种利用工业余热产生水蒸汽和热水的设备。

背景技术

工业过程中会产生大量余热，如烟道气(200-300℃)，高炉气(约1500℃)，化工反应的工艺气(300-1000℃)……，随着工业发展，能源供求紧张，环境热污染严重，充分利用这些余热作为一种热源，产生水蒸汽和热水，借以提高热能利用率、降低燃料消耗、提高经济效益、低碳环保，已成为各国政府，企业和广大群众的共识。为此产生了多种余热锅炉。

公知的余热锅炉，按换热元件结构分，有两大类。即管式换热元件和热管换热元件。前者为传统的后者则始用于上世纪60年代。

管式余热锅炉的基本结构有：1.管壳式，由于需解决的主要矛盾不同，它们有列管式、螺旋盘管式、U形管式等。2.烟道式，其结构与一般工业锅炉类似，烟气通过耐火材料砌成的炉膛，炉膛内布有排管，排管内的水汽化变成蒸汽，烟气的压力不高，但温度较高。3.双套管式，这类锅炉适用于高温高压，高温工艺气通过内套管，水在套管夹层间变成蒸汽。例如柴油裂解制乙烯装置中的Schmidt急冷余热锅炉和合成氨装置中的Sulzer气冷却余热锅炉。

传统的管式结构，由于烟气侧给热系数很低，从上世纪60年代开始出现了热管式余热锅炉。热管具有极高的导热能力和优良的等温特性，大量用于余热锅炉和空气预热器。由于高温烟气的热量不是直接传给待汽化的水，中间多了一个传热过程，高温烟气先将热量传给热管内充填的介质，使其汽化，再由热管内充填的介质将热量传给热管外侧的水，其总传热效率要降低，热管的另一缺点是，由于材料和工艺原因，热管的服役期不长。

上述以管为换热元件的余热蒸锅炉的共同缺点是需用管板。

由发明人发明的“一种换热芯可外抽的耐腐蚀双轴向流螺旋板式换热器ZL200510041521.1”，已在石油、化工、制药、溴化锂中央空调、压缩式制冷机组、印染等行业中得到成功的应用。涉及有水-水、气-水、汽-水、液-水、液-液间的换热、单相流冷凝冷却、多相流冷凝冷却以及多股流换热都有应用。

实现了以板代管，取消管板，降价材料成本，减少加工费用。

此外还有以下优点：

1.虽然流道很狭，由于实现了多条并联，因此单节处理量较大；

2.由于设有外壳，故承压能力可达到管壳式换热器同样的等级；

3.流体呈轴向流可以设置翅片，亟大的扩展了二次换热面，可根据流体特性优选翅片的结构，更适用于气体和多相流的换热；

4.为纯逆流换热，端部温差可以小到2℃；

5.可自由选取两个流体的流道宽度，使两个流体都可以在最佳流速下运行；

6.流体的水当量直径小，水侧3-5mm，气侧5-20mm，在较低的流速下(水＜0.3m/s，气＜6m/s)即出现喘流；

7.流体流态均匀，没有死角，不仅使k值大，又弱化了结垢，可实现在线免拆除垢，运行费用和维修费用都低。

发明内容

为了克服公知的管式余热锅炉的上述缺点，本发明提供了一种新型余热锅炉，它有蒸汽余热锅炉和热水余热锅炉两种结构形式，是由烟气进出口，烟气进出口配流室，螺旋板式换热芯，注水口，蒸汽出口，排污口，捕液滴器，液面计，安全阀，壳体，上下封头，冷/热水进/出口所组成，其特征在于：当作为蒸汽锅炉时，中心管同时起到下降管的作用，利用上下部弓形封板，使蒸汽压力由壳体承担，使烟气侧流道处于受外压状态，又在烟气侧流道设置翅片，烟气进出口配流室的盖板和隔板设置支撑件和筋板加强，以提高其稳定性；当作为热水锅炉时，烟气走平行于中心管的直道，烟气侧流道设置翅片，冷热水走螺旋道、两程。

附图说明

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的描述。

应说明，所述附图和实施例是用来说明本发明，并非用于限制本发明的范围。在阅读本发明后，如对本发明作各种改动或修改，都属于等价的改动或修改，同样包括于本申请所附权利要求书限定的范围内。