[发明专利]高效脱霾废热回收节能减排装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在电站锅炉、化工加热炉、生物质锅炉及工业窑炉的烟气余热回收的高效换热及除尘的装置，尤其是涉及一种在生物质锅炉的烟气含尘量大、含水量大的工艺条件下进行工作的高效脱霾废热回收节能减排装置。

背景技术

随着社会的不断发展，人类对不可再生能源的依赖性越来越高，环境的污染也日益严重。为了缓解环境以及社会发展的压力，生物质锅炉越来越受到一些企业的青睐，它不仅解决了不可再生能源危机的影响，也缓解了环境的压力。生物质锅炉的燃料来源是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、树皮等所有废弃的农作物，经粉碎混合挤压烘干等工艺，最后制成颗粒状燃料，甚至有的企业把颗粒状燃料再进一步转化成可燃性气体再燃烧。这种燃料不仅来源广泛、清洁，又能解决了缓解污染的问题。为了节省投资成本，一些企业在锅炉尾部的换热面往往采用了常规结构，由于场地条件限制或者设计者经验问题，这种普通结构的换热面由于得不到合理的设计应用，换热效率低而导致体积庞大，耗材量大。生物质锅炉的烟气中含有大量的烟尘，并且由于燃料中的水分过高导致烟气中含有大量的水蒸汽，给锅炉尾部的普通换热面造成磨损、堵灰，使得换热管磨损漏风，或者引风机出力不畅，进一步造成排烟温度虚低，形成恶性循环而导致尾部换热面失效。

为了避免这种情况的出现，锅炉不得不经常性停炉，打开尾部换热面进行清灰，或者维修、更换。这种经常性的维护不仅造成了企业维护费用的急剧增大的直接损失，而且由于企业停产造成了巨大间接损失。因此一种能够同时实现高效换热，又能够有效解决堵灰、磨损和除灰三大问题的设备是迫在眉睫的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的高效、堵灰、磨损和清灰等问题，而提供一种高效脱霾废热回收节能减排装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：高效脱霾废热回收节能减排装置，垂直安装与锅炉的尾部烟道，包括SP换热管、上管板、下管板、内筒体、螺旋板和外筒体，SP换热管内置于内筒体内，SP换热管的上端与上管板连接，下端与下管板连接；内筒体的上端与上管板的外圆连接，下端与膨胀节连接后再与下管板的外圆连接，膨胀节位于SP换热管与内筒体之间；内筒体的上段设有烟气进口管口，烟气进口管口延伸至外筒体外，内筒体的下段设有置于外筒体内的内筒体烟气出口管口；下管板连接有下管箱，下管箱设有延伸至外筒体外的空气进口管口，上管板连接有上管箱，上管箱设有空气出口管口；所述上管板、下管板、SP换热管及内筒体组成换热单元；螺旋板盘旋设置在内筒体的外壁，内筒体的上端与外筒体的上端通过封板及加强肋板连接在一起，外筒体的上段设有外筒体烟气出口管口，其下端连接有带除灰口的灰斗；所述内筒体、螺旋板、灰斗、外筒体组成脱霾单元。

SP换热管与内筒体之间采用膨胀节，可解决两者之间的高温膨胀差问题；内筒体与外筒体之间通过封板及加强肋板连接在一起，可解决两者之间的高温膨胀差问题；烟气自上而下通入内筒体内，并由内筒体烟气出口管口进入内筒体与外筒体之间的通道，最终从外筒体上部的外筒体烟气出口管口处流出，而空气则从下而上由SP换热管向向上，并从空气出口管口流出装置外部。本装置换热单元与脱离单元形成三维变空间的布置方式，而三维变空间指的是由于换热管的特殊形状使得管外的流道是横向多通道，纵向全空间，形成不同截面的管外三维空间不断改变，流体流动无死角，三维变空间的布置可使得装置把传统的碰撞流变为摩擦流，优化了烟气侧的流场，使流场更加合理均匀，在实现全逆流换热的同时又能解决了烟气对SP换热管的磨损，降低阻力损失。在同样的阻力损失下，可以大大提高流体流速，又从工艺手段上进一步提高了换热管的换热效率。螺旋板盘旋设置在内筒体的外壁，使得烟气能够沿着它的方向流动，利用离心力的原理，每旋转一周就把重的烟尘颗粒甩到外筒体的内壁面，受到重力作用的烟尘颗粒顺着外筒体的壁面或螺旋板集中掉落在灰斗，再经除尘口出去。脱霾单元的设置，使得烟气产生了剧烈的紊流，破坏了烟气靠近壁面的边界层流厚度，从换热机理上提高了换热管的换热效率，同时减少了换热管表面结垢的可能性。

所述烟气进口管口与内筒体相切。烟气进口管口与内筒体相切，可保证了烟气进入内筒体局部阻力小。

所述内筒体烟气出口管口设有第一导流板、第一上导流板、第一下导流板，第一导流板、第一上导流板、第一下导流板与内筒体构成导流腔体，第一导流板与内筒体相切。第一导流板、第一上导流板、第一下导流板的设置，可保证烟气从内筒体出来后能沿着内筒体外壁形成旋流。