[发明专利]一种窑炉余热利用装置

说明书

本发明公开了一种窑炉余热利用装置，其包括至少两节连接在一起的换热件，换热件的壳体包括套设在一起的外壳和内壳，外壳与内壳之间形成为烟气通道，外壳的中轴线沿第一轴线方向延伸，在烟气通道内设置有两个换热管组，每个换热管组均呈环状布置，内壳的内腔封闭；每个换热管组至少具有一根换热管，换热管沿第一轴线方向往复折返延伸，换热管的两端伸出外壳后形成为冷媒进口和冷媒出口，两个换热管组套设在一起。由于在每节换热件内均设置了两个换热管组，烟气在烟气通道内流过时，通过热传导和辐射、对流的方式将热能传递给冷却管组中的冷却水，能够有效地吸收烟气中的热能，将烟气温度降低到200℃左右。

技术领域

本发明涉及一种窑炉余热利用装置。

背景技术

在玻璃纤维生产线中，窑炉烟气高达1300℃。目前较为常见的处理方法为，高温烟气通过金属换热器进行热交换后排出，再进行废气处理。此种处理方式需要的高温烟气管道较长，换热器安装在车间上方的井架上，而不锈钢高温烟气管道及井架的造价较高，无形中增加了项目的建设成本。此外，经换热器冷却后的烟气温度仍高达500℃左右，还需要掺入大量的冷风，才能使烟气温度降到废气处理前的200℃左右，大量的烟气余热未得到有效的回收利用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种窑炉余热利用装置，其包括至少两节连接在一起的换热件，每一换热件均包括一壳体，该壳体包括一呈筒状的外壳和一呈筒状的内壳，该外壳套设在该内壳的外周，该外壳与内壳之间形成为烟气通道，该外壳的中轴线沿第一轴线方向延伸，在该烟气通道内设置有两个换热管组，每个换热管组均呈环状布置，该内壳的内腔封闭；

每个换热管组至少具有一根换热管，换热管沿第一轴线方向往复折返延伸，换热管的两端伸出外壳后分别形成为冷媒进口和冷媒出口，两个换热管组套设在一起。具体地，在冷媒进口和冷媒出口均安装有控制阀。本申请中的窑炉余热利用装置用于对玻璃纤维生产线中的窑炉烟气进行处理。

本申请中，多节换热件构成烟气通道，由于在每节换热件内均设置了两个换热管组，烟气在烟气通道内流过时，烟气通过热传导和辐射、对流的方式将热能传递给冷却管组中的冷却水，冷却水吸收烟气中的热能后成为热水或蒸汽后用于其它用途。由于烟气通道由多节换热件组成，将烟气沿流动路径分为若干段，每节换热件中的冷却水均与烟气具有较大的温差，能够有效地吸收烟气中的热能，并可以对每节换热件中的冷却水的温度进行单独控制，可以根据具体的需要来生产热水或蒸汽。

目前，传统的换热器，无论是冷却水与烟气进行逆流换热还是顺流换热，冷却水与烟气的温差会逐渐缩小，降低换热效率，而且无法大规模地安装换热器，只能在某一段烟道上安装换热器，而且只能生产热水。而在本申请中，烟气通道由换热件构成，可以根据烟气温度降低的具体要求来设置相应数量的换热件，以将烟气温度降低到设定的温度。利用本申请，无需掺入冷风，就可以较为方便地将烟气温度降低到200±10℃，以便烟气能够顺利地达到废气处理前的温度要求。

由于每节换热件的换热管的冷媒进口和冷媒出口均伸出外壳，因此可以在冷媒进口和冷媒出口安装控制阀，方便地对每根换热管的流量进行控制，当某根换热管发生泄漏时，可以将该换热管临时关闭，不会对烟气的正常流体和换热造成影响，等到计划停车时，再对泄露的换热管进行维修或更换。而在目前，当换热器发生泄漏时，就需要停止换热器的使用，无法回收烟气余热，需要临时停车对换热器进行检修，或停用换热器，直到计划停车时，再对换热器进行维修。

进一步，为便于换热管组的安装，两个换热管组分别称为第一换热管组和第二换热管组，其中第一换热组抵靠在内壳的径向外侧、并环绕在内壳的径向外侧，第二换热管组抵靠在外壳的径向内侧、并环绕在外壳的径行内侧。

进一步，为减少烟气在烟气通道内流动时，产生较大的流速变化，产生额外的压力消耗，内壳与外壳同轴设置。该设计能够使烟气通道呈环状，烟气在流经烟气通道内时，不会由于烟气通道的流通面积的变化而产生流速变化，从而造成压力消耗。