[实用新型]桥式双流道热管余热回收装置

说明书

本实用新型涉及一种从排放的烟气中，利用热管回收余热来加热锅筒中的水，使水汽化产生蒸气的装置。

当前从工业生产过程排放的具有一定温度的烟气中回收余热来加热锅筒中的水，有采用鞍式热管换热器的装置。它是将热管光管段插入锅筒内并浸放于水中，而翅片管段置于烟气通道里，通过在锅筒壁上开孔，在两段中间由固定环将热管沿重力方向固定在锅筒壁上。

具有大量余热的烟气横向掠过热管的翅片管段，热量迅速传给管内的工质使它汽化，把大量的汽化潜热经光管段传给锅筒中的水，使水沸腾并产生大量的蒸气通过管道送出。

因为加热段利用了翅片管段，使烟气侧传热效率高，而此侧热管的长度由需要而定。

浸没于锅筒水中的热管的光管段，放出大量由翅片管段传来的汽化潜热，使水沸腾，整根热管只有中间一处与锅筒壁固定，两端均为自由端，消除了由于热胀而引起的热应力。

因热管本身具有超导性与均温性，采用它回收余热，热效率极高。

但这种鞍式结构，使热管翅片在烟气侧背向积灰严重，增加热阻，对传热不利；又因热管两端为自由端，热管本身全部重量均由锅筒壁承担，使锅筒开口处受力大，应力集中，锅筒在此处的强度与刚度大大降低，筒壁易变形，且欲加大热管数量以提高锅筒内蒸气蒸发量受到了限制。该种结构不适应脉冲式的热负荷，仅适应稳态的工况。

本实用新型是在保留鞍式热管余热回收装置的优点基础上，克服其存在的不足之处，采用桥式双流道结构而达到目的。本装置是由锅筒、热管，及“U”形烟气通道（包括中间灰筒）所组成。锅筒为园柱体，平行地面放置，其一端开孔进低温给水，上部开口输送蒸汽用。

热管的光管段与锅筒水平中心线倾斜，且分两组装入筒内，在两流道上由“U”形流道连通。装入长度以满足蒸发量为准。热管的翅片管段与光管段是一个整体。通由固定环固定在锅筒壁上，翅片轴线与烟气流方向垂直，翅片平面与烟气流向平行，翅片背风面上的灰尘受重力作用而下落，翅片管的尾端搭接在尾座上。“U”形通道的中下部设有落灰筒。

热管光管段前端为自由端，可任意伸长和缩短，不会由于热胀冷缩而导致筒壁的变形。锅筒内的水可在大空间进行池沸腾，对脉冲式的热负荷适应性强。

热管的翅片管段置于“U”形通道中，高温烟气垂直热管轴线方向横向掠过，形成了自吹灰结构，解决了翅片积灰问题。在整个“U”形通道的进气口段出气口段及中间连接段均采用不同截面积。烟气的流速沿整个“U”形通道都在改变（由引风机引出），进气口段及中间连通段截面积较大，烟气流速递减，至中间连通段烟气流速最低，有利于烟尘的沉落而进入灰筒中；此段烟气温度仍然较高，并不影响传热效率，去掉了烟尘的烟气继续反方向由下而上地进入了截面积较小Ⅱ区直通道，此时烟气流速变高，虽然烟气流温度比在Ⅰ区时低，但流速增加，强化了低温区的传热。

烟气在“U”形通道两边流向相反，一上一下。两组热管受力方向相反，大小相等，组合力作用在锅筒壁上；使动载荷几乎达到平衡，避免两组脉冲负荷所引起的系统共振现象发生。

热管翅片管段的末端搭在尾座上，大大减轻了锅筒开孔处的受力，锅筒的强度与刚度得到了提高。热管在锅筒上是分段装入的，不会因为孔过密而降低锅筒的强度与刚度。

实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出〔附图3〕〔附图4〕。

此装置在山东寿光化肥厂造气工段使用，锅筒〔1〕平放，安置在支点〔4〕、〔9〕上，并设低温给水口〔2〕和蒸汽出口〔3〕。热管束分两部份倾斜装入锅筒〔1〕中，光管段上部为自由端，以浸没于水面下为准。翅片管段置于烟气道进口〔10〕，出气口〔11〕的里边。整根热管是由焊在其上的固定环固定在锅筒壁的开孔处，使锅筒达到密封，翅片管末端搭接在尾座〔5〕、〔8〕上。热管与锅筒的垂直“纵向剖面成60°角，“U”形通道〔6〕为流线形，中间连有灰筒〔7〕，“U”形通道进气口〔10〕与烟道的直道部份的截面积大于出气口〔11〕和其连接的直道部份的截面积。

此装置对于脉冲式热负荷适应性强，对稳定流场效果更好。对排烟时间仅为21秒的烟气流，经双流道后，烟气温度由650℃迅速降到150℃，把造气炉排烟中的余热回收后，加热锅筒中的水，所产生的蒸汽除供造气生产用汽外，还有剩余。