CN101216266B - 废气废热回收热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废气废热回收热交换器，包括换热器和导流器；换热器包括换热器壳体和波形换热片；换热器壳体为上下两个端面敞口的长方体结构；波形换热片层叠在一起，固定在换热器壳体内；在相邻波形换热片间留有气体通道，气体通道的进输出口设置在敞口的一面上；导流器包括导流器箱体和通道隔板；通道隔板间相互平行设置，固定在导流器箱体内，将导流器箱体内空间分隔为废气通道和助燃气体通道；导流器设置在换热器的进输出口处；废气通道和助燃气体通道相互间隔设置。该热交换器具有体积小、质量轻、结构简单等优点，不仅单位体积的换热效率大幅提升，能将废气废热就地消化，而且可靠性强，节能环保，有益于工矿企业的推广应用。
Description
技术领域
本发明属于废气废热回收器械领域，具体涉及一种燃烧式的锅炉、工业炉废气与助燃气体之间能量交换的废气废热回收热交换器。
背景技术
现有的应用于废气废热回收的热交换器存在以下几个缺点：1、回收热量的主要利用方式：生成热水或加热燃料，使其在加热设备连续工作的情况下，系统回收的能量难于最大限度的消化；2、现有应用于废气与助燃气体之间进行能量交换的此类热交换器，因体积大、重量大，结构和工艺复杂，维护困难，回收效率与体积比不是很理想从而降低了经济性，限制了其实用性和技术推广程度。
另外，采用空气来进行废热回收时，一般均设置有换热片和导热片配合使用的结构。这种结构，导热片虽然增加了散热面积，但同时也产生了热滞效应，大大限制了废热回收效率的提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种废气废热回收热交换器，该热交换器不仅单位体积的换热效率大幅提升，能将废气废热就地消化，而且可靠性强，节能环保，有益于工矿企业的推广应用。
为能达到上述发明目的，所采用的技术方案是：一种废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器包括换热器和导流器；所述换热器包括换热器壳体和波形换热片；所述换热器壳体为上下两个端面敞口的长方体结构；所述波形换热片层叠在一起，固定在换热器壳体内；在相邻所述波形换热片间留有气体通道，气体通道的进输出口设置在敞口的一面上；所述导流器包括导流器箱体和通道隔板；所述通道隔板间相互平行设置，固定在导流器箱体内，将导流器箱体内空间分隔为废气通道和助燃气体通道；所述导流器设置在换热器的进输出口处；所述废气通道和助燃气体通道相互间隔设置，废气通道上端敞口，助燃气体通道两侧至少一侧设置为敞口结构；所述导流器箱体与换热器向连接的一端面敞口设置。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述波形换热片在平行或垂直于气体方向上均匀设置有换热片加强筋，所述换热片加强筋和波形换热片为一体结构。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器相互并联或串联。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器的气体通道总截面积不小于废气风管截面积和助燃气体风管接面积之和。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器外部设置有一开放式的用于将热交换器固定在设备上或风管上的保温外壳。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器的气体输入口处设置有为气体提供空气动力的风泵。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述导流器的四个气体输入输出口处各设置一个用于节能系统的调试和在一些环境及工况参数发生改变时均能找到理想的工作点的暖通风阀。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述导流器的气体输入输出口的风阀处设置有用于指示气流压差的引出气管接头。
按照本发明提供的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器采用重量轻、导热及传热效率高、耐高温的材料制作。
本发明所提供的废气废热回收热交换器具有以下优点：1、采用将回收能量就地消化(加热助燃气体)，解决了回收能量消化难的困境；2、针对性强，主要应用于燃烧式的锅炉、工业炉设备的废气能量回收，将该类设备的节能系统体积做到最小化，同时使该应用领域系统的设计、设备的制造、计改工程的实施、系统的调试以及系统的后期运行维护都更加简单和便捷，另外，体积缩小的同时回收效率却并未因此降低，相反还可以得到一定程度的提高；3、节能环保，采取预先对助燃气体进行加热，能提高燃烧温度，使燃料的燃烧更加充分、利用率更高、用量更少，同时能减少有害气体的排放；4、该废气废热回收热交换器建设周期短，在技改实施中对正常生产的影响小。
附图说明
图1是本发明提供的废气废热回收热交换器的工作原理图；
图2是本发明提供的废气废热回收热交换器的导流器的结构图；
图3是本发明提供的废气废热回收热交换器的换热器的外部结构图；
图4是本发明提供的废气废热回收热交换器的换热器的内部结构图；
图5是本发明提供的废气废热回收热交换器的波形换热片结构图。
其中，1、换热器；101、换热器箱体；102、波形换热片；1021、换热片加强筋；2、导流器；201、废气通道；202、助燃气体通道；203、通道隔板；204、导流器箱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
本发明的基本工作原理是通过本发明提供的废气废热回收热交换器回收燃烧后废气热量对助燃气体进行预先加热，由于预热后的助燃气体携带一定的热量进入锅炉、工业炉，从而降低燃烧所需要的燃料量。同时，由于废气被用于对助燃气体进行预热，因而废气中的热损失也得到降低，从而达到环保节能的目的。另外，预热后多余的助燃气体可以对产品进行预热，也可以对设备补充热量，从而降低生产所需要的燃料量。
图1是本发明提供的废气废热回收热交换器的工作原理图。如图所示，一种废气废热回收热交换器，包括一个换热器1和两个导流器2；导流器2分别设置在换热器1的气体进出口处的两端。使用时，废气由下方导流器2的废气输入口处进入，经换热器1和导流器2，从上方导流器2的废气输出口处排出；助燃气体由上方导流器2的助燃气体输入口处进入，经换热器1和导流器2，从下方导流器2的助燃气体输出口处排出。
使用时，根据废气的排放风管的设置以及废气排放速度，可选择使用的热交换器数量。废气的排放风管口径大而废气排放速度小时，可将多个热交换器并联使用，以提高热交换器的处理能力；废气的排放风管口径小而废气排放速度大时，可将多个热交换器串联使用，以提高热交换器的废热回收率。另外，根据风管的设计、施工环境以及废热回收要求，亦可选择将多个热交换器并联或串联使用。
图2是本发明提供的废气废热回收热交换器的导流器的结构图。如图所示，所述导流器2包括导流器箱体204和通道隔板203；所述通道隔板203间相互平行设置，固定在导流器箱体204内，将导流器箱体204内空间分隔为废气通道201和助燃气体通道202；所述废气通道201和助燃气体通道202相互间隔设置，废气通道201上端敞口，助燃气体通道202两侧至少一侧设置为敞口结构；所述导流器箱体204与换热器1向连接的一端面敞口设置。
图3是本发明提供的废气废热回收热交换器的换热器的外部结构图；图4是本发明提供的废气废热回收热交换器的换热器的内部结构图；图5是本发明提供的废气废热回收热交换器的波形换热片结构图。如图所示，所述换热器1包括换热器壳体101和波形换热片102；所述换热器壳体101为上下两个端面敞口的长方体结构；所述波形换热片102层叠在一起，固定在换热器壳体101内；在相邻所述波形换热片102间留有气体通道，气体通道的进输出口设置在敞口的一面上，所述波形换热片102在气体流向上均匀设置有换热片加强筋1021。
本发明所提出的热交换器的模块化设计以及热交换部分的结构设计对热交换器的制作、废气废热回收系统的设计、系统的安装调试以及后期的运行维护均作了仔细的考虑。
另外，可在热交换器外部设置一开放式的且被固定在设备或风管上的保温外壳，该保温外壳除具备保温功能外同时对热交换器起稳定支撑的作用，使热交换器容易安装、拆卸，从而便于维护、更换，降低节能系统的后期运行维护费用；考虑到换热片承受的压力有一定的限度，在导流器的侧背面设置有引出的气管接头，用于节能系统调试时指示相临通道内气流的压差，指示两路气流通过热交换器时的前后压差，为节能系统运行以及维护提供依据；热交换器的四个气体输入输出口处各安装一个暖通风阀，便于节能系统的调试和在一些环境及工况参数发生改变时均能找到理想的工作点；考虑到在气流通道上增加了热交换器后气流阻力也相应有所增加，故此，在助燃气体进入热交换器前以及废气通道中都应设置有风泵提供空气动力；热交换器的总通风截面应不小于原来的风管截面，另外整个热交换器还可以设计成能完全分解的形式，就不需要焊接；所述热交换器采用重量轻、导热及传热效率高、耐高温的材料制作，例如铝板等。
Claims (9)
1.一种模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器包括换热器模块(1)和导流器模块(2)；所述换热器模块(1)包括换热器壳体(101)和波形换热片(102)；所述换热器壳体(101)为上下两个端面敞口的长方体结构；所述波形换热片(102)层叠在一起，固定在换热器壳体(101)内；在相邻所述波形换热片(102)间留有气体通道，气体通道的进输出口设置在敞口的一面上；所述导流器模块(2)包括导流器箱体(204)和通道隔板(203)；所述通道隔板(203)间相互平行设置，固定在导流器箱体(204)内，将导流器箱体(204)内空间分隔为废气通道(201)和助燃气体通道(202)；所述导流器模块(2)设置在换热器模块(1)的进输出口处；所述废气通道(201)和助燃气体通道(202)相互间隔设置，废气通道(201)上端敞口，助燃气体通道(202)两侧至少一侧设置为敞口结构；所述导流器箱体(204)与换热器模块(1)相连接的一端面敞口设置。
2.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述波形换热片(102)在平行或垂直于气体方向上均匀设置有换热片加强筋(1021)，所述换热片加强筋(1021)和波形换热片(102)为一体结构。
3.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器相互并联或串联。
4.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器的气体通道总截面积不小于废气风管截面积和助燃气体风管接面积之和。
5.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器外部设置有用于将热交换器固定在设备上或风管上的保温外壳。
6.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器的气体输入口处设置有为气体提供空气动力的风泵。
7.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述导流器模块(2)的四个气体输入输出口处各设置一个用于节能系统的调试和在一些环境及工况参数发生改变时均能找到理想的工作点的暖通风阀。
8.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述导流器模块(2)的气体输入输出口的风阀处设置有用于指示气流压差的引出气管接头。
9.根据权利要求1所述的模块化设计的废气废热回收热交换器，其特征在于：所述热交换器采用重量轻、导热及传热效率高、耐高温的材料制作。
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