一种全预混冷凝式换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全预混冷凝式换热装置，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件，所述高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内；高温换热装置为由中低温烟气分区隔板与若干高温管翅式换热单元配合形成的第一环状结构，燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于第一环状结构内。本发明专利技术结构紧凑，显著强化了烟气换热，有效提高了换热效率，避免了烟气所携带的固体颗粒堵塞高温管翅式换热单元的间隙和冷凝水滴落对设备性能和寿命与可靠性的影响，保证了长期运行换热的稳定性；同时高温换热装置由若干高温管翅式换热单元组合成弧状结构，有效提高了板材的利用率，减低了生产成本，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种全预混冷凝式换热装置
本专利技术涉及热交换设备
，特别涉及一种全预混冷凝式换热装置。
技术介绍
现有全预混冷凝热交换器最常用于壁挂炉等热交换装置，混合燃气燃烧产生的高温烟气穿过全预混冷凝热交换器，对流经全预混冷凝热交换器中的水进行加热，高温烟气被降温直至冷凝，加热后的水再流入壁挂炉中被热交换器使用。现有全预混冷凝热交换器主要有盘管式全预混冷凝热交换器和圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器两种结构。现有一种盘管式全预混冷凝热交换器，包括外壳和逐层盘绕的环形的换热管，换热管多为扁管或者圆管的结构，换热管分为轴向布置的两组，即高温烟气盘管式换热管组件和烟气冷凝盘管式换热管组件，高温烟气盘管式换热管组件和烟气冷凝盘管式换热管组件置于外壳内，外壳上设有进气口和出气口，预混合后的燃气从进气口进入高温烟气盘管式换热管组件内设置的燃烧头内并燃烧，燃烧产生的高温烟气从内向外径向穿过高温烟气盘管式换热管组件的盘管式换热管之间的间隙，在此过程中，高温烟气与高温烟气盘管式换热管组件内的水进行热交换，高温烟气从内向外径向穿过高温烟气盘管式换热管组件之后经降温被吸热后混合为中温烟气；中温烟气再从烟气冷凝盘管式换热管组件的外围从外向内径向穿过烟气冷凝盘管式换热管组件的盘管式换热管之间的间隙，在此过程中，中温烟气与烟气冷凝盘管式换热管组件内的水进行热交换，中温烟气从外向内径向穿过烟气冷凝盘管式换热管组件之后经降温减湿被吸热后混合为低温烟气；冷凝换热后的低温烟气从烟气冷凝盘管式换热组件的内环经外壳内的烟道从外壳上设置的出气口流出盘管式全预混冷凝热交换器。上述现有盘管式全预混冷凝热交换器技术的缺点在于：换热管多为扁管或者圆管结构，烟气与盘管式换热管进行换热的表面为光滑换热表面，烟气热传递效果较差，换热效率较低；为了提高换热性能通常采用小间隙，一般间隙在大约0.7mm左右，这样极易造成烟尘堵塞烟气流道，粘附的烟尘进一步加剧堵灰的进程，影响了换热管预先设计的阻力的平衡，造成换热器无法均匀地进行换热，降低了换热效率，而直接粘附在管壁上的固体颗粒物还具有酸性，会腐蚀换热管，影响换热管的工作寿命；高温烟气在与盘管式换热管换热时的温度降在1000℃左右，烟气平均流速也变化巨大，这也造成烟气在进入高温烟气盘管式换热管组件的流动阻力较大，而在流经高温烟气盘管式换热管组件的后部的流速十分低而使得其换热较差；另外，在低负荷运行式，高温烟气与高温烟气盘管式换热管组件换热也可能会产生冷凝，由于结构紧凑性的要求使得高温烟气盘管式换热管组件通常为卧式安装，这样高温烟气盘管式换热管组件中的产生的部分冷凝水会滴落到燃烧器的燃烧头上，长期运行会造成燃烧头损坏和降低燃烧性能，同时换热管间隙处留存和向下滴落的冷凝水也严重影响了换热性能并加速烟尘等堵塞烟气流道的问题。现有另外一种圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器，包括外壳和轴向布置的两组翅片管换热组件，即高温烟气圆盘翅片管换热组件和烟气冷凝圆盘翅片管换热组件，高温烟气圆盘翅片管换热组件和烟气冷凝圆盘翅片管换热组件置于外壳内，外壳上设有进气口和出气口，预混合后的燃气从进气口进入高温烟气圆盘翅片管换热组件内设置的燃烧头内并燃烧，燃烧产生的高温烟气从内向外径向穿过高温烟气圆盘翅片管换热组件的圆盘翅片之间的间隙，在此过程中，高温烟气与高温烟气圆盘翅片管换热组件内的水进行热交换，高温烟气从内向外径向穿过高温烟气圆盘翅片管换热组件之后经降温被吸热后混合为中温烟气；中温烟气再从烟气冷凝圆盘翅片管换热组件的外围从外向内径向穿过烟气冷凝圆盘翅片管换热组件的翅片之间的间隙，在此过程中，中温烟气与烟气冷凝圆盘翅片管换热组件内的水进行热交换，中温烟气从外向内径向穿过烟气冷凝圆盘翅片管换热组件之后经降温减湿被吸热后混合为低温烟气；冷凝换热后的低温烟气从烟气冷凝圆盘翅片管换热组件的内环经外壳内的烟道从外壳上设置的出气口流出圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器。上述现有圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器技术，烟气与高温烟气圆盘翅片管换热组件和烟气冷凝圆盘翅片管换热组件进行换热，是采用圆盘翅片式，烟气换热性能明显强于盘管式全预混冷凝热交换器；翅片间隙一般在1.7-2.7mm之间，烟尘堵塞烟气流道的问题也明显改善。但其它盘管式全预混冷凝热交换器存在的问题依然存在：高温烟气在与圆盘翅片管式换热管换热时的温度降在1000℃左右，烟气平均流速也变化巨大，这也造成烟气在进入高温烟气圆盘翅片管式换热管组件的流动阻力较大，而在流经高温烟气圆盘翅片管式换热管组件的后部的流速较低而使得其换热较差；在低负荷运行式，高温烟气与高温烟气圆盘翅片管式换热管组件换热也可能会产生冷凝，由于结构紧凑性的要求使得高温烟气圆盘翅片管式换热管组件通常为卧是安装，这样高温烟气圆盘翅片管式换热管组件中的产生的冷凝水会部分滴落到燃烧器的燃烧头上，长期运行会造成燃烧头损坏和降低燃烧性能，同时换热管翅片间留存和向下滴落的冷凝水也严重影响了换热性能并使得烟尘等很容易堵塞烟气流道，粘附的烟尘进一步加剧堵灰的进程，影响了换热管预先设计的阻力的平衡，造成换热器无法均匀地进行换热，降低了换热效率，而直接粘附在管壁上的固体颗粒物还具有酸性，会腐蚀换热管和翅片，影响其工作寿命。另外，尽管圆盘翅片管式全预混冷凝热交换器的高温烟气圆盘翅片管换热组件和烟气冷凝圆盘翅片管换热组件的圆盘翅片采用大小翅片进行套裁，但其套裁翅片的无效边角料达40%左右，翅片的带材的材料有效利用率有待于提高；高温烟气圆盘翅片管换热组件和烟气冷凝圆盘翅片管换热组件的圆盘翅片采用大小翅片进行套裁，其空间布置的紧凑性也存在不足。
技术实现思路
本专利技术是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种全预混冷凝式换热装置，其高温换热装置、冷凝换热装置结构和布局更加紧凑，有效降低了材料成本和生产费用，显著强化烟气换热，明显改善烟尘堵塞烟气流道的不足，明显提高换热效率和运行可靠性，降低制造成本。为实现上述目的，本专利技术提供一种全预混冷凝式换热装置，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件，所述高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内；所述外壳内设置有容置空间，根据烟气的流动及热量分布，将容置空间划分为高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区，所述外壳设置有与低温烟气区相连通的烟气出口；所述高温换热装置包括中高温烟气分区隔板与若干高温管翅式换热单元，若干所述高温管翅式换热单元相配合形成弧状结构，所述中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处并与弧状结构配合形成第一环状结构，该第一环状结构环绕高温烟气区的外沿设置，将高温烟气区与中温烟气区分隔；所述燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于高温换热装置的第一环状结构内；所述冷凝换热装置位于中温烟气区与低温烟气区之间，包括一个或者一个以上的冷凝单元，所述冷凝单元为具有冷凝换热管的管式或者管翅式换热结构；燃烧器组件燃烧产生高温烟气，高温烟气与高温换热装置热交换后转换为中温烟气，进入中温烟气区，然后与冷凝换热装置进行热交换后转换为低温烟气，进入低温烟气区，最后从烟气出口排出。进一步设置为：所述外壳内还设置有中低温烟气分区隔板组件，所述中低温烟气分区隔板组件和冷凝换热装置或者中低温烟气分区隔板组件、冷凝换热装置和外壳的内壁配合形成第二环状结构，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件，所述高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内；所述外壳内设置有容置空间，根据烟气的流动及热量分布，将容置空间划分为高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区，所述外壳设置有与低温烟气区相连通的烟气出口；所述高温换热装置包括中高温烟气分区隔板与若干高温管翅式换热单元，若干所述高温管翅式换热单元相配合形成弧状结构，所述中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处并与弧状结构配合形成第一环状结构，该第一环状结构环绕高温烟气区的外沿设置，将高温烟气区与中温烟气区分隔；所述燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于高温换热装置的第一环状结构内；所述冷凝换热装置位于中温烟气区与低温烟气区之间，包括一个或者一个以上的冷凝单元，所述冷凝单元为具有冷凝换热管的管式或者管翅式换热结构；燃烧器组件燃烧产生高温烟气，高温烟气与高温换热装置热交换后转换为中温烟气，进入中温烟气区，然后与冷凝换热装置进行热交换后转换为低温烟气，进入低温烟气区，最后从烟气出口排出。

【技术特征摘要】
1.一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，包括外壳、高温换热装置、冷凝换热装置和燃烧器组件，所述高温换热装置和冷凝换热装置径向分布在外壳内；所述外壳内设置有容置空间，根据烟气的流动及热量分布，将容置空间划分为高温烟气区、中温烟气区和低温烟气区，所述外壳设置有与低温烟气区相连通的烟气出口；所述高温换热装置包括中高温烟气分区隔板与若干高温管翅式换热单元，若干所述高温管翅式换热单元相配合形成弧状结构，所述中高温烟气分区隔板设置在弧状结构的弧口处并与弧状结构配合形成第一环状结构，该第一环状结构环绕高温烟气区的外沿设置，将高温烟气区与中温烟气区分隔；所述燃烧器组件燃烧产生的高温烟气位于高温换热装置的第一环状结构内；所述冷凝换热装置位于中温烟气区与低温烟气区之间，包括一个或者一个以上的冷凝单元，所述冷凝单元为具有冷凝换热管的管式或者管翅式换热结构；燃烧器组件燃烧产生高温烟气，高温烟气与高温换热装置热交换后转换为中温烟气，进入中温烟气区，然后与冷凝换热装置进行热交换后转换为低温烟气，进入低温烟气区，最后从烟气出口排出。2.根据权利要求1所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述外壳内还设置有中低温烟气分区隔板组件，所述中低温烟气分区隔板组件和冷凝换热装置或者中低温烟气分区隔板组件、冷凝换热装置和外壳的内壁配合形成第二环状结构，所述第二环状结构环绕设置在第一环状结构的外侧，将中温烟气区与低温烟气区分隔。3.根据权利要求2所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述中低温烟气分区隔板组件与外壳之间设置有冷凝水导流槽。4.根据权利要求2所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述中低温烟气分区隔板组件包括第一隔板，所述第一隔板的一侧或者两侧设置有供烟气流过的烟气过口。5.根据权利要求1所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述冷凝换热装置与高温换热装置中的介质水相连通并与烟气逆流换热。6.根据权利要求1所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述弧状结构为圆弧状或者椭圆弧状或者折线弧状或者多点拟合弧状。7.根据权利要求5所述的一种全预混冷凝式换热装置，其特征在于，所述高温换热装置的第一环状结构的形状为圆形、椭圆形或者多边形。8.根据利要求1所述的一种全预混冷凝式换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟继安，戴丁军，卓宏强，孙旭光，胡旭，
申请(专利权)人：宁波市哈雷换热设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33