一種熱管式降膜蒸發(fā)低溫余熱利用及水回收設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種余熱及水回收利用設(shè)備，具體涉及一種熱管式降膜蒸發(fā)低溫余熱利用及水回收設(shè)備，屬于節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國每年排放的約十億噸標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量的工業(yè)余熱大部分為低溫?zé)煔庥酂?，采用水作為朗肯循環(huán)工質(zhì)則效率較低，甚至無法回收。煙氣中含有的水分排放到大氣中也是構(gòu)成我國多“霧”天氣的一大原因，降低空氣透明度，影響人類生活環(huán)境。
[0003]現(xiàn)有的余熱回收設(shè)備一般采用管殼式換熱器回收煙氣余熱，但低溫?zé)煔庠诠軞な綋Q熱器中換熱系數(shù)較低。為了提高換熱效率，管殼式換熱器體積龐大，金屬耗材多。降膜蒸發(fā)使液體在管外表面形成均勻薄膜，且由于重力作用，未蒸發(fā)液體垂直落下，落到下一層管壁上繼續(xù)換熱，減少了工質(zhì)用量，提高了換熱效率。
[0004]熱管是具有特別高的導(dǎo)熱性能的傳熱元件。內(nèi)壁貼附絲網(wǎng)狀吸液芯，使工作液體在吸液芯內(nèi)不受位置的限制而移動(dòng)，且管內(nèi)為真空，表現(xiàn)為強(qiáng)傳熱性。
[0005]現(xiàn)有的有機(jī)朗肯循環(huán)熱力裝置一般為亞臨界參數(shù)、汽包式池沸騰生產(chǎn)蒸汽，發(fā)明專利CN201110371040.3和CN201110371010.2雖然采用熱管作為導(dǎo)熱元件，但是汽包式池沸騰所需工質(zhì)量很大，有機(jī)工質(zhì)價(jià)格昂貴(其噸成本在萬元左右)，造成了裝置投資較高；池沸騰所需過熱度一般在10°C以上才能保證蒸汽產(chǎn)量，而降膜蒸發(fā)的過熱度在2?3°C即可保證較高的蒸汽產(chǎn)量，擴(kuò)大了低溫余熱資源的利用范圍。
[0006]但如實(shí)用新型專利CN200720032022.1的現(xiàn)有技術(shù)雖然采用降膜蒸發(fā)原理進(jìn)行換熱，但結(jié)構(gòu)尺寸太過固定，使用不方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱管式降膜蒸發(fā)低溫余熱利用及水回收設(shè)備，該設(shè)備是一種造價(jià)低廉的高效低溫?zé)煔庥酂岷退厥赵O(shè)備，可將低溫余熱用于生產(chǎn)高品位的蒸汽，用于提供動(dòng)力、發(fā)電、制冷、供暖等并將煙氣中的水分冷凝回收。
[0008]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種熱管式有機(jī)工質(zhì)降膜蒸發(fā)低溫余熱利用設(shè)備，其中，包括煙道、熱管管組、蒸發(fā)室、儲(chǔ)液罐、收水管、收水罐、升壓栗、布液器、回流管、濾液器、主蒸汽管道、冷凝裝置和分散式控制裝置(DCS);熱管管組受熱端伸入煙道，熱管管組受冷端伸入蒸發(fā)室中；布液器設(shè)置在熱管管組受冷端上方，將有機(jī)工質(zhì)均勻布流至熱管管組最上排；；所述濾液器設(shè)在主蒸汽管道與蒸發(fā)室連接處，蒸發(fā)室中的蒸汽經(jīng)濾液器進(jìn)入主蒸汽管道，輸送至蒸汽利用裝置，乏汽經(jīng)冷凝裝置回流至儲(chǔ)液罐；所述蒸發(fā)室底部設(shè)回流管，所述回流管連接裝有有機(jī)工質(zhì)的儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐連接的升壓栗提供動(dòng)力將有機(jī)工質(zhì)輸入布液器；所述收水管布置在煙道中心位置，并在每層熱管管組下設(shè)有收水漏斗，煙道內(nèi)的水分經(jīng)熱管管組受冷端冷凝流入收水管，最終匯入收水罐；所述DCS控制裝置與工業(yè)生產(chǎn)線監(jiān)測控制裝置連接；在工業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定即煙氣流量發(fā)生波動(dòng)時(shí)，可通過調(diào)節(jié)旁路裝置來調(diào)節(jié)主回路的有機(jī)工質(zhì)流量，保證主蒸汽參數(shù)在所需的范圍內(nèi)(蒸汽溫度與設(shè)計(jì)值偏差< ±10°c);在主蒸汽管道上增設(shè)補(bǔ)汽口，提高了蒸汽供應(yīng)能力和設(shè)備調(diào)節(jié)能力。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種熱管式有機(jī)工質(zhì)降膜蒸發(fā)低溫余熱利用設(shè)備，其中，包括煙道、熱管管組、蒸發(fā)室、儲(chǔ)液罐、收水管、收水罐、升壓栗、布液器、回流管、濾液器、主蒸汽管道、冷凝裝置和分散式控制裝置(DCS);
[0011]其中
[0012]所述蒸發(fā)室呈環(huán)狀包圍在煙道外部；
[0013]所述熱管管組受熱端伸入煙道，熱管管組受冷端伸入蒸發(fā)室；
[0014]所述布液器設(shè)置在熱管管組受冷端上方，并與有機(jī)工質(zhì)管道相連，用于使有機(jī)工質(zhì)由布液器均勻布流至熱管管組的熱管上；
[0015]所涉濾液器設(shè)在蒸發(fā)室的最頂端并與主蒸汽管道相連接，用于將有機(jī)工質(zhì)受熱蒸發(fā)所形成的高品質(zhì)蒸汽輸送至所述冷凝裝置，以對(duì)該蒸汽進(jìn)行利用；
[0016]升壓栗用于將儲(chǔ)液罐內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)輸送到布液器。
[0017]所述熱管管組水平傾斜5?10°，有利于熱管管內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)，傳熱性能更好。
[0018]所述熱管管組分層且呈中心對(duì)稱布置，每層熱管管數(shù)可根據(jù)實(shí)際蒸發(fā)室尺寸和熱管結(jié)構(gòu)尺寸確定。
[0019]所述熱管管組表面設(shè)有細(xì)微網(wǎng)狀柵格，用于強(qiáng)化降膜換熱效率。
[0020]所述有機(jī)工質(zhì)一般為烷烴及其鹵化物、多甲基硅氧烷等有機(jī)物，300°C以下一般采用苯、戊烷、丁烷及其鹵化物等沸點(diǎn)較低的有機(jī)物。
[0021]作為優(yōu)選，所述熱管式有機(jī)工質(zhì)降膜蒸發(fā)低溫余熱利用設(shè)備還包括一由DCS控制裝置控制的旁路裝置。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:
[0023]1、由于采用了技術(shù)成熟的熱管作為導(dǎo)熱元件，增強(qiáng)了低溫?zé)煔馀c受熱面之間的換熱系數(shù)，減少熱阻，大大減少熱損，提高熱能利用，同時(shí)減少受熱面積，減小了工程造價(jià)。本適用于工業(yè)鍋爐、大量廢熱煙道、能量回收利用場合。
[0024]2、由于低沸點(diǎn)有機(jī)物的蒸發(fā)潛熱比水小很多，降低了蒸發(fā)段傳熱溫差損失和凝汽器冷凝熱損失，因此采用低沸點(diǎn)有機(jī)物作為工質(zhì)，可以提高循環(huán)效率。
[0025]3、鑒于低沸點(diǎn)有機(jī)物價(jià)格昂貴，汽包式的池沸騰蒸發(fā)裝置需要大量的有機(jī)工質(zhì)，本實(shí)用新型采用降膜蒸發(fā)的蒸發(fā)形式，使得加熱較為均勻，傳熱效率高，加熱時(shí)間短，大大減少對(duì)有機(jī)工質(zhì)的需求量，從而降低投資。
[0026]4、由于煙氣中會(huì)攜帶部分水蒸氣，本實(shí)用新型中熱管管組受冷端可冷凝部分水蒸氣，且熱管傾斜布置，有利于冷凝下來的水順管組流入收水漏斗中，最終回收至收水罐，可再利用，避免了水資源的浪費(fèi)。
[0027]5、本實(shí)用新型將DCS控制裝置與工業(yè)生產(chǎn)線控制與監(jiān)測裝置相連接，保證余熱回收設(shè)備與工業(yè)生產(chǎn)線數(shù)據(jù)與控制的聯(lián)動(dòng)。當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)線調(diào)整生產(chǎn)量時(shí)，煙氣量會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，DCS控制裝置通過聯(lián)動(dòng)獲得生產(chǎn)線生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測煙氣通道內(nèi)煙氣流量和溫度值，調(diào)節(jié)旁路閥門的開關(guān)，保證蒸發(fā)室內(nèi)的溫度和壓力在正常范圍內(nèi)，避免余熱回收設(shè)備對(duì)生產(chǎn)線造成不利影響。
[0028]本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為圖1中蒸發(fā)室A-A截面俯視圖；
[0031]圖3為本實(shí)用新型的收水管示意圖；
[0032]附圖標(biāo)記:
[0033]101煙氣入口 ； 102煙氣出口 ； 103煙道；
[0034]104熱管管組受 105熱管管組受 106密封板；
[0035]冷端；冷端；
[0036]107濾液器；108布液器；109收水管；
[0037]110收水罐；111蒸發(fā)室；112回流管；
[0038]113儲(chǔ)液罐；114升壓栗；115旁路裝置；
[0039]116蒸汽利用裝 117凝汽器；118輸液栗；
[0040]置；
[0041]119主蒸汽管道；120 DCS控制裝置 121生產(chǎn)線檢測控制
[0042]裝置；
[0043]122補(bǔ)氣口 ；123收水漏斗124粘結(jié)部分
[0044]125 流水口
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0046]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的熱管式降膜蒸發(fā)低溫余熱利用及水回收設(shè)備包括煙氣入口 101、煙氣