本發明涉及工業及民用余熱回收領域，具體是一種高效煙氣余熱回收熱力系統。

背景技術：

爐窯尾部排煙口溫度能達到700～800℃，經過預熱器(或省煤器)后實際煙氣溫度仍能達到200～350℃，為進一步吸收這部分余熱，在煙道內設置余熱回收裝置是十分經濟可行的方案，實踐證明，安裝余熱回收裝置后，排煙溫度能降至～150℃甚至更低，實現對煙氣余熱的高效回收。

目前常用的余熱回收裝置是一種光管式或帶有上、下集管的翅片管式換熱器，它以鍋爐給水為循環水，循環水由經循環泵加壓后在管內流過而煙氣由管外空間橫向流過。然而，現有技術中的缺點是：這種換熱器需要額外增設強制循環泵組，為管內的循環水提供動力，需單獨為每個循環回路分別設置流量調節閥門和配套管組，以及需要設置汽包收集及分離蒸汽，管路復雜且運行時耗費電能多。

有鑒于此，本發明人根據從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出一種高效煙氣余熱回收熱力系統，以期解決現有技術存在的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是在于提供一種高效煙氣余熱回收熱力系統，其節能性好，工作效率高，具有良好的回收余熱的功能，克服了現有技術的缺陷。

為此，本發明提出一種高效煙氣余熱回收熱力系統，包括：

至少一集管，具有用于容納液體和蒸汽的容納空間，所述集管設有一出口端；

換熱管束，所述換熱管束設置于煙氣流通通道內，其與所述集管相連通；

輸入主管線，其出口端通過一流體輸入支線與其中一所述集管相連通，所述輸入主管線上設置有一自動流量調節閥；

至少一流體輸出支線，所述流體輸出支線的數量與所述集管的數量相同，其一端與相對應的所述集管的出口端連通，其另一端與輸出主管線的入口端連通。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，還包括一輸出汽水分離器，所述汽水分離器設置于所述流體輸出主線上。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，所述輸入主管線上另連接有一第一手動閘閥，所述第一手動閘閥靠近所述自動流量調節閥入口端。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，所述輸入主管線上另連接有一第二手動閘閥，所述第二手動閘閥位于所述流體輸入支線的一端與所述自動流量調節閥的出口端之間。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，另設有一蒸汽管網和一給水管網，所述輸出主管線的出口端與蒸汽管網連接，所述輸入主管線的入口端與所述給水管網連接。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，另設有一能檢測所述輸入主管線內流體流量的流量孔板，所述流量孔板通過檢測管線與所述輸入主管線的出口端相連通。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，所述集管的數量為一個，其設有一入口端，所述入口端通過所述流體輸入支線與所述輸入主管線相連通。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，另設有一檢測回路，所述檢測回路的兩端對應與所述集管及所述輸出主管線相連通，所述檢測回路上設置有一能檢測所述流體輸出支線內流體的液位高度的液位變送器，所述液位變送器與所述自動流量調節閥電連接；

其中，所述換熱管束的入水口及出水口與所述集管相連通。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，所述集管的數量為兩個，其中一所述集管上設有一入口端，所述入口端通過所述流體輸入支線與所述輸入主管線相連通。

如上所述的高效煙氣余熱回收熱力系統，其中，另設有一檢測回路，所述檢測回路的兩端對應與另一所述所述集管及所述輸出主管線相連通，所述檢測回路上設置有一能檢測所述流體輸出支線內流體的液位高度的液位變送器，所述液位變送器與所述自動流量調節閥電連接；

其中，所述換熱管束的入水口與其中一所述集管相連通，其出水口與另一所述集管相連通。

本發明提供的高效煙氣余熱回收熱力系統，通過設置集管、換熱管束、輸入主管線、流體輸入支線以及流體輸出支線等，利用水和蒸汽的密度差實現流體的自然循環，不需要額外增設循環泵組及汽包，使得管道布置更加簡潔和緊湊，達到節能、回收煙氣余熱的目的，具有不需要動力、具有換熱效率高以及結構簡化的突出特點。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中：

圖1為本發明的高效煙氣余熱回收熱力系統的組成結構示意圖。

圖2為本發明的高效煙氣余熱回收熱力系統另一實施例的組成結構示意圖。

主要元件標號說明：

1 集管 11 出口端

12 入口端 2 換熱管束

21 入水口 22 出水口

3 輸入主管線 31 自動流量調節閥

32 第一手動閘閥 33 第二手動閘閥

34 流量孔板 341 檢測管線

4 流體輸入支線 5 流體輸出支線

6 輸出主管線 61 輸出汽水分離器

7 蒸汽管網 8 給水管網

9 檢測回路 91 液位變送器

具體實施方式

本發明提供一種高效煙氣余熱回收熱力系統，其包括：至少一集管，具有用于容納液體和蒸汽的容納空間，所述集管設有一出口端；換熱管束，所述換熱管束設置于煙氣流通通道內，其與所述集管相連通；輸入主管線，其出口端通過一流體輸入支線與其中一所述集管相連通，所述輸入主管線上設置有一自動流量調節閥；至少一流體輸出支線，所述流體輸出支線的數量與所述集管的數量相同，其一端與相對應的所述集管的出口端連通，其另一端與輸出主管線的入口端連通。本發明的高效煙氣余熱回收熱力系統，其節能性好，工作效率高，具有良好的回收余熱的功能，克服了現有技術的缺陷。

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明提出的高效煙氣余熱回收熱力系統的具體實施方式、結構、特征及功效，詳細說明如后。另外，通過具體實施方式的說明，當可對本發明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

圖1為本發明的高效煙氣余熱回收熱力系統的組成結構示意圖，其中，輸出主管線上的箭頭表示的是蒸汽的流動方向，煙氣流通通道內的箭頭表示的是煙氣的流動方向。

如圖1所示，本發明提出的高效煙氣余熱回收熱力系統，包括至少一集管1、換熱管束2、輸入主管線3、流體輸入支線4以及至少一流體輸出支線5，其中；

所述集管1具有用于容納液體和蒸汽的容納空間，其設有一出口端11；

所述換熱管束2，設置于煙氣流通通道(煙道)100內，其與所述集管1相連通，其中，對于換熱管束2，可根據實際需要選用，如在圖示中所示，優選為翼片管式換熱器，其具有多根豎向換熱管，豎向換熱底部兩兩聯通，以形成U形換熱管，并豎向設置于煙氣流通通道內，同時，在換熱管外設置翼片，形成翅片管狀結構，以增加換熱管束的熱交換面積，具有良好的換熱效果；

所述輸入主管線3的出口端通過所述流體輸入支線4與其中一所述集管1相連通，所述輸入主管線3上設置有一自動流量調節閥31，以根據工作情況自動調節所述輸入主管線3內的流量；

所述流體輸出支線5的數量與所述集管1的數量相同，其一端與相對應的所述集管1的出口端11連通，其另一端與輸出主管線6的入口端連通。

本發明在實際應用中，當水經所述輸入主管線3進入所述換熱管束2后，使所述集管1和所述換熱管束2內有循環水，會吸收煙氣流通通道100內氣體的熱量，即余熱煙氣流經所述換熱管束2時將循環水加熱，同時該循環水在飽和狀態下產生蒸汽，形成的蒸汽向上進入所述集管1，并通過所述流體輸出支線5以及輸出主管線6輸出，從而實現余熱回收的目的。換言之，在本發明中，通過將所述換熱管束2設置在煙氣流通通道100內，其內部注入的軟化給水吸收廢熱煙氣的余熱后變為汽水混合物，蒸汽由于比重輕被推向所述集管1的頂部，并由流體輸出支線5排出，之后，蒸汽經輸出主管線6后輸出，達到節能、回收煙氣余熱的目的。由此，本發明利用給水和蒸汽之間的密度差，可以實現流體的自然循環，使得所述換熱管束2內的流體為自然循環方式，不需要額外增設循環泵和單個回路流量調節閥組和汽包，使本發明的結構更加簡潔和緊湊，達到節能、回收煙氣余熱的目的本發明具有不需要動力、具有換熱效率高以及結構簡單的突出特點。

如圖1所示，還包括一輸出汽水分離器61，所述汽水分離器61設置于所述流體輸出主線6上。當蒸汽由所述流體輸出主線6經過所述汽水分離器61時，能夠減少輸出蒸汽的攜帶水量，提高蒸汽的利用效率。

較佳地，所述輸入主管線3上另連接有一第一手動閘閥32，所述第一手動閘閥32靠近所述自動流量調節閥31的入口端。由此，在作業時可以根據實際工況，適時打開或關斷所述輸入主管線3，方便實用。

進一步地，所述輸入主管線3上另連接有一第二手動閘閥33，所述第二手動閘閥33位于所述流體輸入支線4的一端與所述自動流量調節閥31的出口端之間。利用所述第二手動閘閥33與第一手動閘閥32相互配合，更便于對所述輸入主管線3的流量進行控制，同時，還便于對本發明中的保養維護。

如圖所示，另設有一蒸汽管網7和一給水管網8，所述輸出主管線6的出口端與蒸汽管網7連接，所述輸入主管線3的入口端與所述給水管網8連接。

其中，另設有一能檢測所述輸入主管線3內流體流量的流量孔板34，所述流量孔板34通過檢測管線341與所述輸入主管線3的出口端相連通。通過設置所述流量孔板34，并對所述輸入主管線3中的流量進行實時監測，可以避免因操作不當等原因導致實施流量不均，避免對后續的集管1、換熱管束2等造成損害。

請參見圖1，在圖示的結構中，所述集管1的數量為一個，其設有一入口端12，所述入口端12通過所述流體輸入支線4與所述輸入主管線3相連通。這樣，液體通過輸入主管線3、流體輸入支線4以及入口端12，進入所述集管1的容納空間，再向所述換熱管束2內流動。

進一步地，另設有一檢測回路9，所述檢測回路9的兩端對應與所述集管1及所述輸出主管線6相連通，所述檢測回路9上設置有一能檢測所述流體輸出支線5內流體的液位高度的液位變送器91，所述液位變送器91與所述自動流量調節閥31電連接，其中，所述換熱管束2的入水口21及出水口22與所述集管1相連通。在實際工作時，所述液位變送器91能監測所述流體輸出支線5以及所述集管10的液位高度，并實時傳輸至所述自動流量調節閥31，使得所述自動流量調節閥31能夠根據需要自動調節所述輸出主管線6的開度，從而精確控制輸入集管和流體輸出支線5之間的流體液位，確保使用安全可靠。需要指出的是，對于所述液位變送器91、所述自動流量調節閥31的具體結構、具體使用方法以及工作原理等，均為現有技術，在此不再贅述。比如，所述自動流量調節閥31可選用501G型套筒導向單座閥。

在本發明中，通過設置所述液位變送器91，并與所述自動流量調節閥31相配合，當所述液位變送器91檢測的液位信號傳輸到所述自動流量調節閥31后，使所述自動流量調節閥31能根據該液位信號來控制自身的開度大小，實現實時的流量調節，能精確控制所述集管1和流體輸出支線5之間的流體液位數值。

例如，將所述液位變送器91檢測流體集管1與輸出支線5之間的正常流體液位高度，設定值為L1。當實測的液位L2等于或高于設定值L1時，此時的所述換熱管束2不需要進行補水操作，此時所述自動流量調節閥31關閉；當液位L2小于設定值L1時，所述自動流量調節閥31打開，并對換熱管束2進行補水操作。也即，所述液位變送器91檢測實際流體液位L2，并將信號發送至所述自動流量調節閥31，以所述自動流量調節閥31自行控制其開度大小，從而調節輸入主管線3和流入換熱管束2中的流量，達到精確控制輸入集管1和換熱管束2內流體液位的目的。

圖2為本發明的高效煙氣余熱回收熱力系統另一實施例的組成結構示意圖，其中僅就與上述實施例之間的差異進行說明，并且相同或相似功能的元件采用了相同或相似的元件符號。

在其它實施方式中，所述集管1的數量不限于一個，比如，在圖2所示的結構中，所述集管1的數量為兩個，其中一所述集管1上設有一入口端12，所述入口端12通過所述流體輸入支線4與所述輸入主管線3相連通。

其中，如圖2所示，在該實施方式中，所述檢測回路9的兩端對應與另一所述所述集管1及所述輸出主管線6相連通，所述檢測回路9上設置有一能檢測所述流體輸出支線5內流體的液位高度的液位變送器91，所述液位變送器91所述自動流量調節閥31電連接，其中，所述換熱管束2的入水口21與其中一所述集管1相連通，其出水口22與另一所述集管1相連通。

在實際工作時，對于圖1、圖2中所示的所述換熱管束2，其數量也可不限定為1個，比如，可以沿所述集管1的長度方向，并列設置多個所述換熱管束2；實際組裝時，所述換熱管束2還可以沿橫向或圖示的縱向放置于煙氣流通通道100內。

需要說明的是，對于所述換熱管束2的換熱面積的多少及結構形式，還可根據煙氣溫度、給水溫度、蒸汽壓力和溫度等參數及煙道空間位置等進行計算和布置，使其熱交換面積達到最佳；另外，在實際組裝時，還可設置支撐組件，使支撐組件固定于煙氣流通通道100上方，并與所述換熱管束2連接，這樣，能保證在內壓及外壓的作用下，均能夠滿足換熱管束2的性能參數。

本發明提供的高效煙氣余熱回收熱力系統，通過給水和蒸汽的密度差實現流體的自然循環，可以不需要額外增設循環泵組，使管道布置更加簡潔和緊湊，達到節能、回收煙氣余熱的目的。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。