[发明专利]一种组合式余热回收装置

说明书

一种组合式余热回收装置，属于换热器技术领域，以解决现有的废热锅炉或蒸汽过热器结构复杂，材料利用率不高的问题。本发明包括设备本体，设备本体包括前管箱、过热段前管板、过热段、过热段后管板、中间腔、蒸发段前管板、蒸发段、蒸发段后管板、后管箱和两组换热直管，前管箱上设有管程入口，后管箱上设有管程出口，过热段前管板和过热段后管板之间及蒸发段前管板和蒸发段后管板之间分别设有一组换热直管，且过热段的管程与蒸发段的管程相通。本发明结构紧凑，将两至三台设备的功能高度集成在一台设备中，减少了设备之间的连接管道，减少了管道的沿程阻力，降低了管道材料的使用，占地面积更小，节约成本。

技术领域

本发明涉及一种组合式余热回收装置，属于换热器技术领域。

背景技术

在化工领域中，余热回收一直是提高厂区热效率的重要措施之一。许多的工艺流程，如变换、氨合成等，其化学反应均为可逆的放热反应，会产生高温的工艺气，由于可逆反应无法彻底进行，因此工艺气需要进行冷却、分离，并再次进入反应设备进行循环反应。

高温工艺气在冷却过程中，为了提高厂区热效率，需要通过余热回收装置来对工艺气中的热量进行回收利用，此部分热量可以用来副产中压蒸汽或者过热蒸汽。以氨合成工艺为例，其反应器出口的工艺气一般在450℃左右，经过冷却后的工艺气温度在260℃左右，工艺气再经过分离，重新返回反应器内进行反应。一般的氨合成厂都采用两台设备，一台蒸汽发生器产生饱和蒸汽，一台蒸汽过热器对蒸汽发生器产生的饱和蒸汽进一步加热，产生过热蒸汽。这两台设备均为U形管式换热器，高温工艺气先经过蒸汽过热器，再经过蒸汽发生器，两台设备通过管线连接。但目前设备有以下不足：

1、蒸汽过热器大多采用镍基换热管，材料昂贵，而蒸汽过热器的尾部U管段大多受结构限制无法参与换热，导致原材料的浪费。并且U形管本身的制造成本也更高。

2、蒸汽过热器采用U形管，管程需要采用分程结构，为便于检修需采用可拆式结构，由于入口气温度高，为保护设备，还需要设置隔热结构，导致管箱内件结构复杂，制造、安装、检修较为困难。为了便于内件的拆卸，管箱需采用平盖的结构，造成材料的浪费。

3、废热锅炉大多采用喷泉布管或围棋交叉布管的方式，结构复杂。由于喷泉布管或围棋交叉布管结构，导致管箱内件的结构也较为复杂，需要设置假管板等一系列的辅助结构，实现该功能，导致管箱内件结构复杂，制造、安装、检修较为困难。为了便于内件的拆卸，管箱需采用平盖的结构，造成材料的浪费。

4、废热锅炉的喷泉布管，换热管弯曲半径和直管段长度各异，给换热管制造和设备的制造都带来很大的难度。

5、有一些废热锅炉或蒸汽过热器采用刺刀管结构，该结构极为复杂，且刺刀管多为三层套管，材料利用率不高。

发明内容

本发明为了解决现有的废热锅炉及蒸汽过热器结构复杂，材料利用率不高的问题，而提供一种组合式余热回收装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种组合式余热回收装置,包括设备本体，设备本体包括前管箱、过热段前管板、过热段、过热段后管板、中间腔、蒸发段前管板、蒸发段、蒸发段后管板、后管箱和两组换热直管，前管箱上设有管程入口，后管箱上设有管程出口，过热段前管板和过热段后管板之间及蒸发段前管板和蒸发段后管板之间分别设有一组换热直管，且过热段的管程与蒸发段的管程相通，过热段上设有壳饱和蒸汽入口和过热蒸汽出口，蒸发段上设有给水入口和饱和蒸汽出口，蒸发段的饱和蒸汽出口通过管路与过热段的饱和蒸汽入口相连通。

优选地，设备本体的蒸发段上设有汽包，汽包内设有丝网除沫器，饱和蒸汽出口位于汽包顶部。

优选地，设备本体的过热段上设有过热段膨胀节。

优选地，设备本体的蒸发段上设有蒸发段膨胀节。