一种固废焚烧炉散热回收装置

1.本发明涉及固废焚烧炉节能领域，尤其涉及一种固废焚烧炉散热回收装置。


背景技术：

2.现有固废焚烧窑炉外壳温度高，浪费了热能，为了节能减排，利用固废焚烧炉散热回收技术，可回收热量加热焚烧炉余热锅炉的供水，增加蒸汽产能，或用于热水供应和采暖，节省大量常规供热能源，不仅回收了热能，减少窑炉周围热辐射，改善工人操作环境，还满足减碳的要求。
3.目前我国窑炉筒体表面散热回收利用装置的主要特点是：1.窑筒体表面散热回收利用的效率不高；如申请号cn201721501789.4、名称为一种可以回收热量式的垃圾焚烧炉的专利申请中可知，为了强化管内水传热系数，通常提高水在管内的流速，将数根加热管串联设置，由于串联需要焊接弯头，管之间必须留有一定的间隙，曲回设计增大了占地面积，影响加热面的布置。
4.2.装置产生的热量品位不高；在散热回收管内，水与管壁的传热是管壁加热水，而水与管壁的传热热阻较大，因此增加了水与管壁的传热温差，影响了水温度的升高幅度，导致现有装置产生的热水热量品位不高。
5.3.窑筒体表面散热回收装置的设置，提高了窑炉表面温度，减少了窑炉筒体强度。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题：在于解决现有问题，提供热回收效果好、管内水与管壁的传热系数高，热回收面积大的固废焚烧炉散热回收装置。
7.本发明提供如下技术方案：一种固废焚烧炉散热回收装置，包括设置在焚烧炉外壳外的加热管；所述加热管内通过隔板将加热管内管分成外加热管和内加热管；所述隔板上设有通孔；所述外加热管一端连通进水母管，另一端封闭；所述内加热管一端连通回水母管，另一端封闭；所述进水母管内流体流入所述外加热管后，经通孔进入所述内加热管后回流至所述回水母管。
8.进一步的，所述加热管沿所述焚烧炉外壳长度方向布置，若干组所述加热管沿所述焚烧炉外壳圆周方向均匀排列，组成设置在所述焚烧炉外壳外侧的加热管排。
9.进一步的，所述进水母管和回水母管分设在所述焚烧炉外壳两侧。
10.进一步的，所述焚烧炉外壳外端面设有外壳翅片圈；所述外壳翅片圈包括若干均匀排列的翅片。
11.进一步的，所述外加热管远离所述焚烧炉外壳端设有保温层。
12.进一步的，所述加热管盘通过加热管排支撑圈固定在加热管支撑脚上。
13.进一步的，所述外加热管封闭端靠近所述回水母管；所述内加热管封闭端靠近所
述进水母管。
14.进一步的，所述进水母管和回水母管均为环形，与所述焚烧炉外壳同心。
15.进一步的，所述回水母管出水端设有储水箱；所述储水箱位置高于所述加热管排的最高点。
16.本发明与现有技术相比的有益效果：1.本发明采用进水母管、回水母管，焊接加热管时，先剖开母管，在母管侧可方便地焊接紧靠着的一组加热管，大大减少加热管间的间隙，与现有加热管布置相比，在相同的窑炉表面积的情况下，可以增加布置一倍以上的加热面。
17.2. 加热管紧靠焚烧炉外壳布置，增加焚烧炉外壳表面散热回收面积；为增加加热管面积，本发明的加热管布置方式为并联布置，加热管内流速较低，传热系数小，为克服此缺点，发明了特殊的水流装置，从进水母管流进加热管的外加热腔，通过小孔流到内加热腔，再流到回水母管，一方面，设置中小孔导致进水截面积减少，可提高了外加热腔流体到内加热腔的流速；同时，由于管内水流动流态为层流，水与管壁间的传热系数与流速成正比关系，所以提高流速，可以提高传热系数约40%，相同传热量时，节省传热管道约40%。
18.3.为减少焚烧炉向外环境自然传热或辐射传热，将焚烧炉散热尽可能全部用于加热热水，背向焚烧炉外壳面的外加热管外侧设有保温层，采用保温措施进一步减少热能损耗。
附图说明
19.图1为本发明的整体结构示意图；图2为图1中a-a剖面图；图3为本发明中加热管的具体结构示意图；图4为图1中c-c剖面图；图5为图1中d-d剖面图；图6为本发明中进水母管与回水母管的整体结构示意图；图7为本发明中进水母管与回水母管间的流体流动示意图；图8为本发明中进水母管与回水母管的流体整体进出的流向示意图。
20.图中箭头方向，为流体流动方向。
具体实施方式
21.为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实例中的附图，对本发明中的技术方案进行更加清楚，完整地描述。
22.如图1图3示出了本发明的具体实施方式：包括设置在焚烧炉外壳3外的加热管61；焚烧炉外壳3外端面设有外壳翅片圈4；外壳翅片圈4包括若干均匀排列的翅片。加热管61内通过隔板5将加热管内管分成外加热管62和内加热管63；外加热管62远离焚烧炉外壳3端设有保温层8。进水母管2和回水母管10分设在焚烧炉外壳3两侧。隔板5上设有通孔51；外加热管62一端连通进水母管2，另一端封闭；内加热管63一端连通回水母管10，另一端封闭；进水母管2内流体流入外加热管62后，经通孔51进入内加热管63后回流至回水母管10。外加热管62封闭端靠近回水母管10；内加热管63封闭端靠近进水母管2。进水母管2和回水母管10均
为环形，与焚烧炉外壳3同心。回水母管10出水端设有储水箱12；储水箱12位置高于加热管排6的最高点。加热管61沿焚烧炉外壳3长度方向布置，若干组加热管61沿焚烧炉外壳3圆周方向均匀排列，组成设置在焚烧炉外壳3外侧的加热管排6。加热管盘6通过加热管排支撑圈7固定在加热管支撑脚13上。
23.其中，加热管排6与焚烧炉外壳3间隔50mm至200mm。
24.由于中间焚烧炉外壳温度较高，热量通过辐射传到水流管壁，通过管壁再传给水，因此将这个受辐射的传热面称为辐射受热面。辐射受热管，面向焚烧炉外壳的叫辐射受热面，为减少辐射受热管向外环境自然传热或辐射传热，尽可能全部用于加热热水，背向焚烧炉外壳面的辐射受热管采用保温措施。
25.流体从进水母管1进入到进水母管2，进水母管2呈环形结构，与焚烧炉外壳3同心；流体通过进水母管2，流入加热管排6中每个加热管61的外加热管62；处于外加热管62的流体，通过加热管61内的隔板5的通孔51，流体快速流入内加热管63，并对加热管61的辐射受热面进行撞击传热；经过内加热管63换热后，流入回水母管10内，通过出水口进入储水箱12内，储水箱12的最下端可以与进水母管1相连，循环加热储水箱12内的水，到一定温度后可以进行利用。
26.储水箱12位置高于加热管排6的最高点，控制储水箱12的液位，确保每个加热管61内充满水，以保护加热管排6的安全稳定运行。
27.如图6所示，本发明采用进水、回水母管，焊接加热管时，先剖开母管，在母管侧可方便地焊接紧靠着的一组加热管，大大减少加热管间的间隙，与现有加热管布置相比，在相同的窑炉表面积的情况下，可以增加布置一倍以上的加热面。
28.其次，本发明采用特殊的水流动设计，提高管内流体与管壁的传热系数。
29.为增加加热管面积，本发明的加热管布置方式为并联布置，加热管内流速较低，传热系数小，为克服此缺点，发明了特殊的水流装置，如图7所示，从进水母管流进加热管的外加热管62，通过小孔流到内加热管63，再流到回水母管，一方面，设置中间隔板，截面积减少一半，流速增加一倍；管内水流动流态为层流，水与管壁间的传热系数与流速成正比关系，所以提高流速，可以提高传热系数约40%，相同传热量时，节省传热管道约40%。
30.另一方面，设置通孔51，使得流入内加热管63的水流直接撞击辐射受热面，同时扰动内加热管63的水流状态。
31.通过该设计，大大提高了管内水与辐射受热面的传热系数。
32.最后，焚烧炉外壳3上加装一组翅片短而稀的外壳翅片圈4， 减少了窑炉表面温度，同时大大增加了窑炉筒体强度。
33.如图8所示，在焚烧炉外壳3通过螺栓连接的方式加装外壳翅片圈4，大大增加了焚烧炉外壳受热面，可降低焚烧炉外壳的温度，补偿焚烧炉由于设置散热回收装置造成的表面温度升高而导致的炉体强度下降。
34.由于热量是从焚烧炉外壳传出来的，不加外壳翅片圈4时，传热面积就是焚烧炉外壳3的面积，增加外壳翅片圈4，热量可以从外壳翅片圈4向受热面辐射，显而易见地增加了传热面积。此处采用传热面积比较好，一般来说，散热表示浪费掉的热。
35.相同传热量条件下，传热系数相同，传热面积增加，传热温差减少，也就是说：焚烧炉外壳与辐射受热面间的温差减少，辐射受热面温度受水温度控制，通常保持一个确定温
度，因此焚烧炉外壳3与辐射受热面间的温差减少，就是减少了焚烧炉外壳温度。
36.上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。