一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器

    技术2025-03-23  40


    本技术涉及废气余热回收,具体为一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器。


    背景技术:

    1、换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间能量传递的节能设备,是使得热量较高温度的流体传递到较低温度的流体。

    2、在燃气发电机运行的过程中,会产生大量的废气余热,这些热量如果直接排出到大气中,不仅造成了能源的浪费,也加重了环境的负担,可以将该部分热量通过换热器转移到进入热电联产系统的前期冷水中,回收大部分热量,由此开发出了多种换热器,用于回收和再利用燃气发电机废气余热,目前市面上所生产的换热器大多分为两种,一种是板式换热器,这是最典型的间壁式换热器,在市场上占据着主导地位,但是其体积较大,换热效率低,更换胶条价格昂贵,对于大型发电机产生的废气余热不能进行高效的回收,另一种是管壳式换热器,其管束的设计可以大大提高回收的效率,回收大部分的热量,有着较高的使用可靠性,对于长时间的使用,其性能也不会下降,同时产生的废气中含有杂物,如果不进行及时的清洁,可能对换热效率产生影响。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于提供一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为了解决上述技术问题,本实用新型提供如下技术方案:

    3、一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:换热器包括主体机构、控制机构和除杂机构,主体机构和控制机构连接,主体机构和除杂机构连接,主体机构包括壳体,壳体内设有换热腔,除杂机构置于换热腔内,主体机构包括壳体,壳体上设置换热腔,除杂机构置于换热腔内。

    4、在换热器中,主体机构中的壳体为整个换热器的换热场所,燃气发电机所产生的废气余热通过进气管道进入到壳体中,对换热管中的水进行换热,控制机构控制进水管道和出水管道的进出水,还对换热管中的水进行温度的检测,通过设置导流管和导气管对到达温度的水进行直接输送出去,以及对于温度未达到的水,将废气传递到出水管道口处,对即将排出的水进行直接的加热,由于燃气发电机产生的废气余热中含有一定的杂质,在进入到壳体中进行换热时,其杂质会进行沉降,掉落到换热腔内壁的底部,此时需要除杂机构对换热腔内壁底部的杂质进行清理。

    5、主体机构包括进气管道、出气管道、进水管道、出水管道、换热管和支撑座,壳体和支撑座紧固连接,壳体竖向截面为圆柱状,进水管道和出水管道设置在壳体尾端,壳体靠近进水管道、出水管道的一端为尾端,进气管道设置在壳体远离尾端的侧面,进气管道和换热腔连通,出气管道设置在靠近尾端的侧面,出气管道和进气管道沿着壳体两侧交错设置,换热管设置在换热腔内,换热管进水口和进水管道连接,换热管出水口和出水管道连接,换热管为设置在换热腔内部的弯折的金属管,换热管内流体流动方向的竖向截面为“g”字型,出水管道位于换热管内层,进气管道和控制机构连接,出水管道和控制机构连接,换热管和控制机构连接,支撑座和除杂机构连接。

    6、壳体作为整个换热器换热的场所,进水管道和出水管道设置在壳体的同一尾端,和换热腔内部的换热管连接,水通过进水管道进入到换热管中,进气管道和出气管道分别设置在壳体的两侧,燃气发电机所产生的废气余热从进气管道进入到换热腔中,对换热管中的水进行换热操作,换热管在换热腔内为g字型排布,由于燃气发电机产生的废气余热在进入到换热腔中时,换热腔内的温度会大大升高,但是靠近换热腔壁面处的气体由于热损,因此温度会低于换热腔中间的温度,换热管的g字型排布,在水进入到换热管中时,先进入到的是g字型的外围,即换热管中的水升高的温度较低,在水继续前进进入到g字型内圈时,内圈温度高于外围温度,因此会对换热管中的水进行二次加热,在温度达到设定的排出温度时通过出水管道排出,燃气发电机产生的废气余热在由进气管道进入到换热腔进行完换热操作后,通过出气管道排出。

    7、控制机构包括第一流量调节阀、第二流量调节阀、第一温度传感器、第二温度传感器、导流管和导气管,第一流量调节阀和进水管道连接,第二流量调节阀和出水管道连接,第一温度传感器和换热管紧固连接,第一温度传感器设置在换热管靠近出水口的/处 ,第二温度传感器和换热管紧固连接,第二温度传感器设置在换热管出水口处,导流管一端和换热管靠近出水口的/处连通,导流管远离换热管的一端和出水管道连通,导气管一端和进气管道连通,导气管远离进气管道的一端通向出水管道处的换热管,导气管管道口导气方向朝向换热管。

    8、在控制机构中,第一流量调节阀对进水管道进行控制,对水的进入进行控制,第二流量调节阀和出水管道连接,对换热完成的水的排出进行控制,第一温度传感器设置在换热管靠近出水口的3/4处 ,由于每次进入换热腔中的废气余热的温度不固定,因此换热管中的水流升温的温度也不固定,因此在换热管靠近出水口的3/4处 设置一个第一温度传感器,对换热管中的水进行第一次的温度检测,同时导流管设置在第一温度传感器后方,导流管和换热管连接处设有旋转可动的截止板,直接导通到出水管道处,若第一温度传感器检测到水流达到排出温度,则驱动截止板从导流管口旋转到换热管口,换热管中的水通过导流管直接导通到出水管道排出,若第一温度传感器检测到水流未达到排出温度,则水流顺着换热管继续前进,水继续升温,第二温度传感器设置在换热管靠近出水管道处,对即将排出的水进行第二次的温度检测,导气管将进气管道的废气余热传递到换热管靠近出水管道处,对换热管中的水进行加温操作,若温度达到排出温度,则直接排出,若温度未达到排出温度,则导气电机驱动导气气泵将进气管道的废气余热通过导气管传递到换热管靠近出水管道处,对该部分水进行加温操作,温度达到排出温度后,导气管停止送气,水通过出水管道排出。

    9、除杂机构包括除杂电机、除杂气泵、除杂管道和除杂喷嘴,除杂电机和换热腔内壁底部紧固连接,除杂气泵和换热腔内壁底部紧固连接,除杂气泵输入端和除杂电机输出端连接,除杂管道一端和除杂气泵连接,除杂管道远离除杂气泵的一端和除杂喷嘴连接。

    10、在除杂机构中,在燃气发电机产生的废气余热通过进气管道进入到换热腔中后,由于废气余热中本身含有杂质,因此在进入到换热腔中后,其杂质会沉降到换热腔内壁底部,此时就需要除杂机构对换热腔内壁底部进行除杂操作,除杂电机对除杂气泵进行驱动,除杂气泵不需要利用外界空气进行除杂,直接利用换热腔中的废气,通过除杂管道,由除杂喷嘴将气体喷出,朝向换热腔内壁底部,利用气体对换热腔内壁底部进行除杂。

    11、与现有技术相比,本实用新型所达到的有益效果是:本实用新型在启动后,燃气发电机产生的废气余热从进气管道进入到换热腔内,第一流量调节阀开启,水从进水管道进入到换热管中,由于换热管在换热腔内为g字型排布,因为当燃气发电机产生的废气余热在进入到换热腔中时,换热腔内的温度会大大升高,但是靠近换热腔壁面处的气体由于热损,因此温度会低于换热腔中间的温度,换热管的g字型排布,在水进入到换热管中时,先进入到的是g字型的外围,即换热管中的水升高的温度较低,在水继续前进进入到g字型内圈时,内圈温度高于外围温度,因此会对换热管中的水进行二次加热,当水流到整个换热管靠近出水口的3/4处时,该位置设置有一个第一温度传感器,对流经该处的水进行第一次的温度检测,若第一温度传感器检测到水流达到排出温度,则驱动截止板从导流管口旋转到换热管口,换热管中的水通过导流管直接导通到出水管道排出,若第一温度传感器检测到水流未达到排出温度,则水流顺着换热管继续前进,水继续升温,在水流到换热管靠近出水管道处时,该位置设有第二温度传感器,对即将排出的水进行第二次的温度检测,导气管将进气管道的废气余热传递到换热管靠近出水管道处,对换热管中的水进行加温操作,若温度达到排出温度,则第二流量调节阀打开,水直接排出,若温度未达到排出温度,则导气电机驱动导气气泵将进气管道的废气余热通过导气管传递到换热管靠近出水管道处,对该部分水进行加温操作,温度达到排出温度后,导气管停止送气,水通过出水管道排出,废气余热从进气管道进入后由出气管道排出,同时换热腔内壁底部设有除杂机构对废气余热中沉降的杂质进行除杂操作。


    技术特征:

    1.一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述换热器包括主体机构(1)、控制机构(2)和除杂机构(3),所述主体机构(1)和控制机构(2)连接,所述主体机构(1)和除杂机构(3)连接,所述主体机构(1)包括壳体(11),所述壳体(11)内设有换热腔(111),所述除杂机构(3)置于换热腔(111)内。

    2.根据权利要求1所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述主体机构(1)包括进气管道(12)、出气管道(13)、进水管道(14)、出水管道(15)、换热管(16)和支撑座(17),所述壳体(11)和支撑座(17)紧固连接,所述壳体(11)竖向截面为圆柱状,所述进水管道(14)和出水管道(15)设置在壳体(11)尾端,所述壳体(11)靠近进水管道(14)、出水管道(15)的一端为尾端,所述进气管道(12)设置在壳体(11)远离尾端的侧面,所述进气管道(12)和换热腔(111)连通,所述出气管道(13)设置在靠近尾端的侧面,所述出气管道(13)和进气管道(12)沿着壳体(11)两侧交错设置。

    3.根据权利要求2所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述换热管(16)设置在换热腔(111)内,所述换热管(16)进水口和进水管道(14)连接,所述换热管(16)出水口和出水管道(15)连接,所述进气管道(12)和控制机构(2)连接,所述出水管道(15)和控制机构(2)连接,所述换热管(16)和控制机构(2)连接,所述支撑座(17)和除杂机构(3)连接。

    4.根据权利要求3所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述控制机构(2)包括第一流量调节阀(21)、第二流量调节阀(22)、第一温度传感器(23)、第二温度传感器(24)、导流管(25)和导气管(26),所述第一流量调节阀(21)和进水管道(14)连接,所述第二流量调节阀(22)和出水管道(15)连接,所述第一温度传感器(23)和换热管(16)紧固连接,所述第一温度传感器(23)设置在换热管(16)靠近出水口的3/4处 ,所述第二温度传感器(24)和换热管(16)紧固连接,所述第二温度传感器(24)设置在换热管(16)出水口处。

    5.根据权利要求4所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述导流管(25)一端和换热管(16)靠近出水口的3/4处连通,所述导流管(25)远离换热管(16)的一端和出水管道(15)连通,所述导气管(26)一端和进气管道(12)连通,所述导气管(26)远离进气管道(12)的一端通向出水管道(15)处的换热管(16),所述导气管(26)管道口导气方向朝向换热管(16)。

    6.根据权利要求5所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述除杂机构(3)包括除杂电机(31)、除杂气泵(32)、除杂管道(33)和除杂喷嘴(34),所述除杂电机(31)和换热腔(111)内壁底部紧固连接,所述除杂气泵(32)和换热腔(111)内壁底部紧固连接,所述除杂气泵(32)输入端和除杂电机(31)输出端连接,所述除杂管道(33)一端和除杂气泵(32)连接,所述除杂管道(33)远离除杂气泵(32)的一端和除杂喷嘴(34)连接。

    7.根据权利要求6所述的一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,其特征在于:所述换热管(16)为设置在换热腔(111)内部的弯折的金属管,所述换热管(16)内流体流动方向的竖向截面为“g”字型,所述出水管道(15)位于换热管(16)内层。


    技术总结
    本技术公开了一种燃气发电机废气余热回收制热水用换热器,换热器包括主体机构、控制机构和除杂机构,主体机构和控制机构连接,主体机构和除杂机构连接,主体机构和除杂机构连接,主体机构包括壳体,壳体上设置换热腔,除杂机构置于换热腔内,主体机构包括壳体,壳体上设置换热腔,除杂机构置于换热腔内,主体机构包括进气管道、出气管道、进水管道、出水管道、换热管和支撑座,壳体和支撑座紧固连接,壳体竖向截面为圆柱状,壳体内设有换热腔,进水管道和出水管道设置在壳体尾端,壳体靠近进水管道、出水管道的一端为尾端,进气管道设置在壳体远离尾端的侧面。

    技术研发人员:周渝皓,胡萧,朱祖超
    受保护的技术使用者:浙江理工大学
    技术研发日:20240304
    技术公布日:2024/10/24
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