阅读说明：本技术 一种余热利用系统及方法 (Waste heat utilization system and method ) 是由 王红 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种余热利用系统,属于表面涂装行业领域。包括固化烘干炉的加热系统,还包括低温烘干炉的加热系统,低温烘干炉的加热系统的进气管和固化烘干炉的加热系统的废气排放管连接,低温烘干炉的加热系统的出气管连接有第一废气回流管道,第一废气回流管道的另一端连接有第二废气回流管道,第二废气回流管道的一端与外界空气连接,第二废气回流管道的另一端与固化烘干炉的加热系统的燃烧机的进口连接。本发明结构新颖,改造成本低,实用性强。本发明利用固化烘干炉的加热系统燃烧尾气首先作为低温烘干炉的加热热源,再作为固化烘干炉的加热系统燃烧机燃烧所用的空气的预热升温,既利用了高温废气,又降低了燃烧机预热燃烧所用的天然气。(The invention discloses a waste heat utilization system, and belongs to the field of surface coating industry. Heating system including solidification drying oven, still include the heating system of low temperature drying oven, the intake pipe of the heating system of low temperature drying oven and the exhaust emission union coupling of the heating system of solidification drying oven, the outlet duct of the heating system of low temperature drying oven is connected with first waste gas backflow pipeline, the other end of first waste gas backflow pipeline is connected with second waste gas backflow pipeline, the one end and the outside air of second waste gas backflow pipeline are connected, the other end of second waste gas backflow pipeline and the access connection of the heating system's of solidification drying oven combustor. The invention has novel structure, low modification cost and strong practicability. The tail gas burned by the heating system of the curing and drying furnace is firstly used as a heating source of the low-temperature drying furnace and then used for preheating and heating the air used for burning by the burner of the heating system of the curing and drying furnace, so that high-temperature waste gas is utilized, and the natural gas used for preheating and burning by the burner is reduced.)

一种余热利用系统及方法

技术领域

本发明涉及表面涂装行业技术领域，更具体的说是涉及一种余热利用系统及方法。

背景技术

目前行业中，涂装生产线上为了提高产品的表面质量，固化烘干炉的加热系统的加热系统一般采用间接加热，间接加热系统是在一个封闭的圆筒内燃烧，产生的热量通过圆筒外壁及散热管散发在固化炉内的空气中，燃烧产生的尾气通过尾气排放管高空排放。此天然气燃烧系统热量利用率底的原因主要是尾气温度过高，造成很大的能源浪费。

发明内容

为了解决现有的固化烘干炉的加热系统燃烧产生的尾气通过尾气排放管高空排放，造成很大的能源浪费的问题，本发明提供一种余热利用系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种余热利用系统，包括固化烘干炉的加热系统，还包括低温烘干炉的加热系统，低温烘干炉的加热系统的进气管和固化烘干炉的加热系统的废气排放管连接，低温烘干炉的加热系统的出气管连接有第一废气回流管道，第一废气回流管道的另一端连接有第二废气回流管道，第二废气回流管道的一端与外界空气连接，第二废气回流管道的另一端与固化烘干炉的加热系统的燃烧机的进口连接。

本发明结构新颖，实现起来不复杂，改造成本低，实用性强。本发明是一种利用含有高温的天然气燃烧尾气二级利用系统。首先固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气通过废气排放管送入旁边的低温烘干炉的加热系统，固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气一般超过250℃，通过低温烘干炉的加热系统内的换热管进行热交换，可以把250℃的烟气降低到160℃左右，这是第一阶段的利用。而在此之前，低温烘干炉也是需要单独的天然气燃烧加热系统来供热，现在有了换热管和固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气，就摒弃了低温烘干炉的天然气燃烧加热系统，直接利用固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气经过换热管换热即可满足低温烘干炉的使用要求。

经过一级利用后的160℃的烟气再通过与室外的新鲜空气混合，使新鲜空气从常温升至80℃，作为天然气燃烧所需的氧气，这是第二阶段的利用。即本发明利用固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气分为两个阶段利用起来，既满足了低温烘干炉的热源需求，使得低温烘干炉的加热系统不在使用传统的燃烧天然气加热，又将固化烘干炉的加热系统的燃烧机燃烧所用的空气的温度进行升高，即利用了高温废气，又节省了燃烧机预热燃烧所用的天然气。

进一步的，所述低温烘干炉的加热系统包括炉体、第一分气腔、第二分气腔和若干换热管，炉体内部设有换热腔，第一分气腔设置在换热腔内的一侧且与固化烘干炉的加热系统的废气排放管连接，第二分气腔设置在换热腔内的另一侧且与低温烘干炉的加热系统的出气管连接，换热管的两端分别和第一分气腔、第二分气腔连接。固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气一般超过250℃，通过第一分气腔分散到若干个换热管内，在聚集到第二分气腔内然后从低温烘干炉的加热系统的出气管流出。在这个过程中，每个换热管内的高温空气携带的热量由内往外辐射换热腔内的空气，实现温度的降低，而所述低温烘干炉的加热系统的炉体上设有进风口和出风口，且在出口风内设有风机，用于将换热腔内加热的空气鼓吹到低温烘干室内。便于换热腔内的空气进行更换，保持换热腔内的空气的低温性。每个换热管的换热系数是已知的，这样我们可以根据第一分气腔和第二分气腔的温差来计算出所需的换热管的根数。

进一步的，所述低温烘干炉的加热系统的出气管和第一废气回流管道通过三通接头连接，三通接头的另一端与大气相连通，与第二废气回流管道连接的第一废气回流管道的另一端内设有文丘里喷嘴，文丘里喷嘴通过真空泵实现启闭，真空泵连接有电磁阀，第二废气回流管道内设有温控探头，所述温控探头和电磁阀连接。在本实施例中，提供了一种自动控制且更加精确的余热利用系统，具体为，通过设置文丘里喷嘴，在真空泵的带动下，通过文丘里原理，根据燃烧机需求空气量，自动吸入第一废气回流管道内经过低温烘干炉的加热系统一次降温后的对应比例的热量，与新鲜空气进行混合。当温控探头检测到第二废气回流管道内的混合后的空气的温度达到固化烘干炉的加热系统的燃烧机所需的温度时，就控制电磁阀关闭真空泵，则停止吸入第一废气回流管道内的热量。当温度低于固化烘干炉的加热系统的燃烧机所需的温度时，则控制电磁阀开启真空泵，自动吸入第一废气回流管道内经过低温烘干炉的加热系统一次降温后的对应比例的热量，与新鲜空气进行混合，使第二废气回流管道内的混合后的空气的温度达到固化烘干炉的加热系统的燃烧机所需的温度。

本发明还提供了一种余热利用方法，具体步骤如下：

步骤1：固化烘干炉的加热系统燃烧生产的高温废气通过废气排放管输送到低温烘干炉的加热系统内；

步骤2：输送到低温烘干炉的加热系统内的高温废气经过低温烘干炉的加热系统内的第一分气腔分散到多个换热管内，然后再聚集到第二分气腔内，高温废气经过换热后变成次高温废气从低温烘干炉的加热系统的出气管流出；

步骤3：从低温烘干炉的加热系统的出气管流出的次高温废气经三通接头一部分排放到大气中，另一部分经过第一废气回流管道进入第二废气回流管道，与第二废气回流管道内的空气混合达到固化烘干炉的加热系统的燃烧机所需的空气的温度，送入固化烘干炉的加热系统的燃烧机内。

进一步的，在步骤3中，第一废气回流管道内的次高温废气进入到第二废气回流管道内是通过在第一废气回流管道内的端部设置的文丘里喷嘴、以及与文丘里喷嘴连接的真空泵实现的，并且通过在第二废气回流管道内设有温控探头，所述温控探头和控制真空泵启闭的电磁阀连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明结构新颖，实现起来不复杂，改造成本低，实用性强。本发明是一种利用含有高温的天然气燃烧尾气二级利用系统。本发明利用固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气分为两个阶段利用起来，本发明利用固化烘干炉的加热系统燃烧尾气首先作为低温烘干炉的加热热源，再作为固化烘干炉的加热系统燃烧机燃烧所用的空气的预热升温，既满足了低温烘干炉的热源需求，使得低温烘干炉的加热系统不在使用传统的燃烧天然气加热，又将固化烘干炉的加热系统的燃烧机燃烧所用的空气的温度进行升高，即利用了高温废气，又节省了低温烘干炉的加热系统燃烧天然气以及燃烧机预热燃烧所用的天然气。

附图说明

图1是本发明的一种余热利用系统的结构示意图。

图中标记：1-固化烘干炉的加热系统，2-炉体，3-换热腔，4-第一分气腔，5-废气排放管，6-第二分气腔，7-换热管，8-三通接头，9-第一废气回流管道，10-燃烧机，11-温控探头，12-电磁阀，13-文丘里喷嘴，14-第二废气回流管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1:

如图1所示，一种余热利用系统，包括固化烘干炉的加热系统1，还包括低温烘干炉的加热系统，低温烘干炉的加热系统的进气管和固化烘干炉的加热系统1的废气排放管5连接，低温烘干炉的加热系统的出气管连接有第一废气回流管道9，第一废气回流管道9的另一端连接有第二废气回流管道14，第二废气回流管道14的一端与外界空气连接，第二废气回流管道14的另一端与固化烘干炉的加热系统1的燃烧机10的进口连接。

本发明结构新颖，实现起来不复杂，改造成本低，实用性强。本发明是一种利用含有高温的天然气燃烧尾气二级利用系统。首先固化烘干炉的加热系统1的燃烧尾气通过废气排放管5送入旁边的低温烘干炉的加热系统，固化烘干炉的加热系统1的燃烧尾气一般超过250℃，通过低温烘干炉的加热系统内的换热管7进行热交换，可以把250℃的烟气降低到160℃左右，这是第一阶段的利用。而在此之前的现有技术中，低温烘干炉也是需要单独的天然气燃烧加热系统来供热，现在有了换热管7和固化烘干炉的加热系统的燃烧尾气，就摒弃了低温烘干炉的天然气燃烧加热系统，直接利用固化烘干炉的加热系统1的燃烧尾气经过换热管7换热即可满足低温烘干炉的使用要求。

经过一级利用后的160℃的烟气再通过与室外的新鲜空气混合，使新鲜空气从常温升至80℃，作为天然气燃烧所需的氧气，这是第二阶段的利用。即本发明利用固化烘干炉的加热系统1的燃烧尾气分为两个阶段利用起来，既满足了低温烘干炉的热源需求，使得低温烘干炉的加热系统不在使用传统的燃烧天然气加热，又将固化烘干炉的加热系统的燃烧机燃烧所用的空气的温度进行升高，即利用了高温废气，又节省了低温烘干炉的加热系统燃烧天然气以及燃烧机预热燃烧所用的天然气。

在本实施例中，所述低温烘干炉的加热系统包括炉体2、第一分气腔4、第二分气腔6和若干换热管7，炉体2内部设有换热腔3，第一分气腔4设置在换热腔3内的一侧且与固化烘干炉的加热系统1的废气排放管5连接，第二分气腔6设置在换热腔3内的另一侧且与低温烘干炉的加热系统的出气管连接，换热管7的两端分别和第一分气腔4、第二分气腔6连接。固化烘干炉的加热系统1的燃烧尾气一般超过250℃，通过第一分气腔4分散到若干个换热管7内，在聚集到第二分气腔6内然后从低温烘干炉的加热系统的出气管流出。在这个过程中，每个换热管7内的高温空气携带的热量由内往外辐射换热腔3内的空气，实现温度的降低，而所述低温烘干炉的加热系统的炉体2上设有进风口和出风口，且在出口风内设有风机，用于将换热腔(3)内加热的空气鼓吹到低温烘干室内。便于换热腔3内的空气进行更换，保持换热腔3内的空气的低温性。每个换热管7的换热系数是已知的，这样我们可以根据第一分气腔4和第二分气腔6的温差来计算出所需的换热管7的根数。

在本实施例中，所述低温烘干炉的加热系统的出气管和第一废气回流管道9通过三通接头8连接，三通接头8的另一端与大气相连通，与第二废气回流管道14连接的第一废气回流管道9的另一端内设有文丘里喷嘴13，文丘里喷嘴13通过真空泵实现启闭，真空泵连接有电磁阀12，第二废气回流管道14内设有温控探头11，所述温控探头11和电磁阀12连接。在本实施例中，提供了一种自动控制且更加精确的余热利用系统，具体为，通过设置文丘里喷嘴13，在真空泵的带动下，通过文丘里原理，根据燃烧机10需求空气量，自动吸入第一废气回流管道9内经过低温烘干炉的加热系统一次降温后的对应比例的热量，与新鲜空气进行混合。当温控探头11检测到第二废气回流管道14内的混合后的空气的温度达到固化烘干炉的加热系统1的燃烧机10所需的温度时，就控制电磁阀12关闭真空泵，则停止吸入第一废气回流管道9内的热量。当温度低于固化烘干炉的加热系统1的燃烧机10所需的温度时，则控制电磁阀12开启真空泵，自动吸入第一废气回流管道9内经过低温烘干炉的加热系统一次降温后的对应比例的热量，与新鲜空气进行混合，使第二废气回流管道14内的混合后的空气的温度达到固化烘干炉的加热系统1的燃烧机10所需的温度。通过温度探头自动开合电磁阀12保护燃烧机10，防止因故障吸入热量过高导致燃烧机10损坏。第一废气回流管道9内的多余的热量从三通接头8的另一端排放到大气中。

本发明还提供了一种余热利用方法，具体步骤如下：

步骤1：固化烘干炉的加热系统燃烧生产的高温废气通过废气排放管输送到低温烘干炉的加热系统内；

步骤2：输送到低温烘干炉的加热系统内的高温废气经过低温烘干炉的加热系统内的第一分气腔分散到多个换热管内，然后再聚集到第二分气腔内，高温废气经过换热后变成次高温废气从低温烘干炉的加热系统的出气管流出；

步骤3：从低温烘干炉的加热系统的出气管流出的次高温废气经三通接头一部分排放到大气中，另一部分经过第一废气回流管道进入第二废气回流管道，与第二废气回流管道内的空气混合达到固化烘干炉的加热系统的燃烧机所需的空气的温度，送入固化烘干炉的加热系统的燃烧机内。

优选的，在步骤3中，第一废气回流管道内的次高温废气进入到第二废气回流管道内是通过在第一废气回流管道内的端部设置的文丘里喷嘴、以及与文丘里喷嘴连接的真空泵实现的，并且通过在第二废气回流管道内设有温控探头，所述温控探头和控制真空泵启闭的电磁阀连接。

以100万大卡的天然气燃烧系统为例，所需的标况下空气为100*10000/8500*10*1.2＝1411m³/h，首先从250℃降低到160℃释放1411*1.293*1.003*(250℃-160℃)＝164691kj，相当于节省164691/8500/4.18＝4.63m³/h.(第一阶段)

其次160℃的烟气把燃烧所需的新鲜空气预热到80℃，可降低1411*1.293*1.003*(80℃-20℃)＝109793kj，相当于节省109793/8500/4.18＝3.09m³/h。一共可节省4.63+3.09＝7.72m³/h的天然气。(第一阶段)

1台100万大卡的燃烧系统一天可以节省7.72m³/h*24h*3元/m³＝555.84元/天。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。