CN102519278A - 一种从含尘酸性气体中回收热量的换热器 - Google Patents

Abstract

一种从含尘酸性气体中回收热量的换热器，换热器含进口烟道、出口烟道、螺旋翅片管出口集箱、螺旋翅片管人口集箱、螺旋翅片管。在螺旋翅片管上部设有带喷淋孔的碱液喷淋管，在碱液喷淋管的上方覆盖流线型防磨盖板。碱液喷淋管下面为螺旋翅片管，螺旋翅片管为ND钢轧制的整体型螺旋翅片管，在螺旋翅片管的表面镀搪瓷层。通过碱液喷淋管定期向换热器内喷洒NaOH溶液或者自然循环锅炉汽包的碱性排污水，中和换热器螺旋翅片管表面的酸性物质成分，从而抑制酸性垢的蓄积和长大。螺旋翅片管采用整体轧制型，翅片和基管之间有圆滑过渡，流线型好，有利于清灰和防止磨损。采用本技术的换热器具有传热效率高、使用寿命长的优点。

Description

一种从含尘酸性气体中回收热量的换热器

技术领域

本发明涉及一种能从含尘酸性气体中回收热量的换热器，特别是从125℃以下低温锅炉尾气中回收热量的换热器，属于电站和工业锅炉节能领域。

背景技术

火电厂的电站锅炉、给工业企业供蒸汽或者热水的工业锅炉一般都安装了除尘系统和脱硫系统。除尘系统主要为静电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器等。脱硫系统大部分采用石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫系统设置在除尘系统的下游，除尘后的烟气进入脱硫系统进行脱硫。

在锅炉设计时，为避免空气预热器的腐蚀，锅炉的排烟温度均高于露点温度，一般在125℃以上，对于贫煤和无烟煤锅炉，锅炉排烟温度设计值通常为140℃左右，高水分褐煤的锅炉排烟温度通常在150℃左右。如果煤中的硫含量高，则排烟温度会更高。烟气经过除尘器后温度会有所降低，根据除尘设施不同温降也不同。为了保证湿法的脱硫效率和系统的安全性，一般要求进入脱硫系统的温度在80～90℃。

如上所述，从锅炉排放进入除尘器之前的烟气温度140℃左右，蕴涵着大量能量，但从防腐蚀角度考虑，又属于低温气体，并且此低温气体含有大量烟尘和酸性气体。从脱硫角度考虑，还希望将此低温气体温度降得更低些，保证较高的脱硫效率和节约水资源，因而这里存在两种需求：一是回收低温烟气的余热，二是降低进入脱硫设施的烟气温度。现有技术为实现这两种需要主要面临着两大难题：一是回收余热的换热器的腐蚀问题，二是回收余热的换热器的堵灰问题。中国专利(CN 101936522A)公开了一种电站低低温省煤器，为了解决受热面布置和腐蚀的问题，采用了螺旋翅片管受热面，翅片管采用ND钢(09CrCuSb)制作。中国专利(CN 101737766A)公布了一中水媒式锅炉排烟余热回收利用装置，其中的烟气冷却换热器采用抗硫酸腐蚀材料制成，并且换热器的蛇形管屏的间距根据烟气温度不同进行调整，高烟温侧密、低烟温侧稀。以上两种技术都采用耐酸腐蚀的材料制作换热器，均属于被动防腐，没有主动防腐，只能提高换热器的工作寿命，不能从根本上解决问题。中国专利(CN200968618Y)公布了一种锅炉低压省煤器，换热管束采用螺旋翅片管或者纵向翅片管，管子的基管和翅片作改性处理。中国专利(CN 201444009U)公开了一种用于锅炉烟气余热回收的双纵向翅片管，虽然具有防磨损抗积灰的能力，但是受热面的扩展能力较小。中国专利(CN 201715491U)公布了一种分离式椭圆翅片热管低压省煤器，用以克服其磨损问题，但椭圆翅片管的制造困难。中国专利(CN 201072309Y)公开了一种锅炉烟气余热回收装置，换热器的表面设有螺旋状齿翅，采用齿翅管以提高传热效率。同样，中国专利(CN 201513909U)也公布了一种锅炉烟气深度冷却器，也提到采用开齿的螺旋翅片管提高传热效率，但开齿的翅片管存在容易积灰和堵塞的问题。针对从低温含尘酸性气体，特别锅炉锅炉低温排气中回收热量的换热器的腐蚀、堵灰、受热面布置问题，现有技术存在单纯被动提高换热面材质、扩展受热面不足或者不利于清灰等不足和缺陷。

发明内容

本发明的目的在于面对从低温含尘酸性气体中回收热量所遇到的腐蚀、堵灰等问题，克服现有技术中单纯被动提高换热面材质、扩展受热面不足以及扩展受热面结构不利于清灰等不足和缺陷，提供一种适用于从低温含尘酸性气体回收低温余热的换热器，从而提高其抗腐蚀、堵灰的能力，并提高传热效率，特别适用于工业锅炉、电站锅炉等燃用含硫燃料所排放烟气的余热回收利用。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种从低温含尘酸性气体中回收热量的换热器，换热器含进口烟道、出口烟道、螺旋翅片管出口集箱、螺旋翅片管人口集箱、螺旋翅片管。在螺旋翅片管第一排的每根管子上部设有带喷淋孔的碱液喷淋管，在每根碱液喷淋管的上方覆盖流线型防磨盖板，在碱液喷淋管的入口处设有电磁阀。螺旋翅片管为轧制的整体型螺旋翅片管，基管和螺旋翅片之间有圆滑过渡，在螺旋翅片管的表面镀有搪瓷层。碱液喷淋管的碱液喷淋孔喷出的液体为pH＝8～10的NaOH溶液或者自然循环锅炉汽包的排污水。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

从低温含尘酸性气体中回收热量的换热器内设置碱液喷淋管，定期向换热器内喷洒碱性水，定期中和换热器螺旋翅片管表面的酸性物质成分，从而抑制酸性垢的蓄积和长大。碱液喷淋管位于螺旋翅片管的上面，喷淋管上面覆有流线型防磨盖板，可阻挡螺旋翅片管被烟气中的尘磨损并且将烟气中的尘导向到螺旋翅片管之间的空隙，从而有效防止磨损。螺旋翅片管采用整体轧制型，翅片和基管之间有圆滑过渡，流线型好，有利于清灰和防止磨损。采用本技术的换热器具有传热效率高、使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明所提供的换热器示意图。

图2为图1的A-A截面视图。

图3为本发明所涉及的换热器流线型防磨盖板示意图。

图4为本发明所涉及的换热器翅片管示意图。

图5为本发明所涉及的换热器碱液喷淋管示意图。

图中：1-含尘酸性气体；2-碱液喷淋管；3-流线型防磨盖板；4-螺旋翅片管；5-进口烟道；6-碱液喷淋管入口集箱；7-电磁阀；8-螺旋翅片管出口集箱；9-螺旋翅片管人口集箱；10-出口烟道；11-螺旋翅片；12-基管；13-圆滑过渡；14-碱液喷淋孔。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的具体结构、工作原理及实施方式：

图1为本发明所提供的换热器示意图，图2为本发明所提供的换热器的A-A截面视图。该换热器包括进口烟道5、出口烟道10、螺旋翅片管4、螺旋翅片管出口集箱8和螺旋翅片管入口集箱9，在螺旋翅片管4第一排的每根管子上部设有带喷淋孔14的碱液喷淋管2，在每根碱液喷淋管2的上方覆盖流线型防磨盖板3，在碱液喷淋管的入口处设有电磁阀7。低温含尘酸性气体1从进口烟道5进入，从出口烟道10流出，换热器的换热工质水从螺旋翅片管人口集箱9流入、从螺旋翅片管出口集箱8流出，通过换热器内的螺旋翅片管4低温含尘酸性气体1将热量释放给螺旋翅片管内流过的工质水。

图3为本发明所涉及的换热器流线型防磨盖板意图，在碱液喷淋管2的上方覆盖流线型防磨盖板3。图4为本发明所涉及的换热器翅片管示意图，螺旋翅片管4由基管12和螺旋翅片11组成，螺旋翅片管4为轧制的整体型螺旋翅片管，基管12和螺旋翅片11之间有圆滑过渡13。螺旋翅片管4的材料为ND钢，并且表面镀搪瓷。图5为本发明所涉及的换热器碱液喷淋管示意图，碱液喷淋管2喷入的液体为碱性液体，pH＝8～10的NaOH溶液或者自然循环锅炉汽包的排污水。通过开关电磁阀7，控制向换热器内喷入碱液的量和频率。

实施例：

一台300MW燃煤电站自然循环锅炉，燃煤中的硫分含量1％，排放的烟气中的SO₂浓度1000ppm，尘浓度约10g/Nm³。空气预热器后排放烟气温度140℃左右。为回收排放烟气中的余热，在锅炉空气预热器和下游的电除尘器之间布置一低温含尘酸性气体中回收热量的换热器，烟气从进口烟道5进入，从出口烟道10流出进入电除尘器，来自电站低压加热器的低温水从螺旋翅片管人口集箱9流入、从螺旋翅片管出口集箱8流出进入除氧器，通过换热器内的螺旋翅片管烟气将热量释放给螺旋翅片管内流过的工质水，从而利用烟气余热加热汽轮机热力系统回水，减少汽轮机的抽汽。为降低运行成本，碱液喷淋管喷入的液体为pH＝9的NaOH溶液，也可喷入来自锅炉汽包排污的碱性排污水从而降低NaOH溶液的消耗量，降低运行成本。通过碱性溶液喷淋，中和了附着在换热器表面的酸性物质，有效降低了换热器烟气侧管壁的结垢过程，降低了积灰和结垢对换热器的换热系数的影响，使换热效率保持在较高水平，并延长了换热器的使用寿命和运行周期。

Claims (4)

1.一种从含尘酸性气体中回收热量的换热器，该换热器包括进口烟道(5)、出口烟道(10)、螺旋翅片管(4)、螺旋翅片管出口集箱(8)和螺旋翅片管入口集箱(9)，所述的螺旋翅片管(4)由基管(12)和螺旋翅片(11)组成，其特征在于：在螺旋翅片管(4)第一排的每根管子上部设有带喷淋孔(14)的碱液喷淋管(2)，在每根碱液喷淋管(2)的上方覆盖流线型防磨盖板(3)，在碱液喷淋管的入口处设有电磁阀(7)。

2.根据权利要求1所述的从低温含尘酸性气体中回收热量的换热器，其特征在于：螺旋翅片管(4)为轧制的整体型螺旋翅片管，基管(12)和螺旋翅片(11)之间有圆滑过渡(13)。

3.根据权利要求1所述的从低温含尘酸性气体中回收热量的换热器，其特征在于：在螺旋翅片管(4)的表面镀有搪瓷层。

4.根据权利要求1所述的从低温含尘酸性气体中回收热量的换热器，其特征在于：碱液喷淋管(2)的碱液喷淋孔(14)喷出的液体为pH＝8～10的NaOH溶液或者自然循环锅炉汽包的排污水。

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