CN102721308A - 一种具有自吹灰功能的相变换热器 - Google Patents

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本发明公开了一种具有自吹灰功能的相变换热器，包括相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段，相变换热器蒸发段烟气入口侧设有吹灰挡板，吹灰挡板是一种开关型挡板，包括2n片叶片，相邻两片叶片为1组，分为n组，由n台各自独立运行的电动执行机构分别控制，吹灰挡板每组叶片之间用横板隔离，形成独立的烟气通道。本发明的相变换热器，烟气侧入口带吹灰挡板，可以对蒸发段换热元件进行吹灰，保持受热面清洁，防止积灰引起的换热效率下降、烟气阻力增加等问题。蒸发段换热管可采用双纵肋片管、锯齿形翅片管、花瓣形翅片管换热管，有效减小换热器的积灰。通过以上措施，提高了相变换热器在低温高尘烟气环境中余热回收时的安全可靠性，余热回收效率高。

Description

一种具有自吹灰功能的相变换热器
技术领域
本发明涉及一种具有自吹灰功能的相变换热器，特别涉及一种带有吹灰挡板的、用于排烟温度较低时排烟余热回收用的相变换热器，可以解决相变换热器积灰严重的问题，并能解决低温烟气回收的酸露点腐蚀问题，属于节能技术领域，
背景技术
当前，排烟损失是各类锅炉、窑炉热损失的最主要因素，随着节能意识的提高以及能源价格的不断上涨，充分利用烟气余热成为提高锅炉机组热效率的重要途径。但是，现有技术中，普通余热回收装置通常存在低温腐蚀问题，特别是当进水温度较低时，低温腐蚀无法避免，严重影响了装置的安全运行，控制换热器壁面温度防止低温腐蚀成为余热回收的主要障碍。采用相变换热器作为余热回收装置的系统，蒸发段换热元件通常采用H型翅片管或螺旋翅片管，由于相变换热器的特点，蒸发段换热管束需竖直放置，H型翅片管或螺旋翅片管的翅片就会形成大量的积灰平台，作为烟气余热回收装置，通常存在堵灰严重的问题，这不但影响换热效果，而且增加烟气阻力，使得风机耗电增加，严重时，影响锅炉系统的正常运行，节能效果不好。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有的相变换热器的不足，提供了一种具有自吹灰功能的相变换热器，可用于低温高尘环境下烟气余热回收。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种具有自吹灰功能的相变换热器，包括相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段，其中，相变换热器蒸发段位于烟道内部，相变换热器冷凝段位于烟道外部，相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段通过上升管和下降管连接成一个回路，构成一个封闭的空间，相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段内部充满作为热媒的工作介质，热媒在其中循环流动，其特征在于：所述相变换热器蒸发段烟气入口侧设有吹灰挡板，吹灰挡板与相变换热器蒸发段外壳连接；所述吹灰挡板是一种开关型挡板，包括2n片叶片，n为大于等于1的正整数，相邻两片叶片为1组，分为n组，由n台各自独立运行的电动执行机构分别控制，电动执行机构用于启闭吹灰挡板叶片，吹灰挡板每组叶片之间用横板隔离，形成各自独立的烟气通道。
所述吹灰挡板与相变换热器蒸发段外壳焊接或法兰连接。
所述电动执行机构为电动机。
优选的，所述吹灰挡板由2n片叶片（优选n的取值为2~3）及设在每组叶片之间的横板构成。
所述相变换热器蒸发段由换热管、集气管、上联箱、集液管和下联箱分组成，集气管设在换热管上方，上联箱与集气管连接；集液管设在换热管下方，下联箱与集液管连接。所述相变换热器冷凝段采用管壳式换热器，其壳侧具有热媒蒸汽进口、热媒冷凝液出口、管侧具有被加热水进口和被加热水出口。相变换热器蒸发段的上联箱通过上升管与相变换热器冷凝段的热媒蒸汽进口连接，相变换热器蒸发段的下联箱与相变换热器冷凝段的热媒冷凝液出口连接，相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段壳侧通过上升管和下降管组成密闭空间，该密闭空间保持一定压力或真空，热媒介质在密闭空间内自然循环流动，并发生相变换热。当烟气流经相变换热器蒸发段时，液态热媒在相变换热器蒸发段换热管内吸收烟气热量，并在一定压力下蒸发，热媒蒸汽沿换热管上升至顶部集气管，多根集气管内的蒸汽汇集至上联箱，并通过上升管进入相变换热器冷凝段壳侧。热媒蒸汽在相变换热器冷凝段壳侧将热量传递给管侧的被加热水而冷凝，热媒冷凝液沿下降管回至相变换热器蒸发段底部的下集箱，再通过集液管进入相变换热器蒸发段换热管，完成一个循环，并将烟气热量传递给被加热水。热媒与烟气进行换热时，热媒介质发生相变，为定压蒸发，蒸发过程温度恒定，从而保证蒸发段换热面壁温恒定。通过控制相变换热器内的压力，可以调节换热面壁温，避免出现低温腐蚀。
所述相变换热器蒸发段的换热管可采用双纵肋片管、锯齿形翅片管、花瓣形翅片管换热管，这种结构类型的管子不会形成积灰平台，不易于产生积灰。
所述吹灰挡板作为一种自吹灰装置，可通过定时启闭部分叶片，提高烟气流速和烟气动能，防止受热面积灰，能保证受热面清洁，防止堵灰。
本发明的相变换热器，烟气侧入口带吹灰挡板，可以对蒸发段换热元件进行吹灰，保持受热面清洁，防止积灰引起的换热效率下降、烟气阻力增加等问题。蒸发段换热元件可采用双纵肋片管、锯齿形翅片管、花瓣形翅片管换热管，有效减小换热器的积灰。通过以上措施，提高了相变换热器在低温高尘烟气环境中余热回收时的安全可靠性，余热回收效率高。
附图说明
图1为本发明的相变换热器的结构示意图。
图2为图1的右视图。
图3为相变换热器蒸发段的结构示意图。
图4为吹灰挡板结构示意图。
图5为图4的左视图。
其中，1、相变换热器蒸发段；2、相变换热器冷凝段；3、上升管；4、下降管；5、吹灰挡板；6、电动执行机构；7、集气管；8、上联箱；9、集液管；10、下联箱；11、热媒蒸汽入口；12、热媒冷凝液出口；13、被加热水进水口；14、被加热水出水口；15、换热管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
一种具有自吹灰功能的相变换热器，包括相变换热器蒸发段1和相变换热器冷凝段2，如图1、图2所示，其中，相变换热器蒸发段1位于烟道内部，相变换热器冷凝段2位于烟道外部，相变换热器蒸发段1和相变换热器冷凝段2通过上升管3和下降管4连接成一个回路，构成一个封闭的空间，相变换热器蒸发段1和相变换热器冷凝段2内部充满作为热媒的工作介质，热媒在其中循环流动；相变换热器蒸发段1烟气入口侧设有吹灰挡板5，吹灰挡板5与相变换热器蒸发段1外壳焊接或法兰连接；所述吹灰挡板5是一种开关型挡板，包括2n片叶片，n为大于等于1的正整数，相邻两片叶片为1组，分为n组，由n台各自独立运行的电动执行机构6分别控制，电动执行机构6用于启闭吹灰挡板5的叶片，吹灰挡板5每组叶片之间用横板隔离，形成各自独立的烟气通道。
所述电动执行机构6为电动机。
优选的，所述吹灰挡板5由2n片叶片（优选n的取值为2~3）及设在每组叶片之间的横板构成。
所述相变换热器蒸发段1由换热管15、集气管7、上联箱8、集液管9和下联箱10分组成，如图3所示，集气管7设在换热管15上方，上联箱8与集气管7连接；集液管9设在换热管15下方，下联箱10与集液管9连接。所述相变换热器冷凝段1采用管壳式换热器，其壳侧具有热媒蒸汽进口11、热媒冷凝液出口12、管侧具有被加热水进口13和被加热水出口14。相变换热器蒸发段1的上联箱8通过上升管3与相变换热器冷凝段2的热媒蒸汽进口11连接，相变换热器蒸发段1的下联箱4与相变换热器冷凝段2的热媒冷凝液出口12连接，相变换热器蒸发段1和相变换热器冷凝段2壳侧通过上升管3和下降管4组成密闭空间，该密闭空间保持一定压力或真空，热媒介质在密闭空间内自然循环流动，并发生相变换热。当烟气流经相变换热器蒸发段1时，液态热媒在相变换热器蒸发段1换热管15内吸收烟气热量，并在一定压力下蒸发，热媒蒸汽沿换热管15上升至顶部集气管7，多根集气管7内的蒸汽汇集至上联箱8，并通过上升管3进入相变换热器冷凝段2壳侧。热媒蒸汽在相变换热器冷凝段2壳侧将热量传递给管侧的被加热水而冷凝，热媒冷凝液沿下降管4回至相变换热器蒸发段1底部的下集箱10，再通过集液管9进入相变换热器蒸发段1换热管15，完成一个循环，并将烟气热量传递给被加热水。热媒与烟气进行换热时，热媒介质发生相变，为定压蒸发，蒸发过程温度恒定，从而保证蒸发段换热面壁温恒定。通过控制相变换热器内的压力，可以调节换热面壁温，避免出现低温腐蚀。
所述相变换热器蒸发段1的换热管15可采用双纵肋片管、锯齿形翅片管、花瓣形翅片管换热管，这种结构类型的管子不会形成积灰平台，不易于产生积灰。
所述吹灰挡板5作为一种自吹灰装置，可通过定时启闭部分叶片，提高烟气流速和烟气动能，防止受热面积灰，能保证受热面清洁，防止堵灰。
所述电动执行机构6能将信号向控制系统进行反馈，并能够实现远程电动控制。电动执行机构6能独立控制单组叶片的开启和关闭。
本发明的相变换热器，烟气侧入口带吹灰挡板，可以对蒸发段换热元件进行吹灰，保持受热面清洁，防止积灰引起的换热效率下降、烟气阻力增加等问题。蒸发段换热元件可采用双纵肋片管、锯齿形翅片管、花瓣形翅片管换热管，有效减小换热器的积灰。通过以上措施，提高了相变换热器在低温高尘烟气环境中余热回收时的安全可靠性，余热回收效率高。

Claims (4)

1.一种具有自吹灰功能的相变换热器，包括相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段，其中，相变换热器蒸发段位于烟道内部，相变换热器冷凝段位于烟道外部，相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段通过上升管和下降管连接成一个回路，构成一个封闭的空间，相变换热器蒸发段和相变换热器冷凝段内部充满作为热媒的工作介质，热媒在其中循环流动，其特征在于：所述相变换热器蒸发段烟气入口侧设有吹灰挡板，吹灰挡板与相变换热器蒸发段外壳连接；所述吹灰挡板是一种开关型挡板，包括2n片叶片，n为大于等于1的正整数，相邻两片叶片为1组，分为n组，由n台各自独立运行的电动执行机构分别控制，电动执行机构用于启闭吹灰挡板叶片，吹灰挡板每组叶片之间用横板隔离，形成各自独立的烟气通道。
2.根据权利要求1所述一种具有自吹灰功能的相变换热器，其特征在于：所述吹灰挡板与相变换热器蒸发段外壳焊接或法兰连接。
3.根据权利要求1所述一种具有自吹灰功能的相变换热器，其特征在于：所述电动执行机构为电动机。
4.根据权利要求1所述一种具有自吹灰功能的相变换热器，其特征在于：所述吹灰挡板由2n片叶片及设在每组叶片之间的横板构成，n的取值为2~3。
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