CN102798138B - 一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，该装置包括余热回收单元和空气加热单元，及使余热回收单元、空气加热单元内的相变工质构成闭合循环回路的连接管路，所述余热回收单元由翅片式热管换热器构成，翅片管内为相变工质流道，翅片管外为烟气流道，所述空气加热单元由板式蒸汽-空气换热器构成，在余热回收单元与空气加热单元间的连接管路上设有汽水分离汽包，翅片式热管换热器的冷水进管、蒸汽出管和板式蒸汽-空气换热器的蒸汽进管、冷水出管均通入汽水分离汽包内，该余热回收装置结构紧凑，有效换热面积大，换热效率高，工作稳定性高，热能回收利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气余热回收装置，尤其是一种用于对空气进行加热的烟气余热回收装置。
背景技术
换热器是工业生产中最重要的设备之一，广泛应用于供热、化工、石油、钢铁和电力等行业，换热设备在工业生产设备中对于降低工业企业电耗、热耗和其他能耗中占着举足轻重的地位，随着工业的高速发展，对换热器需求量越来越大，对传热系数、承温承压能力、阻力损失等换热性能要求也越来越高。在工业行业内实施节能的进程中，降低燃料消耗、减少温室气体排放是各企业急需解决的问题，而废气、废水余热回收更是节能、降低燃料消耗的重要举措之一。锅炉尾部烟气余热的回收一直是换热器节能技术研究的重点，即在防止露点腐蚀的前提下，降低烟气排放温度，回收烟气余热，并利用烟气余热对其它介质进行加热，达到节能减排的目的。
现有技术中，通常采用热管换热器来实现上述目的，回收锅炉尾部烟气的余热，CN201852502U公开了一种分离式热管换热器，该分离式热管换热器包括若干蒸发换热单元和若干冷凝换热单元，该分离式热管换热器较其它分离式热管换热器减少了上升管和下降管的数量，简化了空间结构，降低了热损失，从而提高了换热效果。由于这种换热装置在工作时，锅炉燃烧状况直接导致换热器内的压力和温度产生瞬间变化，因此，为了提高换热器对压力、温度波动的适应能力，通常采用管式换热器作为冷凝单元的换热器，由于受管式换热器自身的结构限制，使得冷凝单元有效换热面积有限，体积庞大，尤其是用于对空气进行加热时，换热效率较低，热能回收效果不理想。
发明内容
发明要解决的技术问题是：提供一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，该余热回收装置结构紧凑，有效换热面积大，换热效率高，工作稳定性高，热能回收利用率高。
解决技术问题所采取的技术方案：一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，包括余热回收单元和空气加热单元，及使余热回收单元、空气加热单元内的相变工质构成闭合循环回路的连接管路，所述余热回收单元由翅片式热管换热器构成，翅片管内为相变工质流道，翅片管外为烟气流道，所述空气加热单元由板式蒸汽-空气换热器构成，在余热回收单元与空气加热单元间的连接管路上设有汽水分离汽包，翅片式热管换热器的冷水进管、蒸汽出管和板式蒸汽-空气换热器的蒸汽进管、冷水出管均通入汽水分离汽包内，在汽水分离汽包内蒸汽出管端部、蒸汽进管端部、冷水出管端部均高于汽水分离汽包液面，冷水进管端部低于汽水分离汽包液面。
作为本发明的改进：所述板式蒸汽-空气换热器的换热板片为泡状换热板片。
作为本发明的进一步改进：所述板式蒸汽-空气换热器的蒸汽流道为多流程折返流道。
作为本发明的再进一步改进：汽水分离汽包内的蒸汽进管端部位于汽水分离汽包的上壁面。
作为本发明的另一种改进：在翅片式热管换热器的冷水进管上设有流量调节阀门。
作为本发明的最佳方案：汽水分离汽包内的冷水进管端部高于汽水分离汽包底部壁面，在汽水分离汽包的底部设有排污管，排污管上设有排污阀。
在汽水分离汽包上设有压力表。
有效效果：本发明的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，由于采用了所述装置包括包括余热回收单元和空气加热单元，及使余热回收单元、空气加热单元内的相变工质构成闭合循环回路的连接管路，所述余热回收单元由翅片式热管换热器构成，翅片管内为相变工质流道，翅片管外为烟气流道，所述空气加热单元由板式蒸汽-空气换热器构成，在余热回收单元与空气加热单元间的连接管路上设有汽水分离汽包，翅片式热管换热器的冷水进管、蒸汽出管和板式蒸汽-空气换热器的蒸汽进管、冷水出管均通入汽水分离汽包内，在汽水分离汽包内蒸汽出管端部、蒸汽进管端部、冷水出管端部均高于汽水分离汽包液面，冷水进管端部低于汽水分离汽包液面的技术方案，通过用汽水分离汽包与板式空气-蒸汽换热器相组合，利用汽水分离汽包增加相变工质腔室的容积，防止由于锅炉燃烧不稳定而导致进入到板式蒸汽-空气换热器的蒸汽压力瞬间变化损坏板式蒸汽-空气换热器，实现用板式蒸汽-空气换热器与翅片式热管换热器耦合联接来回收锅炉尾部烟气余热加热空气，替代现有技术中的分离式热管换热器，因此，本发明的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置具有结构紧凑，有效换热面积大，换热效率高，工作稳定性高，热能回收利用率高等优点；由于采用了所述板式蒸汽-空气换热器的换热板片为泡状换热板片的技术特征，增加了蒸汽与空气的换热面积，提高了换热效率；由于采用了所述板式蒸汽-空气换热器的蒸汽流道为多流程折返流道的技术特征，延长了蒸汽流道的长度，使蒸汽能充分冷凝，进一步提高了热能的回收利用率；由于采用了汽水分离汽包内的蒸汽进管端部位于汽水分离汽包上壁面的技术特征，避免部分液态工质在蒸汽的冲击、扰动下进入冷凝器的进汽管而产生汽水撞击，影响换热效果，减小了换热器的工作振动，进一步提高了工作的稳定性，同时，也进一步减小了输入到板式蒸汽-空气冷凝器的热量波动幅度，防止热量输入波动对板式蒸汽-空气换热器造成破坏；由于采用了在翅片式热管换热器的冷水进管上设有流量调节阀门的技术特征，通过调节流量来控制相变介质的饱和压力和饱和温度，达到调节壁面温度的目的，实现根据锅炉及燃料方便地调节壁面温度，在避免发生酸露腐蚀的前提下，最大幅度地降低烟气排放温度，最大限度地回收热能；由于采用了冷水进管端部高于汽水分离汽包底部壁面，在汽水分离汽包的底部设有排污管，排污管上设有排污阀的技术特征，通过定期排放汽水分离汽包中的沉淀物，避免沉淀物进入换热器而影响换热效果；由于采用了在汽水分离汽包上设有压力表的技术特征，可以实时观测汽包内的压力，为壁面温度调节提供参考，方便了壁面温度的控制与调整。
附图说明
图1是本发明的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，包括余热回收单元和空气加热单元，及使余热回收单元、空气加热单元内的相变工质构成闭合循环回路的连接管路，所述余热回收单元由翅片式热管换热器4构成，翅片管内为相变工质流道，翅片管外为烟气流道，所述空气加热单元由板式蒸汽-空气换热器1构成，在余热回收单元与空气加热单元间的连接管路上设有汽水分离汽包3，在汽水分离汽包上设有压力表2，翅片式热管换热器的冷水进管9、蒸汽出管7和板式蒸汽-空气换热器的蒸汽进管6、冷水出管5均通入汽水分离汽包内，在翅片式热管换热器的冷水进管上设有流量调节阀门10，在汽水分离汽包内，蒸汽出管端部、蒸汽进管端部、冷水出管端部均高于汽水分离汽包液面，蒸汽进管端部位于汽水分离汽包的上壁面，冷水进管端部低于汽水分离汽包液面高于汽水分离汽包底部壁面，在汽水分离汽包的底部设有排污管8，排污管上设有排污阀。
本发明的余热回收装置中的板式蒸汽-空气换热器的换热板片采用泡状换热板片，并通过在板片上压制折流凸棱，使蒸汽流道形成多流程折返流道。本装置中的板式蒸汽-空气换热器可以选用兰州恒达石化机械有限公司生产的HDB系列全焊板式冷凝器。
本发明的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置工作时，锅炉尾部烟气使翅片热管换热器中的相变工质由液态相变成蒸汽进入汽水分离汽包，汽水分离汽包中的饱和蒸汽通过蒸汽进管到达板式蒸汽-空气换热器，在板式蒸汽-空气换热器中对空气加热后冷凝成液态并通过冷水进管进入汽水分离汽包，汽水分离汽包内的液态工质通过冷水出管进入翅片换热管再次相变成蒸汽，完成一次余热回收循环。本发明的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置以水为相变工质运行，其运行维护成本较采用其它工质的真空相变换热器低廉。
Claims (7)
1.一种用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，包括余热回收单元和空气加热单元，及使余热回收单元、空气加热单元内的相变工质构成闭合循环回路的连接管路，所述余热回收单元由翅片式热管换热器构成，翅片管内为相变工质流道，翅片管外为烟气流道，其特征是：所述空气加热单元由板式蒸汽-空气换热器构成，在余热回收单元与空气加热单元间的连接管路上设有汽水分离汽包，翅片式热管换热器的冷水进管、蒸汽出管和板式蒸汽-空气换热器的蒸汽进管、冷水出管均通入汽水分离汽包内，在汽水分离汽包内蒸汽出管端部、蒸汽进管端部、冷水出管端部均高于汽水分离汽包液面，冷水进管端部低于汽水分离汽包液面，所述相变工质为水。
2.根据权利要求1所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：所述板式蒸汽-空气换热器的换热板片为泡状换热板片。
3.根据权利要求2所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：所述板式蒸汽-空气换热器的蒸汽流道为多流程折返流道。
4.根据权利要求1至3任一项所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：汽水分离汽包内的蒸汽进管端部位于汽水分离汽包的上壁面。
5.根据权利要求4所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：在翅片式热管换热器的冷水进管上设有流量调节阀门。
6.根据权利要求5所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：汽水分离汽包内的冷水进管端部高于汽水分离汽包底部壁面，在汽水分离汽包的底部设有排污管，排污管上设有排污阀。
7.根据权利要求6所述的用于空气加热的板式耦合低温烟气余热回收装置，其特征是：在汽水分离汽包上设有压力表。
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