CN103245227A - 一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置：换热元件由铝质平椭管形翅片与铝质流体管构成，换热元件表面复合有耐腐、耐磨、耐高温的瓷釉材料，其外表面包覆具有不饱和收缩的高分子热缩管；换热元件用搪瓷钢板固定形成单模块，若干单模块的并联组合构成换热器组件，各换热元件流体管用弯头串联焊接。换热元件流体管内为液体冷流体，平椭管形翅片与流体管间有三道气体冷流体通道，气体热流体在平椭管形翅片外侧通过。本发明的优点在于：换热管一次挤压成型，翅片和流体管接触充分，提高了换热效率，节省了大量的人力工作；流体管内壁设计为齿状，增加流体管内表换热面积，使得换热效率高；增加了热交换的通道，扩大了热交换器的使用功能；表面作搪瓷处理和高分子热缩管处理使其耐腐蚀、耐高温、耐磨性能大大提高；达到自清洁目的，保证常态高效换热。

Description

一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置
技术领域
本发明涉及一种暖通换热元件，特别是一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置。
背景技术
随着节能工作的不断深入，要求加热炉及锅炉的排烟温度越来越低，由此往往在空气预热器、省煤器等余热回收设备的换热面上产生强烈的低温露点腐蚀，严重影响了加热炉及锅炉的安全运行。因此，低温露点腐蚀已成为降低锅炉排烟温度、进一步提高锅炉热效率的主要障碍。
低温露点腐蚀的机理一般燃料中均含有少量的硫，硫燃烧后全部生成SO2。由于燃烧室中有过量的氧气的存在，部分SO2进一步与氧化合生成SO3。SO2转化为SO3的量与过量空气系数及燃料含硫量有关，含硫量越多，过量空气系数越大，SO3的生成量就越多。高温烟气中的SO3气体不腐蚀金属，当烟气温度降到400℃以下时，SO3将与烟气中的水蒸汽结合生成硫酸，当硫酸蒸气在烟气露点温度以下的金属表面上凝结时就会发生低温露点腐蚀。与此同时，凝结在低温受热面上的硫酸液体还会粘附烟气中的灰尘形成不易清除的灰垢，使烟气通道不畅甚至堵塞。腐蚀、积垢和磨损相伴出现，严重影响了锅炉的安全经济运行。
锅炉烟气由于烟气中含有硫化物等腐蚀性气体，使得烟气露点温度较高在100℃以上。这样就要求排烟温度必须高于100℃。用汽量加大，引风量增加甚至高达200℃，排烟温度越高锅炉效率越低。天然气锅炉由于其热值高，行程短使得其排烟温度比燃煤锅炉更高。
现在广泛使用的锅炉余热回收元件及设备，种类主要有：表面式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器等所有不同形式的换热器都屈从于露点温度以上，并通过调节冷流体流量来控制露点腐蚀的发生。表面式换热器的主要换热元件是换热管，目前，换热管的技术局限于各种鳍片管焊接，或将翅片缠绕在钢管上，前者焊接要求高，需用大型设备焊接，焊接后容易变形，管板材料加厚，成本很高，同时受热面积扩展局限；后者绕制在钢管上，由于间距较小，不利于非金属材料的复合，更无法进行包覆防腐，积灰严重，无法在酸碱腐蚀性气体/液体长期安全运行。
发明内容
本发明克服现有背景技术的不足，提供一种结构简单合理，自身重量较轻，加工组合简便的一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置。
本发明是这样实施的：一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，换热元件由铝质平椭管形翅片与铝质流体管构成，换热元件表面复合有耐腐、耐磨、耐高温的瓷釉材料，瓷釉材料外包覆具有不饱和收缩的高分子热缩管；换热元件用搪瓷钢板固定形成单模块，若干单模块的并联组合构成换热器组件，各换热元件流体管用弯头串联焊接。
所述的换热元件内设两根流体管。
所述的换热元件内设一根流体管。
所述的换热元件流体管内为液体冷流体，平椭管形翅片与流体管间有三道气体冷流体通道，气体热流体在平椭管形翅片外侧通过。
本发明的优点在于：
1、本发明的换热管一次挤压成型，翅片和流体管接触充分，提高了换热效率，节省了大量的人力工作。
2、本发明内设两个液体流体管，大大缩小了热传导的距离，使热交换效率成倍提高，两管并流降低了冷流体流程阻力，减小了驱动泵的扬程功率，降低运行成本。冷流体速度降低延长了其与热流体的交换时间，使得冷流体获得更多的热量，流体管内壁设计为齿状，增加流体管内表换热面积，使得换热效率高。
3、本发明的平椭管翅片与液体流体管形成三道气体冷流体通道，增加了热交换的通道，扩大了热交换器的使用功能，有选择的利用其通道作为冷风加热，钳制热流体温度，使热流体温度迅速下降冷凝，析出大量冷凝水，使烟气所含水蒸汽量降低，并吸收大量腐蚀性硫化物，相当于除湿后的烟气露点温度下降，为杜绝低温腐蚀提供必要条件。冷风被加热后作为锅炉炉膛补风。
4、本发明所述的三程即冷液体加热流程，冷气体加热流程与热气体降温流程三位一体，达到充分利用空间，省却补风加热设备，钳制排烟温度，迫使排出换热器的温度低于原烟气露点以下。
5、本发明表面作搪瓷处理和高分子热缩管处理使其耐腐蚀、耐高温、耐磨性能大大提高。
6、本发明所述涉及的高分子热缩管不沾尘，不需要清灰装置，达到自清洁目的，保证常态高效换热。虽然其导热系数较低，但其壁厚很薄，完全满足且高于其他形式的换热元件的换热效率。摩擦系数低于冰面，设备省却了吹灰器等类似设备，简化了设备，降低了成本。
附图说明
图1为本发明换热元件原件4。
图2为本发明换热元件原件4端面结构图。
图3为本发明换热元件8单个固定构成单模块的例子。
图4为本发明多个换热元件8构成的单模块固定成换热器组件的例子。
图5为本发明在换热器组件内换热元件8各流体管管头联接的斜视图。
图6为本发明在换热器组件内换热元件8各流体管管头联接的侧视图。
图7为本发明构成的换热器组件外接示意图。
图8为本发明换热元件原件4为单流体管的一种形式。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，利用现有铝材加工技术使其设有两个螺丝固定孔201、202的平椭管形翅片2与两个流体管1、3一次成形制得换热元件原件4，再对换热元件原件4做表面搪瓷处理，复合上耐腐、耐磨、耐高温的瓷釉材料，在其上再对做过表面搪瓷处理的换热元件原件4外表面包覆具有不饱和收缩的高分子热缩管，即制得换热元件8。为增加流体管壁内表面积，流体管1、3内壁制成齿状。平椭管形翅片2与两个流体管1、3间的空间构成三个气体通道401、402、403。
如图3所示，换热元件8分别通过螺丝501、502固定在两搪瓷端板5、6间，构成换热元件单模块。两搪瓷端板预留与螺丝固定孔201、202对应的孔，换热元件8与两搪瓷端板间垫付环形密封垫，流体管1、3露出搪瓷端板。搪瓷端板5、6上开设与气体通道401、402、403对应的出孔。
如图4所示，本发明多个换热元件8构成的单模块固定成换热器组件的例子。如图为四行四列单模块构成的换热器组件的例子，由十六个换热元件8单个固定构成的单模块分四行四列并联而成。
如图5所示，为本发明在换热器组件内换热元件8各流体管管头联接的斜视图。对应的流体管分别通过弯管7和9联接，并且安装上搪瓷侧板10、11，搪瓷侧板10、11与各换热元件8及搪瓷端板5、6间的空间构成气体热流体通道。
如图6所示，为本发明在换热器组件内换热元件8各流体管管头联接的侧视图，流体管头503、504为进水分管，505、506为出水分管。
如图7所示，为本发明构成的换热器组件外接示意图。气体热流体通道通过热流体外接端板口16、17与热源烟气管道相串联，使热源烟气流过换热元件8外表面。气体冷流体通道通过冷流体外接端板口14、15与气体冷流体管道相串联，使气体冷流体流过换热元件8内的三个气体通道401、402、403。
液体冷流体通过流体管进、出水总管12、13串联，进、出水总管12、13分别与流体管各进、出水分管相联，使液体冷流体在换热元件8内的各流体管内通过。从而实现热源烟气的热传给气体冷流体和液体冷流体。
如图8所示为本发明换热元件原件4为单流体管的一种形式。

Claims (4)

1.一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，其特征在于：换热元件由铝质平椭管形翅片与铝质流体管构成，换热元件表面复合有耐腐、耐磨、耐高温的瓷釉材料，瓷釉材料外包覆具有不饱和收缩的高分子热缩管；换热元件用搪瓷钢板固定形成单模块，若干单模块的并联组合构成换热器组件，各换热元件流体管用弯头串联焊接。
2.如权利要求1所述的一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，其特征在于：所述的换热元件内设两根流体管。
3.如权利要求1所述的一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，其特征在于：所述的换热元件内设一根流体管。
4.如权利要求1所述的一种突破低温露点的烟气余热回收元件及装置，其特征在于：所述的换热元件流体管内为液体冷流体，平椭管形翅片与流体管间有三道气体冷流体通道，气体热流体在平椭管形翅片外侧通过。
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