CN107014223A - 大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，包括机架，在机架的两个支撑托板之间自上向下间隔支承排列有若干层换热直管组，每层换热直管组由若干支承于两个支撑托板之间且呈前后间隔平行排列的双H型鳍片管组成，每层换热直管组中的双H型鳍片管均通过若干换热弯管两两首尾相接而形成至少两路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与进水集箱相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与出水集箱相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排膜式防磨引流管屏，在每层换热直管组与前方对应的膜式防磨引流管屏之间还分设有一条U形梳状防磨瓦。本发明具有换热效率高且使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及用于电站锅炉烟气余热回收的低低温除尘脱硫技术领域，具体涉及大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置。
背景技术
低低温电除尘技术是国际上一种先进的高效烟气治理技术，该技术既能满足低排放，又兼余热利用节能、高效捕集SO3、有利湿法脱硫节水节电等优点。在电力行业，电站锅炉产生的高温烟气会通过烟道通入电除尘器，经电除尘器除尘后排入外界。一方面，电站锅炉排出的烟气中含有大量余热，当烟气经电除尘器除尘排出后，烟气中的大量余热会白白浪费，造成了能源的极大浪费；另一方面，由于含有大量余热的高温烟气的粉尘比电阻高，当电除尘器对高粉尘比电阻的高温烟气进行除尘时，极易发生反电晕现象，导致电除尘器除尘效率低。目前，为实现对电站锅炉所产生的烟气中余热的回收利用、同时为了降低烟气温度以提高电除尘器的除尘脱硫效率，一般在电除尘入口处的烟道内安装换热装置，利用换热装置来回收利用烟道内烟气中的余热及降低烟气温度。目前所使用的换热装置的结构为：包括机架，在机架的左右两侧板之间自上向下支承有若干呈平行分布的换热直管，每相邻的两根直管通过换热弯管首尾相接而形成一路蛇形换热管。换热装置应用于烟道时，换热装置的换热弯管一般位于烟道外部，换热装置的换热直管则是直接设于烟道内部。目前所使用的换热装置存在的缺点是：（1）采用单一管路布置方式且换热直管为裸管，换热效率低，对烟气的降温效果差，从而影响电除尘器的除尘效率；（2）在换热装置使用过程中，位于烟道内部的热换直管会受到具有烟尘颗粒大、成分复杂、烟气流速快等特点的烟气的直接冲刷，导致换热装置的换热直管极易被磨损腐蚀，导致换热装置使用寿命短；（3）因而亟需发明一种换热效率高且使用寿命长的换热装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热效率高且使用寿命长的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，包括由若干平行间隔并列分布的支撑托板、上横梁、下横梁及斜横梁组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的双H型鳍片管组成，每层换热直管组中相邻的双H型鳍片管的鳍片相对齐、并且相邻换热直管组的双H型鳍片管的鳍片也相对齐，使所有双H型鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的第一过烟通道，每层换热直管组中的双H型鳍片管均通过若干换热弯管两两首尾相接而形成至少两路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与进水集箱相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与出水集箱相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的膜式防磨引流管屏，每排膜式防磨引流管屏均由若干与双H型鳍片管相平行的防磨引流管及扁钢焊接而成，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的第二过烟通道，在每层换热直管组与前方对应的膜式防磨引流管屏之间的机架上还分别设置有一条能挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的U形梳状防磨瓦。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：每排膜式防磨引流管屏分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板，在每个定位托板上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏中防磨引流管管端的定位卡槽，两个定位托板呈左右对称安装固定于两个相对设置的支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏通过将其防磨引流管的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板上，在每个定位托板顶部的前后两端分别设置有一个固定块，在所有固定块上均设置有限位孔，在每个定位托板的前端分别设置有限位卡槽，在膜式防磨引流管屏的两侧还分别设置有一根L形插销，每根L形插销的长臂依次穿过同侧定位托板上的所有固定块上的限位孔后、该L形插销的短臂正好可以向下卡入对应定位托板前端的限位卡槽中，将膜式防磨引流管屏中防磨引流管的两侧管端限位固定在对应的定位托板，从而将膜式防磨引流管屏限位固定支承在两个定位托板上。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：每根双H型鳍片管的一侧管端均与最左侧的支撑托板相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的支撑托板并且均不与任意支撑托板相焊接固定。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：在进水集箱的下部设置有与其连通且带有放水阀的放水管，在出水集箱的上部设置有与其连通且带有放气阀的放气管。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：每层换热直管组中的双H型鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的进口通过一根进水直管与进水集箱相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的进口分别通过一根进水鸭脖型弯管与进水集箱相连通，其中每根进水鸭脖型弯管均由平行于进水直管且连通对应蛇形换热管路进口的进水后段直管、连通进水集箱的进水前段斜管、以及连接进水后段直管与进水前段斜管的进水中间连接管组成，每根进水鸭脖型弯管中的进水前段斜管的轴心线与进水直管的轴心线之间的夹角为45°。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：每层换热直管组中的双H型鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的出口通过一根出水直管与出水集箱相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的出口分别通过一根出水鸭脖型弯管与出水集箱相连通，其中每根出水鸭脖型弯管均由平行于出水直管且连通对应蛇形换热管路出口的出水后段直管、连通出水集箱的出水前段斜管、以及连接出水后段直管与出水前段斜管的出水中间连接管组成，每根出水鸭脖型弯管中的出水前段斜管的轴心线与出水直管的轴心线之间的夹角为45°。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：在机架的每根上横梁的顶部左右两端均设置有一个定位销，在机架的每根下横梁的底部左右两端均设置有供上横梁上的对应定位销对接插入的定位座。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板。
进一步地，前述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其中：在除左右两侧两块支撑托板外的所有支撑托板上均设置有用以将穿过该支撑托板的双H型鳍片管限位固定在该支撑托板上的压条。
通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：（1）采用多层多管路并行的布置方式，大大提高了换热效率，对烟气的降温效果好，从而大大提高了电除尘器的除尘效率；（2）通过U形梳状防磨瓦及膜式防磨引流管屏，可以有效防止烟道内的烟气直接冲刷磨损腐蚀双H型鳍片管，有效保护了双H型鳍片管，进而有效延长了换热装置的使用寿命；（3）所有的双H型鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的第一过烟通道，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的第二过烟通道，这样当烟道内原本无序的烟气经过依次经过两道过烟通道后会变得有序，并且此时烟气速度也会变低，不仅有利于双H型鳍片管对烟气的换热，而且也可以提高电除尘器的除尘脱硫效率。
附图说明
图1为本发明所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置的结构示意图。
图2为图1中所示的H部位的放大示意图。
图3为图1的右视方向的结构示意图。
图4为图1的俯视方向的结构示意图。
图5为图4中所示的F部位的放大示意图。
图6为图4中所示的进水鸭脖型弯管与进水直管的位置关系示意图。
图7为图4中所示的出水鸭脖型弯管与出水直管的位置关系示意图。
图8为图1中膜式防磨引流管屏的结构示意图。
图9为图8的俯视方向的结构示意图。
图10为图1右视方向所示的中托板、压条及双H型鳍片管三者的相互位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示，所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，包括由左支撑托板1、右支撑托板2、若干中间支撑托3、上横梁4、下横梁5及斜横梁6组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的双H型鳍片管7组成，每层换热直管组中相邻的双H型鳍片管7的鳍片8相对齐、并且相邻换热直管组的双H型鳍片管7的鳍片8也相对齐，使所有双H型鳍片管7的鳍片8共同形成若干列相对独立的第一过烟通道9，每层换热直管组中的双H型鳍片管7均通过若干换热弯管10两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与进水集箱11相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与出水集箱12相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的膜式防磨引流管屏13，膜式防磨引流管屏对换热直管组形成第一道防磨保护，这样可以更好地保护换热直管组，避免换热直管组的迎烟面受到烟道内烟气的直接冲刷，延长了换热装置的使用寿命每排膜式防磨引流管屏13均由若干与双H型鳍片管7相平行的防磨引流管131及扁钢132焊接而成，所有膜式防磨引流管屏13共同形成若干排相对独立的第二过烟通道14，在每层换热直管组与前方对应的膜式防磨引流管屏13之间的机架上还分别设置有一条能挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的U形梳状防磨瓦15，U形梳状防磨瓦15对换热直管组形成第二道防磨保护，可以更好地保护换热直管组，进一步避免换热直管组的迎烟面受到烟道内烟气的直接冲刷，进一步延长了换热装置的使用寿命；
在本实施例中，每排膜式防磨引流管屏13分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板16，在每个定位托板16上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏13中防磨引流管131管端的定位卡槽，两个定位托板16呈左右对称安装固定于呈相对设置的两个支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏13通过将其防磨引流管131的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板16上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板16上，在每个定位托板16顶部的前后两端分别设置有一个固定块17，在所有固定块17上均设置有限位孔，在每个定位托板16的前端分别设置有限位卡槽18，在膜式防磨引流管屏13的两侧还分别设置有一根L形插销19，每根L形插销19的长臂依次穿过同侧定位托板16上的所有固定块17上的限位孔后、该L形插销19的短臂正好可以向下卡入对应定位托板16前端的限位卡槽18中，从而将膜式防磨引流管屏13中防磨引流管131的两侧管端限位固定在对应的定位托板16，从而将膜式防磨引流管屏13限位固定支承在两个定位托板16上，这样拆装膜式防磨引流管屏13更方便；
在本实施例中，每根双H型鳍片管7的一侧管端均与左支撑托板1相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的中间支撑托板3及右支撑托板2且均不与中间支撑托板3及右支撑托板2相焊接固定，这样可以防止双H型鳍片管7在换热过程中因自身热胀冷缩而发生损坏，大大提高了设备的使用安全性；
在本实施例中，在进水集箱11的下部设置有与其连通且带有放水阀20的放水管21，在出水集箱12的上部设置有与其连通且带有放气阀22的放气管23，这样通过放水管21及放气管23可以自由调节蛇形换热管路中的压力；
在本实施例中，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的进口通过一根进水直管24与进水集箱11相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的进口分别通过一根进水鸭脖型弯管25与进水集箱11相连通，其中每根进水鸭脖型弯管25均由平行于进水直管22且连通对应蛇形换热管路进口的进水后段直管251、连通进水集箱11的进水前段斜管252、以及连接进水后段直管251与进水前段斜管252的进水中间连接管253组成，每根进水鸭脖型弯管25中的进水前段斜管252的轴心线与进水直管24的轴心线之间的夹角为45°，这样可以保证各蛇形换热管路中水的流速均衡；在本实施例中，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的出口通过一根出水直管26与出水集箱12相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的出口分别通过一根出水鸭脖型弯管27与出水集箱12相连通，其中每根出水鸭脖型弯管27均由平行于出水直管26且连通对应蛇形换热管路出口的出水后段直管271、连通出水集箱12的出水前段斜管272、以及连接出水后段直管271与出水前段斜管272的出水中间连接管273组成，每根出水鸭脖型弯管27中的出水前段斜管272的轴心线与出水直管26的轴心线之间的夹角为45°，这样可以进一步保证各蛇形换热管路中水的流速均衡；
在本实施例中，在机架的每根上横梁4的顶部左右两端均设置有一个定位销28，在机架的每根下横梁5的底部左右两端均设置有供上横梁4上的对应定位销28对接插入的定位座29，通过定位销28及定位座29的配合对接，可以实现任意数量换热装置的快速层叠安装，组合安装更方便；在本实施例中，在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板30，这样搬运安装换热装置更方便；在本实施例中。在所有中间支撑托板3上均设置有用以将穿过对应中间支撑托板的双H型鳍片管7限位固定在该中间支撑托板上的压条31，这样可以提高设备的稳定性与安全性；
在实际应用中，当换热装置的膜式防磨引流管屏13在使用一段时间后需要进行更换时，先将该需要更换的膜式防磨引流管屏两侧对应的L形插销19向上转动至短臂离开对应的限位卡槽18，然后再两根L形插销19向外拨出，此时即能进行膜式防磨引流管屏的更换，待更换完毕后，再将两根L形插销19的长臂重新插入对应固定块17上的限位孔、并将短臂向下卡入对应定位托板16前端的限位卡槽18，从而将膜式防磨引流管屏重新限位固定在对应的两个定位托板16上，通过上述操作，即完成了对膜式防磨引流管屏的更换，更换极其方便，大大提高了维修效率；
本发明的优点是：（1）采用多层多管路并行的布置方式，大大提高了换热效率，对烟气的降温效果好，从而大大提高了电除尘器的除尘效率；（2）通过U形梳状防磨瓦及膜式防磨引流管屏，可以有效防止烟道内的烟气直接冲刷磨损腐蚀双H型鳍片管，有效保护了双H型鳍片管，进而有效延长了换热装置的使用寿命；（3）所有的双H型鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的第一过烟通道，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的第二过烟通道，这样当烟道内原本无序的烟气经过依次经过两道过烟通道后会变得有序，并且此时烟气速度也会变低，不仅有利于双H型鳍片管对烟气的换热，而且也可以提高电除尘器的除尘脱硫效率；（4）各双H型鳍片管的H型鳍片及H型腔均能够增强烟气的湍动程度，改善烟气流动状况，进而强化了换热，提高了传热系数；并且各双H型鳍片管的鳍片自然形成通道后，不仅使换热器不易积灰和沾污，而且能使烟气阻力大大降低，使换热装置的空间极为紧凑，进而更大幅的降低排烟温度，当烟气温度降低后，烟气量相应下降，电除尘电场风速降低，有利于PM2.5细微粉尘的捕集，在大幅提高电除尘器的除尘效率的同时又能高效捕集SO3 ，保证燃煤电厂满足低排放要求，并有效减少SO3排放。
Claims (9)
1.大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：包括由若干平行间隔并列分布的支撑托板、上横梁、下横梁及斜横梁组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的双H型鳍片管组成，每层换热直管组中相邻的双H型鳍片管的鳍片相对齐、并且相邻换热直管组的双H型鳍片管的鳍片也相对齐，使所有双H型鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的第一过烟通道，每层换热直管组中的双H型鳍片管均通过若干换热弯管两两首尾相接而形成至少两路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与进水集箱相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与出水集箱相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的膜式防磨引流管屏，每排膜式防磨引流管屏均由若干与双H型鳍片管相平行的防磨引流管及扁钢焊接而成，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的第二过烟通道，在每层换热直管组与前方对应的膜式防磨引流管屏之间的机架上还分别设置有一条能挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根双H型鳍片管迎烟面的U形梳状防磨瓦。
2.根据权利要求1所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：每排膜式防磨引流管屏分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板，在每个定位托板上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏中防磨引流管管端的定位卡槽，两个定位托板呈左右对称安装固定于两个相对设置的支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏通过将其防磨引流管的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板上，在每个定位托板顶部的前后两端分别设置有一个固定块，在所有固定块上均设置有限位孔，在每个定位托板的前端分别设置有限位卡槽，在膜式防磨引流管屏的两侧还分别设置有一根L形插销，每根L形插销的长臂依次穿过同侧定位托板上的所有固定块上的限位孔后、该L形插销的短臂正好可以向下卡入对应定位托板前端的限位卡槽中，将膜式防磨引流管屏中防磨引流管的两侧管端限位固定在对应的定位托板，从而将膜式防磨引流管屏限位固定支承在两个定位托板上。
3.根据权利要求1所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：每根双H型鳍片管的一侧管端均与最左侧的支撑托板相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的支撑托板并且均不与任意支撑托板相焊接固定。
4.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：在进水集箱的下部设置有与其连通且带有放水阀的放水管，在出水集箱的上部设置有与其连通且带有放气阀的放气管。
5.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：每层换热直管组中的双H型鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的进口通过一根进水直管与进水集箱相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的进口分别通过一根进水鸭脖型弯管与进水集箱相连通，其中每根进水鸭脖型弯管均由平行于进水直管且连通对应蛇形换热管路进口的进水后段直管、连通进水集箱的进水前段斜管、以及连接进水后段直管与进水前段斜管的进水中间连接管组成，每根进水鸭脖型弯管中的进水前段斜管的轴心线与进水直管的轴心线之间的夹角为45°。
6.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：每层换热直管组中的双H型鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于中间的一条蛇形换热管路的出口通过一根出水直管与出水集箱相连通，每层三路独立并行的蛇形换热管路中位于两边的蛇形换热管路的出口分别通过一根出水鸭脖型弯管与出水集箱相连通，其中每根出水鸭脖型弯管均由平行于出水直管且连通对应蛇形换热管路出口的出水后段直管、连通出水集箱的出水前段斜管、以及连接出水后段直管与出水前段斜管的出水中间连接管组成，每根出水鸭脖型弯管中的出水前段斜管的轴心线与出水直管的轴心线之间的夹角为45°。
7.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：在机架的每根上横梁的顶部左右两端均设置有一个定位销，在机架的每根下横梁的底部左右两端均设置有供上横梁上的对应定位销对接插入的定位座。
8.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板。
9.根据权利要求1或2或3所述的大容量烟气余热利用低低温减排用防磨高效换热装置，其特征在于：在除左右两侧两块支撑托板外的所有支撑托板上均设置有用以将穿过该支撑托板的双H型鳍片管限位固定在该支撑托板上的压条。
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