CN108801001A - 改性塑料管式烟气-烟气换热系统 - Google Patents

改性塑料管式烟气-烟气换热系统 Download PDF

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张召波
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刘超
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Abstract

一种改性塑料管式烟气‑烟气换热系统，包括壳体，上管板，下管板，支撑底板，中部管板，换热管，上部密封圈，下部密封圈，中部密封圈，垂直方向安装在壳体上部的原烟气进口变径段，安装在原烟气进口变径段内部的若干个原烟气导流板，垂直方向安装在壳体下部的原烟气出口变径段，水平方向安装在壳体一侧的净烟气进口变径段，安装在净烟气进口变径段内部的若干个净烟气导流板，水平方向安装在壳体另一侧的净烟气出口变径段。本发明烟气流场均匀，密封良好，支撑可靠，缓冲性强，受力均匀，换热管性能优良。可广泛应用于低温烟气‑烟气换热系统中。

Description

改性塑料管式烟气-烟气换热系统
技术领域
本发明涉及一种改性塑料管式烟气-烟气换热系统，可广泛应用于低温烟气-烟气换热系统中。
背景技术
自2016年1月上海市开始实施消除石膏雨、有色烟羽等现象的环保政策后，浙江、天津、河北、山西等地陆续颁布相关环保政策，对湿法脱硫有色烟羽进行控制。
现有的烟气换热系统，是以热媒水为介质的烟气再热系统，烟气取热器与烟气再热器分别布置在原烟道与净烟道上，热媒水侧为水泵驱动的闭式循环系统，自烟气取热器吸热后进入烟气再热器放热，使净烟气升温后排放，需要新增水侧管路及传动件，系统复杂，投资高，运行费用高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟气流场均匀、密封良好、支撑可靠、缓冲性强、受力均匀、换热管性能优良的改性塑料管式烟气-烟气换热系统。
为了达到上述目的，本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，包括壳体，安装在壳体顶面上并设有若干定位孔的上管板，安装在壳体底面上并设有与上管板定位孔轴向相对应的若干定位孔的下管板，位于下管板下方、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干个小孔并安装在壳体上的支撑底板，位于壳体中部、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干定位孔并安装在壳体上的中部管板，位于壳体内部、上端带有螺纹通过螺母扣螺纹连接、下端由支撑底板支撑并穿过定位孔的若干个换热管，在换热管外壁与上管板定位孔之间设置的上部密封圈，在换热管外壁与下管板定位孔之间设置的下部密封圈，在换热管外壁与中部管板定位孔之间设置的中部密封圈，垂直方向安装在壳体上部的原烟气进口变径段，安装在原烟气进口变径段内部的若干个原烟气导流板，垂直方向安装在壳体下部的原烟气出口变径段，水平方向安装在壳体一侧的净烟气进口变径段，安装在净烟气进口变径段内部的若干个净烟气导流板，水平方向安装在壳体另一侧的净烟气出口变径段。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，均为上下台阶式的台阶筒形密封圈。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的台阶筒形密封圈，其内壁设有螺纹。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，其材质均为橡胶。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的螺母扣，压靠台阶筒形密封圈的上台阶并将换热管紧固到上管板上。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的支撑底板，其小孔内径略小于换热管内径。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的支撑底板，其小孔内径等于换热管内径。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，为直管。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，为圆形翅片管。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，其材质为改性塑料。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的改性塑料，是一种碳纤维增强聚苯硫醚纳米复合材料。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，从锅炉引风机出来后，到进入吸收塔之前都叫脱硫原烟气，从吸收塔出来后的烟气中，大部分硫氧化物被吸收，所以出来的烟气称之为净烟气。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其工作原理是：由脱硫塔入口来的高温原烟气进入原烟气进口变径段，进而进入换热管，同时，由脱硫塔出口来的低温净烟气进入净烟气进口变径段，进而横掠换热管。原烟气与净烟气在换热管区域交叉流动，进行热交换，使原烟气温度降低，净烟气温度升高，进而原烟气进入原烟气出口变径段，净烟气进入净烟气出口变径段，流出换热器。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的原烟气进口变径段布置有原烟气导流板，净烟气进口变径段布置有净烟气导流板，使原烟气、净烟气流场均匀。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述换热管，是一种碳纤维增强聚苯硫醚纳米复合材料，呈刚性，可为直管或圆形翅片管，管外径为40~80mm，壁厚为2.0~4.0mm，翅片高度15~30mm，厚度1.5~2.5mm。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，在换热管与管板间采用橡胶材质密封圈部件，具有三个作用：
（1）在上管板与下管板的密封圈，能够对原烟气进行密封，防止其泄露进入净烟气侧，密封良好；
（2）密封圈内部为内螺纹结构，有利于提高组装效率，同时换热管对内螺纹产生挤压，摩擦力使密封圈对换热管具有一定支撑、定位作用；
（3）由于烟气对换热管的冲刷速度较高，密封圈能够起到缓冲作用，缓冲性强。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，对换热管采用双支撑结构，一是换热管上端部连接有螺母扣，螺母扣外径大于管板孔径，使其受力向下时能够牢牢压在密封圈及上管板上；二是支撑底板对换热管的支撑作用，换热管壁直立放置于支撑底板上，因此，支撑可靠，受力均匀。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的材质为改性塑料的换热管，经过各项严格的腐蚀、温度、力学破坏的试验验证，具有以下优良性能：
（1）优良的耐腐蚀性：可在70℃15%的盐酸、50%的硫酸、15%的硝酸和磷酸、5%的氢氟酸介质中长期无腐蚀；
（2）优良的耐温性能：最高使用温度260℃，长期可靠使用温度200℃；
（3）优良的导热性能：各向异性材料，最小导热系数约为4.3W/(m·K)，约氟塑料的15倍，不锈钢的1/4；
（4）强度高、抗渗性强：最高使用压力2.0Pa，长期可靠使用压力1.6MPa。水压2.0MPa，保压24小时，管子外表无渗漏，表压无变化；
（5）优良的阻垢性、较好的耐磨性能：换热管表面非常光滑，且在高温、高压成型时，形成的表面层非常致密，加之配方中添加的无机材料又具有优良润滑性能，因此材料具有优良的耐磨性及阻垢性。特别在腐蚀环境下使用，比碳钢管的阻垢性能更加优良；
（6）质量轻：材料比重仅为1.7～1.8g/cm3，不足钢材的1/4。使设备重量大幅降低，节省大量支撑材料及安装费用；
（7）加工性能：可采用注塑加工工艺；
（8）材料成本较低，综合经济性优良。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，采用模块化设计，便于运输、现场吊装及检修。
综上所述，本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，烟气流场均匀，密封良好，支撑可靠，缓冲性强，受力均匀，换热管性能优良。
附图说明
以下结合附图及其实施例对本发明作更进一步的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图2中的Ⅰ处局部放大结构示意图；
图4是图2中的Ⅱ处局部放大结构示意图；
图5是图2中的Ⅲ处局部放大结构示意图。
具体实施方式
在图1～图5中，本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，包括壳体1，安装在壳体顶面上并设有若干定位孔的上管板2，安装在壳体底面上并设有与上管板定位孔轴向相对应的若干定位孔的下管板3，位于下管板下方、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干个小孔a并安装在壳体上的支撑底板4，位于壳体中部、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干定位孔并安装在壳体上的中部管板5，位于壳体内部、上端带有螺纹通过螺母扣16螺纹连接、下端由支撑底板支撑并穿过定位孔的若干个换热管6，在换热管外壁与上管板定位孔之间设置的上部密封圈7，在换热管外壁与下管板定位孔之间设置的下部密封圈8，在换热管外壁与中部管板定位孔之间设置的中部密封圈9，垂直方向安装在壳体上部的原烟气进口变径段10，安装在原烟气进口变径段内部的若干个原烟气导流板11，垂直方向安装在壳体下部的原烟气出口变径段12，水平方向安装在壳体一侧的净烟气进口变径段13，安装在净烟气进口变径段内部的若干个净烟气导流板14，水平方向安装在壳体另一侧的净烟气出口变径段15。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，均为上下台阶式的台阶筒形密封圈。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的台阶筒形密封圈，其内壁设有螺纹。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，其材质均为橡胶。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的螺母扣，压靠台阶筒形密封圈的上台阶并将换热管紧固到上管板上。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的支撑底板，其小孔内径略小于换热管内径。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的支撑底板，其小孔内径等于换热管内径。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，为直管。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，为圆形翅片管。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的换热管，其材质为改性塑料。
本发明改性塑料管式烟气-烟气换热系统，所述的改性塑料，是一种碳纤维增强聚苯硫醚纳米复合材料。
此外，图中，原烟气流动方向b，净烟气流动方向c。

Claims (11)

1.一种改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，包括壳体，安装在壳体顶面上并设有若干定位孔的上管板，安装在壳体底面上并设有与上管板定位孔轴向相对应的若干定位孔的下管板，位于下管板下方、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干个小孔并安装在壳体上的支撑底板，位于壳体中部、设有与上管板及下管板定位孔轴向相对应的若干定位孔并安装在壳体上的中部管板，位于壳体内部、上端带有螺纹通过螺母扣螺纹连接、下端由支撑底板支撑并穿过定位孔的若干个换热管，在换热管外壁与上管板定位孔之间设置的上部密封圈，在换热管外壁与下管板定位孔之间设置的下部密封圈，在换热管外壁与中部管板定位孔之间设置的中部密封圈，垂直方向安装在壳体上部的原烟气进口变径段，安装在原烟气进口变径段内部的若干个原烟气导流板，垂直方向安装在壳体下部的原烟气出口变径段，水平方向安装在壳体一侧的净烟气进口变径段，安装在净烟气进口变径段内部的若干个净烟气导流板，水平方向安装在壳体另一侧的净烟气出口变径段。
2.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，均为上下台阶式的台阶筒形密封圈。
3.一种权利要求2所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的台阶筒形密封圈，其内壁设有螺纹。
4.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的上部密封圈、中部密封圈、下部密封圈，其材质均为橡胶。
5.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的螺母扣，压靠台阶筒形密封圈的上台阶并将换热管紧固到上管板上。
6.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的支撑底板，其小孔内径略小于换热管内径。
7.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的支撑底板，其小孔内径等于换热管内径。
8.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的换热管，为直管。
9.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的换热管，为圆形翅片管。
10.一种权利要求1所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的换热管，其材质为改性塑料。
11.一种权利要求10所述的改性塑料管式烟气-烟气换热系统，其特征在于，所述的改性塑料，是一种碳纤维增强聚苯硫醚纳米复合材料。
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