CN114321964A - 旋流预热器、旋流空气预热器及旋流预热器的运行方法 - Google Patents

Abstract

一种旋流预热器、旋流空气预热器及旋流预热器运行方法，该旋流预热器包括：吸热段、放热段、加热管、控温调节阀、蒸汽输送管、冷凝水输送管以及放气阀。吸热段用于吸热，放热段用于放热，加热管与放热段配合，能够吸收由放热段放出的热能。吸热段与放热段通过蒸汽输送管以及冷凝水输送管形成有换热水回路，放气阀设置在换热水回路上、用于释放蒸汽以使得换热水回路形成负压回路。本发明通过设置蒸汽输送管以及冷凝水输送管构建出一个完整且相互关联的整体，本发明能够保证壁面温度可控可调。在保留热管换热器具有高效传热特性的同时，通过排气阀门组排放不凝气体有效解决相变换热器可能出现的老化问题，可使设备的使用周期大大延长。

Description

旋流预热器、旋流空气预热器及旋流预热器的运行方法

技术领域

本发明属于换热器设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种旋流预热器、一种旋流空气预热器以及一种旋流预热器的运行方法。

背景技术

目前，炼油化工装置所配备的燃烧器所使用的燃料中含硫量较低，这就可以使得燃烧器排放烟气的温度大幅度降低。

而常规的相变换热器一般都是在常压或正压工况下运行，这就要求烟气温度必须在100℃以上，烟气温度无法得到进一步降低，这样就会使得大量低温余热得不到回收利用，造成大量能源浪费。

发明内容

综上所述，如何提供一种适用于工况环境在100℃以下长周期安全正常运行的换热器，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种旋流预热器，该旋流预热器包括：

能够吸收烟气热量的吸热段；

能够释放热量的放热段；

与所述放热段热交换配合的加热管，于所述加热管上设置有能够对被加热介质的输送流量进行调控的控温调节阀；

设置于所述吸热段与所述放热段之间、用于将所述吸热段中产生的蒸汽输送至所述放热段中的蒸汽输送管；

设置于所述放热段与所述吸热段之间、用于将所述放热段中放热冷凝形成的冷凝水输送至所述吸热段中的冷凝水输送管，所述吸热段与所述放热段通过所述蒸汽输送管以及所述冷凝水输送管组成换热装置；

设置于所述换热凝水回路上、用于释放蒸汽以使得所述换热水回路形成负压回路的放气阀。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，与所述吸热段连接有用于向所述吸热段注水的注水管。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，于所述冷凝水输送管上设置有流量调节阀，用于调节冷凝水的回流速度。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，所述注水管与所述冷凝水输送管连接，所述注水管与所述冷凝水输送管的连接点位于所述流量调节阀与所述吸热段之间。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，所述放气阀与所述冷凝水输送管连接，所述放气阀与所述冷凝水输送管的连接点位于所述流量调节阀与所述放热段之间。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，于所述冷凝水输送管上设置有多个并联设置的分流支管，各个所述分流支管上均设置有一个所述流量调节阀。

优选地，在本发明所提供的旋流预热器中，所述蒸汽输送管为能够输送蒸汽的管路；所述吸热段与所述放热段通过所述蒸汽输送管直连；所述吸热段和所述放热段均具有多排翅片管组，沿烟气的流动方向，相邻两排翅片管组的翅片旋向不同。

本发明还提供了一种旋流空气预热器。在上述的旋流预热器中，该旋流预热器包括有加热管，加热管中流通有被加热介质，被加热介质为流体，可以为水，也可以是空气。本发明所提供的旋流空气预热器，基于上述的旋流预热器，特别限定了所述加热管中流通的被加热介质为空气。

本发明还提供了一种基于上述的旋流预热器的运行方法，在该运行方法中，本发明包括：

步骤一、所述吸热段正压状态下受热产生蒸汽；

步骤二、当放气阀有蒸汽排出时，关闭放气阀，关闭所述放气阀时，所述放气阀的排气口不产生负压，并且壁温温度在110℃以上，所述壁温温度用于表征所述吸热段的管壁温度；

步骤三、当调节所述控温调节阀使得放热段释放出的热量加大后，所述壁温温度降低，在低于100℃时，所述旋流预热器自动进入负压运行状态。

优选地，在本发明所提供的运行方法中，在所述步骤一中，首先向吸热段注水，在注水的同时放气阀保持打开状态。

优选地，在本发明所提供的运行方法中，在所述步骤二中，当放气阀有蒸汽排出时，手动控制所述流量调节阀的开度，以使得放气阀始终处于正压排气状态。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下有益技术效果：

本发明提供了一种旋流预热器，该旋流预热器包括：吸热段、放热段、加热管、控温调节阀、蒸汽输送管、冷凝水输送管以及放气阀。吸热段用于吸热，放热段用于放热，加热管与放热段配合，能够吸收由放热段放出的热能。吸热段与放热段通过蒸汽输送管以及冷凝水输送管形成有换热水回路，放气阀设置在换热水回路上、用于释放蒸汽以使得换热水回路形成负压回路。本发明所提供的分体式烟气余热利用装置是在原热管换热器的结构基础上，通过优化设计，分为上下两部分(吸热段与放热段)，并通过设置蒸汽输送管以及冷凝水输送管构建出一个完整且相互关联的整体，充分利用“相变换热”的传热学特性，通过“换热器”的其他增设部件(加热管上所设置的控温调节阀)来实现换热量的调节，保证壁面温度可控可调。在保留热管换热器具有高效传热特性的同时，通过排气阀门组排放不凝气体有效解决相变换热器可能出现的老化问题，可使设备的使用周期大大延长。

附图说明

图1为本发明实施例中旋流预热器的结构示意简图；

图2为本发明实施例中多排翅片管组的结构示意简图；

图3为图2中沿A-A线的剖视示意简图；

图4为图2中沿B-B线的剖视示意简图；

图5为本发明实施例中翅片管组的旋流预热的结构示意简图。

在图中，部件名称与附图标记的对应关系为：

吸热段1、放热段2、加热管3、控温调节阀4、蒸汽输送管5、冷凝水输送管6、放气阀7、注水管8、流量调节阀9、分流支管10、基管11、翅片12。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

另外，在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图1至5，图1为本发明实施例中旋流预热器的结构示意简图；图2为本发明实施例中多排翅片管组的结构示意简图；图3为图2中沿A-A线的剖视示意简图；图4为图2中沿B-B线的剖视示意简图；图5为本发明实施例中翅片管组的旋流预热的结构示意简图。

本发明提供了一种旋流预热器(或称分体可调烟气余热利用换热器)，该旋流预热器包括有吸热段1以及放热段2，吸热段1与放热段2可进行单独设置，在吸热段1与放热段2之间设置蒸汽输送管5与冷凝水输送管6，这样吸热段1、放热段2、蒸汽输送管5以及冷凝水输送管6就能够形成换热水回路，换热水在吸热段1中吸热变成蒸汽，由蒸汽输送管5输送到放热段2，蒸汽在放热段2中放热后冷凝变成冷凝水，再通过冷凝水输送管6回流到吸热段1再次进行加热蒸发。

在现有技术中，相变换热器都是处于常压运行或者正压运行，在常压运行或者正压运行过程中，水的蒸发温度至少为100℃，这就要求吸热段1所处环境温度(也就是烟道中的烟气温度)至少为100℃，烟气以不小于100℃的温度状态经过吸热段1后排放(烟气的排放温度还有待于进一步降低)，会造成大量余热流失，造成能源浪费。

为了进一步降低烟气的排放温度，同时，低温烟气(不大于100℃)又能够引起换热器中水的相变(由液态转变成气态)，这就需要对换热器进行结构优化，从而使得换热器能够在负压状态下运行，水在负压状态下沸点降低，这样就可以降低烟气温度，使得换热器能够获取更多的烟气余热，达到节能减排、提高余热能量利用率的目的。炼油化工装置所配备的燃烧器所使用的燃料中含硫量较低，对燃烧器所用的燃料成分进行分析计算，燃料露点温度可以低于100℃，例如50℃。

为了实现换热器的负压运行，在本发明中，该旋流预热器包括如下结构：能够吸收烟气热量的吸热段1；能够释放热量的放热段2；与放热段2热交换配合的加热管3，于加热管3上设置有能够对被加热介质的输送流量进行调控的控温调节阀4；设置于吸热段1与放热段2之间、用于将吸热段1中产生的蒸汽输送至放热段2中的蒸汽输送管5；设置于放热段2与吸热段1之间、用于将放热段2中放热冷凝形成的冷凝水输送至吸热段1中的冷凝水输送管6，吸热段1与放热段2通过蒸汽输送管5以及冷凝水输送管6形成有换热水回路；设置于换热水回路上、用于释放蒸汽以使得换热水回路形成负压回路的放气阀7。

吸热段1是设置在燃烧器尾部烟道中的设备，吸热段1由具有优良导热性能的金属材料制成，将吸热段1设置在烟道中，吸热段1的外侧面与烟道中的烟气接触，同时，吸热段1中还装载有水(或者其他的可相变的液体)，烟气中的热能就能够通过吸热段1被水吸收，水吸热后蒸发，变成饱和蒸汽。吸热段1设置在燃烧器尾部烟道中，在本发明正常运行状态下，吸热段1内装载的水的温度不会超过燃烧器尾部烟道中烟气的温度。在一个大气压下，水的沸点是100℃，也就是说吸热段1必须在不小于100℃的烟道环境中才能够运行，这样排烟温度较高(不小于100℃)。本发明通过设备运行前排放饱和蒸汽的方式进入运行状态，再通过对加热管3的控制，可以实现设备的负压运行，设备负压运行则水的沸点就会降低，例如下降到70℃-90℃，具体地，70℃、75℃、80℃、85℃、90℃，这样燃烧器尾部烟道中烟气的排放温度也会相应地下降，例如下降到80℃-95℃，具体地，80℃，余热能量回收率得到了提高。

吸热段1和放热段2均具有多排翅片管组，每排翅片管组包括多个间隔设置的翅片管，翅片管由基管11和设置在基管11外侧的翅片12组成，基管11用于水(或者蒸汽)或空气的流动，翅片12用于增加与烟气的接触面积，提高换热效率。翅片12呈螺旋状。参见图3-4，同一排翅片管组中相邻翅片管的翅片12的旋向(或称为翅片管的旋向)可以相同，如右旋或左旋。在其他的实施例中，参见图5，同一排翅片管组中相邻翅片管的翅片12的旋向(或称为翅片管的旋向)可以不相同，如相邻的两个翅片管中一个翅片管的翅片12的旋向为右旋，另一个翅片管的翅片12的旋向为左旋。

参见图2，沿烟气的流动方向，相邻两排翅片管组的翅片12旋向不同，例如第一排翅片管组的旋向为右旋，则第二排翅片管组的旋向为左旋，第三排翅片管组的旋向为右旋，……。某排翅片管组的翅片12旋向指的是该排翅片管组中位于首位或尾位的翅片管的旋向。

与吸热段1连接有蒸汽输送管5，蒸汽输送管5的管端与吸热段1的顶部连接，吸热段1中的水吸热蒸发上升，然后通过蒸汽输送管5从吸热段1中输出。在本发明的一个具体实施方式中，蒸汽输送管5采用金属管，并且，位于烟道外部的蒸汽输送管5的管段设置有保温层，用于降低热能流失。

放热段2设置在烟道的外部，放热段2由具有优良导热性能的金属材料制成，将放热段2设置在烟道的外部，蒸汽输送至放热段2后能够释放大量的热能，蒸汽放热冷凝成水，然后通过冷凝水输送管6回流到吸热段1中。

加热管3采用具有优良导热性能的金属材料制成，加热管3与放热段2热段热交换配合，具体是指通过设计人员的结构设计，在放热段2释放热能的同时，如果加热管3中有被加热介质流动，那么，放热段2所释放的热能就会被加热管3中的被加热介质吸收。

在本发明中，被加热介质为流体介质，通常情况下，被加热介质可以为水，也可以为空气。基于上述的旋流预热器，本发明还提供了一种旋流空气预热器，本发明所提供的旋流预热器与旋流空气预热器结构基本一致，不同的是，本发明所提供的旋流空气预热器特别限定了加热管3中流动的被加热介质为空气。相应地，当加热管3中流动的被加热介质为水(或者其他液体)时，该旋流预热器也可以称之为旋流液体预热器。

如果加热管3中的被加热介质一直处于流动状态，加热管3中被加热介质流量大小与放热段2的放热效率具有一定的比例关系，通俗来说就是：单位时间内流过加热管3的被加热介质越多，则带走的热能就越多，放热段2在单位时间内的放热量也就越高。在燃烧器正常工作状态下，烟气产生的量接近于定量，并且，烟气中所包含的热能基本恒定，那么吸热段1的吸热率就可以基本接近恒定，在吸热率恒定的前提下，就可以通过调节放热段2的放热率(也就是调节被加热介质流量的大小)，来调节换热器的运行温度，从而达到烟气排放温度的调节。当加热管3内输送的是空气，此时可以将旋流预热器称为旋流空气预热器。

本发明提供了一种分体式(吸热段1与放热段2分开设置)的、温度可调(吸热器的运行温度可调，或者说排放烟气温度可调)的烟气余热利用设备，在本发明中，吸热段1和放热段2之间设有饱和蒸汽上升管，用于吸热段1产生的热蒸汽输送至放热段2中，放热段2和吸热段1之间设有冷凝水下降管，用于放热段2中的蒸汽在放热后所冷凝形成的冷凝水回流至吸热段1中，同时，本发明在冷凝水下降管上还设置有流量调节阀9(用于调节冷凝水的回流速度或流量)以及注水管8，在注水管8上设置有进水阀门。本发明还设置了与放热段2采用可热交换的方式配合的加热管3，在加热管3中流通有被加热介质，被加热介质能够吸收放热段2放出的热量，在加热管3上设置有控温调节阀4，通过控温调节阀4来调节加热管3中被加热介质的流量，从而达到整个换热器运行温度的目的，进而达到调控烟气排放温度的目的。

本发明在投入使用前会设定一个烟气排放温度阈值，例如80℃(或者其他温度，例如82℃、85℃)，由吸热段1进行吸热、在放热段2进行放热，通过设置烟气温度传感器获取排放烟气的温度，当烟气排放温度超过或低于设定值时，可以开大或开小控温调节阀4，使得加热管3内流体流量增加(流量增加则吸热量大，设备运行温度就会下降)或减少(流量减小则吸热量小，设备运行温度就会上升)，来达到烟气排放温度调控的目的。还可以通过监控预设的壁面目标温度值，当壁面温度实测值超过或低于壁面目标温度值时，可以开大或开小控温调节阀4。壁面目标温度值＝露点温度值+A，A的取值范围可以是12℃-22℃，优选地，15℃-20℃，例如15℃、18℃、20℃。壁面温度实测值可以通过壁面显示仪显示。

本发明是一种旋流预热器。本发明在放热段2放热，加热了进入空气预热器末级入口的冷风温度(冷风由加热管3进行输送，并通过加热管3进行加热)，提高了进入空预器的壁面温度，从而保证设备免受低温腐蚀。本发明在吸热段1吸热，可以将烟气温度控制在100℃以下、酸露点温度以上，这样可以有效降低排烟温度，提高换热器的吸热量，不仅提高了余热热能的利用率，还能够使后续除尘器等免遭高温腐蚀，从而节约了燃料和减少了二氧化碳的排放。

本发明的创新重点在于：旋流预热器通过被加热介质流量(加热管3内的介质)的流量调节，实现对整个装置针对可能出现的不同最低壁面温度而进行的自动闭环控制，可以保证面对燃料种类变动引发酸露点变化后，对壁温同步可控可调。在保证设备安全运行的前提下，实现最大幅度回收烟气余热的节能目标。本发明在投入使用后，还能够减少二氧化碳的排放量，具有良好的社会、环境和经济效益。

具体地，本发明所提供的旋流预热器是在原热管换热器的结构基础上，通过优化设计，分为上下两部分(吸热段1与放热段2)，并通过设置蒸汽输送管5以及冷凝水输送管6构建出一个完整且相互关联的整体，充分利用“相变换热”的传热学特性，通过“换热器”的其他增设部件(加热管3上所设置的控温调节阀4)来实现换热量的调节，保证壁面温度可控可调。在保留热管换热器具有高效传热特性的同时，通过排气阀门组排放不凝气体有效解决相变换热器可能出现的老化问题，可使设备的使用周期大大延长。

本发明所提供的旋流预热器，吸热段1与放热段2组成换热水回路，在换热水回路中循环流通(在循环流通过程中，换热介质有相变，例如从液态变成气态，或者由气态变成液态)有换热介质(本发明优选为水作为换热介质)，在换热器工作过程中，会有换热介质损失(例如蒸汽排放)，那么在旋流预热器运行期间就需要适时向换热水回路补充换热介质(补充水)。因此，本发明还提供了注水管8，由注水管8向吸热段1注水补充换热介质。

由上述可知，本发明是通过吸热段1吸热实现对换热介质的加热，旋流预热器可负压运行，换热介质(水)就能够在低于100℃的温度下沸腾蒸发，水蒸气通过蒸发输送管路进入到放热段2，放热段2与加热管3配套使用，加热管3能够吸收放热段2放出的热量，放热段2中的蒸汽放热冷凝变成冷凝水通过冷凝水输送管6回流到加热段，为了实现对冷凝水回流流量的控制，本发明在冷凝水输送管6上设置了流量调节阀9，通过流量调节阀9对冷凝水的回流速度进行调节。基于上述结构，本发明将注水管8连接到了冷凝水输送管6上，并且，注水管8与冷凝水输送管6连接，注水管8与冷凝水输送管6的连接点位于流量调节阀9与吸热段1之间。因此，在加热段中装载的换热介质就可以通过冷凝回流以及主动补充的方式进行补给，避免“干锅”问题出现。

本发明所提供的旋流预热器是在负压工况下运行，负压运行的前提就是在换热器启动初期将冷空气排除、使高温蒸汽(110℃)充满整个换热水回路，然后在换热水回路密闭状态下通过加热管3进行吸热，降低换热水回路温度，实现换热器负压运行。因此，本发明必须要设置放气阀7，并且放气阀7安装到换热水回路中，以实现前期冷空气的排除。另外，在放热段2放热后，蒸汽变成冷凝水，冷凝水通过冷凝水输送管6回流到加热段中，这就要求冷凝水输送管6所输送的流体为液体(冷凝水)，为了保证系统稳定运行，应当尽量避免气体、液体混送的情况，那么，如果放热段2有蒸汽没有充分放热而以气态形式进入到冷凝水输送管6中，就应当将其排除。因此，本发明提出了如下结构优化：放气阀7与冷凝水输送管6连接，放气阀7与冷凝水输送管6的连接点位于流量调节阀9与放热段2之间，由流量调节阀9对冷凝水的输送进行限流，这样就可以将气体(蒸汽)以及液体(冷凝水)截流在冷凝水输送管6的上部，同时，在冷凝水输送管6的上部连接了放气阀7，那么就可以将气体充分排出，仅使得液体(冷凝水)经过流量调节阀9回流到吸热段1中，上述结构优化能够最大程度地保证系统稳定运行。

控温调节阀4是设置在加热管3上的流体流量调节阀9门类部件，控温调节阀4能够对加热管3中流通的被加热介质的流量进行控制，由上述可知，被加热介质的流量与温度调节有关，因此，本发明可以设置温度传感器、控制器以及控温调节阀4来实现系统的自动运行，即由温度传感器获取系统壁温，控制器根据系统壁温对控温调节阀4进行控制。而在换热器运行初期，需要换热器内迅速升温，此时就应当不对控温调节阀4进行自动调节，可以使其处于打开状态，开度小，因此，本发明所提供的控温调节阀4能够实现手动操控与自动控制的自由切换。

具体地，蒸汽输送管5为能够输送蒸汽的管路；吸热段1与放热段2通过蒸汽输送管5直连。

本发明还提供了一种旋流预热器的运行方法，该旋流预热器的运行方法的操作对象为上述的旋流预热器。

具体地，该旋流预热器包括有吸热段1、放热段2、蒸汽输送管5、冷凝水输送管6、加热管3、控温调节阀4、流量调节阀9、放气阀7以及注水管8，吸热段1与放热段2通过蒸汽输送管5和冷凝水输送管6连接形成水循环回路，在冷凝水输送管6上设置流量调节阀9，与冷凝水输送管6连接有注水管8，加热管3与放热段2配合，在加热管3上设置了控温调节阀4，与冷凝水输送管6连接有放气阀7。

在本发明的有一个优选实施方式中，于冷凝水输送管6上设置有多个并联设置的分流支管10，具体地，分流支管10设置有三个(也可以是两个，或者是四个)，每一个分流支管10上都设置有一个流量调节阀9。在本实施例中，流量调节阀9用于对冷凝水回流量进行调节，在冷凝水输送管6上设置有多个并联的分流支管10，并设置多个流量调节阀9从而便于调节冷凝水的流量。在分流支管10之间设置有隔板，从而将多个分流支管10相互隔离开。

分流支管10可以采用翅片管结构设计，这样可以释放一定量的热能，使得通过分流支管10的流体释放热能，如果分流支管10内流通的流体还有蒸汽，则蒸汽能够冷凝成液体，避免“汽液混流”造成设备运行不稳定的情况出现。

基于上述结构，本发明所提供的旋流预热器的运行方法具体包括如下步骤：

步骤一、吸热段1受热产生蒸汽。

在步骤一中，首先应当保证吸热段1内装载有足够量的水，以保证换热器正常运行。本发明所提供的换热器由于是一套相变式换热器，系统有蒸汽输送，因此，换热器整体可以视为是一个气密性的结构，因此，通过注水管8进行注水时，为了避免换热器内部压力升高影响注水，所以在注水的同时放气阀7保持打开状态，这样可以保持换热器内部压力平衡(常压)。

步骤二、当放气阀7有蒸汽排出时，关闭放气阀7，关闭放气阀前，控温调节阀通过手动控制方式打开。

在步骤二中，当放气阀7有蒸汽排出时，手动打开控温调节阀4的开度，然后调节流量调节阀9以使得放气阀7始终处于正压排气状态，此时壁温在110℃，例如110℃-150℃，优选地，120℃、130℃、140℃。在步骤二中，如果吸热段1一致持续吸热，那么换热器的运行温度会一直升高，换热器在高温下运行容易造成换热器损坏。因此，本发明需要手动控制控温调节阀4来调节换热器的壁温。在步骤二中，放气阀7在排放蒸汽的同时，还应当保证放气阀7一直有蒸汽排放，这样可以避免放气阀7出现负压吸附外部冷空气的问题出现。

步骤三、当放热段2释放出一定的热量后，换热器进入负压运行状态。

由上述结构设计可知，本发明提供了一种旋流预热器，通过对预热器的结构设计，可使其在100℃以下运行，燃烧炉排烟中的热能可以得到大幅度的回收利用，提高了燃烧炉的热效率，降低了燃料耗量和生产成本费用。

关于本发明中排烟温度低于100℃、换热器负压运行，是通过控温调节来调节被加热介质的流量来实现。吸热段受热产生蒸汽，放气阀(放气球阀)有气体排出，即开始排气；在排汽过程中将流量调节阀切换至自动控制模式，并设定控制目标值设为110℃，同时以排气口不产生负压(一直有蒸汽排出)为目的。排气结束后，将控温调节阀的控制由手动切换为自动状态，调节阀自动调整冷源流量，此后换热器显示壁温值分别在70℃。此时，排烟温度约为80℃，设备进入正常运行状况。

本发明负压运行不需要设置压强传感器，当排烟温度低于100℃时，设备就是出于负压运行状态，如果排烟温度高于100℃，设备则是处于正压运行状态。

本发明的具体使用操作如下：

1、旋流预热器在燃烧炉开始运行时，打开注水阀，开始注水，注水至吸热段的换热器腔内；

2、注水量达到设计要求时，关闭注水阀；

3、排气：注水时即可打开放气阀7，待吸热段1受热产生蒸汽，可见放气阀7有气体排出(有气体排出时，先是换热器内的空气，然后主要是排出高温蒸汽，蒸汽通常为白色，可以通过视觉直接观测到)，即开始排气；排气结束，关闭放气阀7。排气过程中以排气口不产生负压(如果产生负压，则出现吸气，那么排气口将不排放蒸汽，可以直接目测判断)、壁温显示仪显示温度在110℃以上为宜；

4、调节换热器壁面温度和排烟温度

排气结束后，根据需要调节被加热介质的流量，以设备壁温目标温度70℃为目标，投入自动调节被加热介质流量的控温调节阀，换热器可自动运行；此时炉子的排烟温度在80℃，实现换热器负压运行。

上述调节为双调节，也就是可以调节换热量(流量的调节，通过控温调节阀4来实现)，来实现最低壁面温度高于露点温度，也可以调节换热器内部介质冷凝水的回流量(通过流量调节阀9来实现)，来调节换热器的压力或温度，使得换热器的腔内压力或温度升高或降低。

本发明的有益效果是：通过换热流量的流量调节(通过控温调节阀4对被加热介质的输送流量进行调控)，实现对整个设备可能出现的不同最低壁面温度的闭环控制，最大幅度的降低排烟温度，对壁温同步可控可调，使得大量的低温余热得以安全有效利用；实现炉子的排烟温度在100℃以下。最低壁面温度是指换热器的管壁温度，也就是这个温度是根据炉子燃烧时的燃料成分计算出来的露点温度，只要最低壁面温度高于露点温度为设定温度；通过实施对换热器换热流量的调节，来保证最低壁面温度高于露点温度，从而保证了换热器的长周期安全运行。

在保证设备安全运行的前提下，实现最大幅度回收烟气余热的节能目标。减少CO₂排放量，具有良好的社会、环境和经济效益。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种旋流预热器，其特征在于，包括：

能够吸收烟气热量的吸热段(1)；

能够释放热量的放热段(2)；

与所述放热段热交换配合的加热管(3)，于所述加热管上设置有能够对被加热介质的输送流量进行调控的控温调节阀(4)；

设置于所述吸热段与所述放热段之间、用于将所述吸热段中产生的蒸汽输送至所述放热段中的蒸汽输送管(5)；

设置于所述放热段与所述吸热段之间、用于将所述放热段中放热冷凝形成的冷凝水输送至所述吸热段中的冷凝水输送管(6)，所述吸热段与所述放热段通过所述蒸汽输送管以及所述冷凝水输送管组成换热装置；

设置于所述换热凝水回路上、用于释放蒸汽以使得所述换热水回路形成负压回路的放气阀(7)。

2.根据权利要求1所述的旋流预热器，其特征在于，

与所述吸热段连接有用于向所述吸热段注水的注水管(8)；

于所述冷凝水输送管上设置有流量调节阀(9)，用于调节冷凝水的回流速度。

3.根据权利要求2所述的旋流预热器，其特征在于，

所述注水管与所述冷凝水输送管连接，所述注水管与所述冷凝水输送管的连接点位于所述流量调节阀与所述吸热段之间。

4.根据权利要求2所述的旋流预热器，其特征在于，

所述放气阀与所述冷凝水输送管连接，所述放气阀与所述冷凝水输送管的连接点位于所述流量调节阀与所述放热段之间。

5.根据权利要求2所述的旋流预热器，其特征在于，

于所述冷凝水输送管上设置有多个并联设置的分流支管，各个所述分流支管上均设置有一个所述流量调节阀。

6.根据权利要求1所述的旋流预热器，其特征在于，

所述蒸汽输送管为能够输送蒸汽的管路；

所述吸热段与所述放热段通过所述蒸汽输送管直连；

所述吸热段和所述放热段均具有多排翅片管组，沿烟气的流动方向，相邻两排翅片管组的翅片旋向不同。

7.一种旋流空气预热器，其特征在于，

包括有如权利要求1-6中任一项所述的旋流预热器；

所述旋流预热器包括有加热管，所述加热管中流通的被加热介质为空气。

8.一种权利要求1-6中任一项所述的旋流预热器的运行方法，其特征在于，包括：

步骤一、所述吸热段正压状态下受热产生蒸汽；

步骤二、当放气阀有蒸汽排出时，关闭放气阀，关闭所述放气阀时，所述放气阀的排气口不产生负压，并且壁温温度在110℃以上，所述壁温温度用于表征所述吸热段的管壁温度；

步骤三、当调节所述控温调节阀使得放热段释放出的热量加大后，所述壁温温度降低，在低于100℃时，所述旋流预热器自动进入负压运行状态。

9.根据权利要求8所述的运行方法，其特征在于，

在所述步骤一中，首先向吸热段注水，在注水的同时放气阀保持打开状态。

10.根据权利要求8或9所述的运行方法，其特征在于，

在所述步骤二中，当放气阀有蒸汽排出时，手动控制所述流量调节阀的开度，以使得放气阀始终处于正压排气状态。

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