CN115539928A - 一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器 - Google Patents

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叶晨涛
徐敬玉
姜晓明
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Abstract

本发明公开了一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，属于换热器技术领域，该自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，包括烟气计量器，安装在烟气进口的位置处；换热器本体；冷凝器，所述冷凝器的表面设置有蒸汽入口和冷凝水出口，所述冷凝器的内部与所述换热器本体进行连通；烟气监测装置，安装在烟气进口的位置，用于检测烟气的温度、水分和硫分。通过在烟气进口处设置烟气计量器和烟气监测装置，对烟气的温度、水分、硫分进行检测，烟气监测装置自动计算烟气酸露点，在通过工控机控制工艺水进口水量，从而控制换热本体内工质蒸发的压力和温度，维持壁面温度在烟气酸露点之上，避免换热管酸腐蚀，提高换热器本体的使用寿命。

Description

一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器
技术领域
本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器。
背景技术
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
烟气酸露点是电站锅炉稳定运行的影响因素之一。专利号为CN 202110999747.2的中国专利公开了一种高效抗露点腐蚀的空调主机系统，包括相变锅炉、冷水/热泵机组和烟气换热器组件；所述相变锅炉的高温烟气出口连接烟气换热器组件的烟气进口，所述烟气换热器组件与冷水/热泵机组的蒸发器相连；所述冷水/热泵机组的冷凝器连接相变锅炉的进水口。
由于锅炉的燃料中通常含有一定量的硫、氮和碳等元素,因而其尾部烟气中含有SO2、SO3、NO、NO2、CO和CO2等酸性气体,在低温条件下这些酸性气体与烟气中的水蒸气进一步结合形成相应的酸蒸气。利用换热器在电站的内部进行使用时，产生的酸气会对换热器的表面产生腐蚀，从而导致换热器的表面毁坏，不仅影响换热器的使用寿命，同时还增加了使用成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，以解决上述背景技术中提出现有的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器在使用过程中，由于锅炉产生的酸性气体在低温条件下与蒸汽形成对应的酸蒸汽，从而导致换热器的表面毁坏，不仅影响换热器的使用寿命，同时还增加了使用成本的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，包括烟气计量器，安装在烟气进口的位置处；
换热器本体；
冷凝器，所述冷凝器的表面设置有蒸汽入口和冷凝水出口，所述冷凝器的内部与所述换热器本体进行连通；
烟气监测装置，安装在烟气进口的位置，用于检测烟气的温度、水分和硫分，与所述烟气计量器配合使用；
工控机，与所述烟气监测装置进行数字化通讯，且能够控制所述冷凝器内部的工艺进出水。
优选的，还包括清洁装置，包括温度检测器和吹灰器，安装在所述换热器本体的表面，所述吹灰器安装在所述换热器本体的周围，且风口朝向所述吹灰器。
优选的，所述换热器本体内部循环工质设置为吸湿性水溶液。
优选的，所述换热器本体的表面安装有上联箱，所述冷凝器的内部凝水管道与所述上联箱连通。
优选的，所述温度检测器的数量设置有多个，均匀横向阵列安装在所述换热器本体的表面。
优选的，所述吹灰器的数量设置有多个，且对称安装在所述换热器本体的两侧。
优选的，所述工控机接收所述温度检测器的数据并控制所述吹灰器。
优选的，还包括温度显示仪，用于安装在烟气出口的位置。
优选的，所述换热器本体的表面安装有下联箱，所述冷凝器的内部凝水管道与所述下联箱连通。
优选的，所述换热器本体的材料为抗腐蚀性材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过在烟气进口处设置烟气计量器和烟气监测装置，对烟气的温度、水分、硫分进行检测，烟气监测装置自动计算烟气酸露点，在通过工控机控制工艺水进口水量，从而控制换热本体内工质蒸发的压力和温度，维持壁面温度在烟气酸露点之上，避免换热管酸腐蚀，提高换热器本体的使用寿命。
2、通过设置温度检测器检测管壁温度与烟气温度的差值，当差值大于设定值时，判断为壁面结垢堵塞，并自动开启吹灰器吹灰，不需要一直启动吹灰器，不仅能够节约成本，同时也能够适时的对换热器本体进行吹灰，延长使用寿命。
3、设置可拆式的冷凝器，对比管壳式换热器，能够减轻设备重量，同时便于工作人员进行维护
附图说明
图1为本发明的烟气流程走向结构示意图。
图中：1、烟气计量器；2、换热器本体；3、冷凝器；4、蒸汽入口；5、冷凝水出口；6、烟气监测装置；7、工控机；8、清洁装置；81、温度检测器；82、吹灰器；9、上联箱；10、温度显示仪；11、下联箱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，包括烟气计量器1，安装在烟气进口的位置处；
换热器本体2；
冷凝器3，所述冷凝器3的表面设置有蒸汽入口4和冷凝水出口5，所述冷凝器3的内部与所述换热器本体2进行连通；
烟气监测装置6，安装在烟气进口的位置，用于检测烟气的温度、水分和硫分，与所述烟气计量器1配合使用；
工控机7，与所述烟气监测装置6进行数字化通讯，且能够控制所述冷凝器3内部的工艺进出水。
本实施方案中，通过在烟气进口处设置烟气计量器1和烟气监测装置6，对烟气的温度、水分、硫分进行检测，烟气监测装置6自动计算烟气酸露点，在通过工控机7控制工艺水进口水量，从而控制换热本体2内工质蒸发的压力和温度，维持壁面温度在烟气酸露点之上，避免换热管酸腐蚀。
具体的，还包括清洁装置8，包括温度检测器81和吹灰器82，安装在所述换热器本体2的表面，所述吹灰器82安装在所述换热器本体2的周围，吹灰器布置在换热器本体2两侧(垂直于烟气流动方向)。
本实施例中，温度检测器81检测管壁温度与烟气温度的差值，当差值大于设定值时，判断为壁面结垢堵塞，并自动开启吹灰器82吹灰，不需要一直启动吹灰器82，不仅能够节约成本，同时也能够适时的对换热器本体2进行吹灰，延长使用寿命。
具体的，所述换热器本体2内部循环工质设置为吸湿性水溶液。
本实施例中，利用吸湿性水溶液，仅需较低的运行压力即可实现较高的相变温度，能够提高整个系统运行的安全性，吸湿性水溶液内部包含表面活性剂或缓蚀剂。
具体的，所述换热器本体2的表面安装有上联箱9，所述冷凝器3的内部凝水管道与所述上联箱9连通。
本实施例中，利用上联箱9连通换热器本体2的内部，可以避免换热管内干烧，增加系统运行安全性。
具体的，所述温度检测器81的数量设置有多个，均匀横向阵列安装在所述换热器本体2的表面。
本实施例中，主要是安装在换热器本体2内部换热管表面，由于换热器本体1的长度宽度较大，因此使用四个温度检测器81进行测量，提高测量的准确性。
具体的，所述吹灰器82的数量设置有多个，且对称安装在所述换热器本体2的两侧。
本实施例中，利用两边的吹灰器82进行吹灰功能，使得吹灰强度更强，效果更好。
具体的，所述工控机7接收所述温度检测器81的数据并控制所述吹灰器82。
本实施例中，利用工控机7控制吹灰器82的启动，使用一个工控机7就可以完成工艺水的进出口的量控制，以及吹灰器82的控制，减少投资的成本。
具体的，还包括温度显示仪10，用于安装在烟气出口的位置。
本实施例中，对出来的烟气进行温度的检测，便于工作人员进行数据的记录
具体的，所述换热器本体2的表面安装有下联箱11，所述冷凝器3的内部凝水管道与所述下联箱11连通。
本实施例中，进一步避免换热器本体2内部管道的干烧。
具体的，所述换热器本体2的材料为抗腐蚀性材料。
本实施例中，从材质上减少酸性气体对换热器本体2产生的影响。
本发明的工作原理及使用流程：在烟气进口处设置烟气计量器1和烟气监测装置6，对烟气的温度、水分、硫分进行检测，烟气监测装置6自动计算烟气酸露点，在通过工控机7控制工艺水进口水量，从而控制换热本体1内工质蒸发的压力和温度，维持壁面温度在烟气酸露点之上，同时温度检测器81对换热器本体2的表面进行温度的检测，超出工控机7内部设置的差值，就会自动启动吹灰器82，进行吹灰，最后烟气从出口流出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：包括烟气计量器(1)，安装在烟气进口的位置处；
换热器本体(2)；
冷凝器(3)，所述冷凝器(3)的表面设置有蒸汽入口(4)和冷凝水出口(5)，所述冷凝器(3)的内部与所述换热器本体(2)进行连通；
烟气监测装置(6)，安装在烟气进口的位置，用于检测烟气的温度、水分和硫分，与所述烟气计量器(1)配合使用；
工控机(7)，与所述烟气监测装置(6)进行数字化通讯，且能够控制所述冷凝器(3)内部的工艺进出水。
2.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：还包括清洁装置(8)，包括温度检测器(81)和吹灰器(82)，安装在所述换热器本体(2)的表面，所述吹灰器(82)安装在所述换热器本体(2)的周围。
3.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述换热器本体(2)内部循环工质设置为吸湿性水溶液。
4.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述换热器本体(2)的表面安装有上联箱(9)，所述冷凝器(3)的内部凝水管道与所述上联箱(9)连通。
5.根据权利要求2所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述温度检测器(81)的数量设置有多个，均匀横向阵列安装在所述换热器本体(2)的表面。
6.根据权利要求2所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述吹灰器(82)的数量设置有多个，且对称安装在所述换热器本体(2)的两侧。
7.根据权利要求2所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述工控机(7)接收所述温度检测器(81)的数据并控制所述吹灰器(82)。
8.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：还包括温度显示仪(10)，用于安装在烟气出口的位置。
9.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述换热器本体(2)的表面安装有下联箱(11)，所述冷凝器(3)的内部凝水管道与所述下联箱(11)连通。
10.根据权利要求1所述的一种自动控温避免烟气酸腐蚀的相变式换热器，其特征在于：所述换热器本体(2)的材料为抗腐蚀性材料。
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