CN202158578U - 三次换热加热风的复合水循环换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三次换热加热风的复合水循环换热器，其包括一相变换热器，还包括一列管式换热器、水泵及加热器；所述相变换热器通过蒸汽上升管和液体下降管与所述列管式换热器连接；该列管式换热器通过热媒水管道与所述加热器连接；所述水泵位于所述列管式换热器与所述加热器之间。本实用新型很好的解决了现有技术的问题，节约能耗的同时增加了余热回收的效率，对改造工程无条件限制，具有很好的应用前景和市场前景，本实用新型提出的利用锅炉烟气余热加热一次风和二次风，为应用排烟余热利用技术探索出一条新途径。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热器，具体地说是一种三次换热加热风的复合水循环换热器。
背景技术
众所周知，目前大型电站锅炉主要是煤粉炉和循环流化床锅炉，在良好运行的前提下，这些锅炉的热效率是大于90％的。其主要的热损失来源于两个方面：固体未完全燃烧损失和排烟热损失。这里面，排烟热损失占了大部分，约5-7％。烟气余热回收，即是通过换热器进一步降低排烟温度，回收这部分热量，用以加热水或者助燃风等各种冷源。但是，对于以发电为主的大型凝气式机组，由于加热凝结水存在冷源损失，烟气余热回收的效率很低，而加热助燃风往往能取得很好的节能收益。
为了确保不发生低温酸露腐蚀，需确保烟气侧换热器的壁面温度高于酸露点。目前该领域主要的技术有热管技术，低压省煤器技术和复合相变换热器技术。这些技术中，热管技术存在宜失效的问题，使用寿命短；低压省煤器技术不能直接用于加热助燃风；仅有复合相变换热器技术能利用相变换热器产生的蒸汽加热助燃风，但是，其具有如下技术问题：
a.相变换热器从烟气中吸收热量再去加热助燃风的过程，对相变介质来说，是一个自然循环的过程。这就要求风道中换热器的标高必须比烟道中换热器的标高要高至少3米，且相隔的距离不能太远。这个要求对改造工程来说是较难完全满足的。
b.由于自然循环对换热器布置的位置要求较高，风道中的换热器可能不得不布置到风机前。这样的话，一方面换热器带来了净阻力，另一方面由于助燃风体积的增大，导致鼓风机的出力大大增加，其增加的电耗会占掉节能量中很大的一部分。同时，由于进入鼓风机的助燃风温度的上升，可能导致鼓风机轴承超温，出现安全问题。
c.为了确保烟道中换热器的壁温在酸露点之上，冷源的吸热量需要调节，现有技术采用加空气旁路调节阀的办法，这种调节方式增加了大型运动部件，系统复杂，调节的动态特性也不是特别好。
d.在对壁温的测量方面，传统的方法是将热电阻焊接在螺旋翅片上，直接测量翅片的温度。这样有两个问题，一个问题是烟气中飞灰浓度一般比较高，对热电阻的磨损严重，热电阻需要做特殊的防磨设计；二是较难保证热电阻与翅片的紧密接触，测量的结果较难反映真实的壁温情况。
因此如何解决现有技术中存在的问题成为本领域技术人员研究的热点。
实用新型内容
本实用新型目的在于弥补现有技术烟气回收余热系统的缺陷而提出一种三次换热加热风的复合水循环换热器。
本实用新型特别适合于30万kW以上的大型电站锅炉。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下具体技术方案：
一种三次换热加热风的复合水循环换热器，其包括一相变换热器，还包括一列管式换热器、水泵及加热器；所述相变换热器通过蒸汽上升管和液体下降管与所述列管式换热器连接；该列管式换热器通过热媒水管道与所述的加热器连接；所述水泵位于所述列管式换热器与所述加热器之间。
所述水泵为变频水泵。
所述列管式换热器壳程内设有热感应元件。
所述热感应元件与所述变频水泵之间设有自控装置。
所述相变换热器与一锅炉尾部烟道连接。
所述加热器可以为一次风或二次风加热器。
所述加热器分别与鼓风机出口风道和空气预热器进口风道连接。
本实用新型的有益效果：
本实用新型很好的解决了现有技术的问题，节约能耗的同时增加了余热回收的效率，对改造工程无条件限制，具有很好的应用前景和市场前景，本实用新型提出加热一次风和二次风，为应用排烟余热利用技术探索出一条新途径。具体有益效果如下：
(1)本实用新型用来传递热量的热媒水通过泵采用强制循环的方式，这样对风道中换热器的安装位置没有要求，可以安装到鼓风机后，减小了鼓风机的耗电的增加量，也不存在鼓风机轴承超温的问题；采用变频泵的方式调节助燃风的吸热量，替代了空气旁路调节阀，降低了控制方面的投资和检修的工作量。
(2)为了保持烟道中相变换热器壁温高于某一个设定值(该值一般较酸露点高10-15℃)，当锅炉的排烟温度频繁变化时，热媒水的流量也会相应的发生变化。与传统的采用电动调节阀控制水量相比，采用变频泵控制水量，更符合系统节能的要求。
(3)本实用新型采用将热电阻(热感应元件)布置在列管式换热器壳程内的办法，充分利用了相变换热的换热系数大，壳程内蒸汽温度极其接近壁面温度的特点，通过监测蒸汽温度来监测壁面温度，解决了以前传统方法面临的两个难题。
本实用新型的可实施性和突出实质性特点以及积极效果可通过以下实例得以体现，但不限制其范围。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种三次换热加热风的复合水循环换热器，其包括一相变换热器1，还包括一列管式换热器2、变频水泵4及加热器3；所述相变换热器1通过蒸汽上升管5和液体下降管6与所述列管式换热器2连接；该列管式换热器2通过热媒水管道与所述加热器3连接；所述变频水泵4位于所述列管式换热器2与所述加热器3之间。
所述列管式换热器2壳程内设有热感应元件(热电阻)。
所述热感应元件与所述变频水泵4之间设有自控装置8。
所述相变换热器1与一锅炉尾部烟道7连接。
所述加热器3为一次风或二次风加热器。
所述加热器3分别与鼓风机出口风道31和空气预热器进口风道32连接。
本实用新型在使用时，锅炉烟气通过锅炉尾部烟道进入相变换热器中进行第一次热交换，相变换热器中的介质吸收热量后变为汽态蒸汽，通过蒸汽上升管进入列管式换热器中，在列管式换热器中进行第二次热交换，列管式换热器中的液态水吸收热量后进入循环的热媒水管道。蒸汽热量被吸收后温度降低转化为冷凝液体，液体通过液体下降管回到相变换热器中循环。热媒水进入加热器中第三次热交换，加热一次风或二次风，热能得到充分利用。
为了保持烟道中换热器壁温高于某一个设定值(该值一般较酸露点高10-15℃)，当锅炉的排烟温度频繁变化时，自控装置控制变频水泵，热媒水的流量也会相应的发生变化。与传统的采用电动调节阀控制水量相比，本实用新型相变换热器1的壁温控制取决于热媒水的流量，该流量是通过变频水泵来控制的。变频水泵4频率控制的输入信号来源于布置在列管式换热器壳程内的热感应元件测量的蒸汽温度，此结构更符合系统节能的要求。
Claims (7)
1.一种三次换热加热风的复合水循环换热器，其包括一相变换热器，其特征在于，还包括一列管式换热器、水泵及加热器；所述相变换热器通过蒸汽上升管和液体下降管与所述列管式换热器连接；该列管式换热器通过热媒水管道与所述加热器连接；所述水泵位于所述列管式换热器与所述加热器之间。
2.根据权利要求1所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述水泵为变频水泵。
3.根据权利要求2所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述列管式换热器壳程内设有热感应元件。
4.根据权利要求3所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述热感应元件与所述变频水泵之间设有自控装置。
5.根据权利要求4所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述相变换热器与一锅炉尾部烟道连接。
6.根据权利要求5所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述加热器为一次风或二次风加热器。
7.根据权利要求6所述的三次换热加热风的复合水循环换热器，其特征在于，所述加热器分别与鼓风机出口风道和空气预热器进口风道连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN102692031A (zh) * | 2012-04-18 | 2012-09-26 | 安徽国祯生物质发电有限责任公司 | 一种利用生物质锅炉烟气余热的换热技术 |
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