CN203336570U - 逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器，用于安装于锅炉及工业窑炉尾部水平烟道上，包括吸热单元、冷凝水预加热单元和控制单元，冷凝水在冷凝水预加热单元与热烟气热交换，相变为蒸汽，以达到烟气余热回收利用的节能目的。由于该换热器采用冷凝水预加热单元，换热器的进水温度被提高到饱和温度，消除换热器下部吸热管的低温腐蚀现象，这将大大提高热交换效率，最大限度回收烟气余热，确保设备运行的安全性、可靠性、经济性；可以多方位，多角度进行安装，彻底解决现场空间狭小的安装问题。

Description

逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器

技术领域：

本实用新型涉及换热器设备，特别涉及一种可安装于锅炉及工业窑炉尾部水平烟道上，逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热设备。

背景技术：

目前随着能源价格的不断上涨，如何深入挖掘现有设备的节能潜力，降低企业的生产运行成本，成为每个企业共同关心的重要问题。从锅炉的热平衡角度来分析，排烟热损失是锅炉的最大的一部分热损失，约占到反平衡计算的热损失的70%。 如果能将这一部分热损失安全稳定的回收回来，将会给企业带来极为可观的节能收益。并且，降低排烟温度，节省燃料消耗，污染物的排放量也会随之下降，节能的同时，带来的还有减少污染排放的环保收益。

我国国内应用锅炉的行业中，由于煤、石油、天然气等燃料中均含有硫，燃烧时通常会产生硫氧化物，硫氧化物与水蒸气结合后即形成硫酸和亚硫酸蒸汽。当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表面形成液态硫酸（称为结露）。长期以来，空气预热器作为尾部受热面由于结露而引起的腐蚀时有发生。以至于目前在锅炉设计时不得不通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀发生，并没有从根本上解决问题。而提高排烟温度又势必造成大量低温能源的浪费。尽管如此，空气预热器往往在运行一到两年后依旧会出现腐蚀，直至穿孔。这是一个世界性难题。 

传统的换热器，进水温度一般较低通常在60～80°C之间，低于烟气的露点温度，在设备运行过程中吸热单元吸热管下部1/3以下腐蚀比较严重，为了减少腐蚀传统换热器只能是减少间壁换热器进水量降低放热单元换热效率达到提高冷凝水的温度，这样就大大降低了吸热单元的热交换效果，热交换效率不高，余热回收量相对较少。 

发明内容：

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于安装于锅炉及工业窑炉尾部水平烟道上，换热效率高、腐蚀小、寿命长、方便灵活、简单实用的换热器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器，包括：吸热单元、冷凝水预加热单元和控制单元；所述吸热单元包括集汽联箱、给水联箱、溢水槽以及至少一个单排，每个单排由上联箱、吸热管和下联箱连接组成，单排与单排之间竖直平行排列；上联箱通过管道连接到集汽联箱，下联箱通过管道连接到给水联箱；溢水槽位于最左排单排的上联箱中；所述冷凝水预加热单元包括间壁换热器、换热介质出口、换热介质进口和向空排气阀，换热介质出口、换热介质进口和向空排气阀分别通过管道与间壁换热器相连，间壁换热器通过下降管与吸热单元最左排单排上联箱中的溢水槽相连，间壁换热器通过导气管与集汽联箱相连；所述控制单元包括自动控制装置、进口自动调节阀、出口自动调节阀和吸热管壁测温点，自动控制装置通过进口自动调节阀连接换热介质进口，通过出口自动调节阀连接换热介质出口；吸热管壁测温点位于吸热单元的吸热管上，与自动控制装置相连；所述吸热单元的单排设置在水平烟道内。 

所述间壁换热器设置在吸热单元的上方。 

在吸热单元最左排单排的上联箱内布置有溢水槽，冷凝水通过下降管进入溢水槽内均匀溢淋与最左排单排的吸热管产生蒸汽逆流交换，将冷凝水加热到饱和温度，水落入最左排单排的下联箱后，经给水联箱分布到其他各排下联箱及吸热管内，吸热管内的除盐水与高温烟气发生热交换，除盐水相变为蒸汽，经各排上联箱、集汽联箱和导气管送入间壁换热器，加热除盐水，完成自然循环过程。被加热后的除盐水送入除氧器，以达到烟气余热回收利用的节能目的。为了防止设备在运行过程中热交换强度过大，出现低温腐蚀现象发生，确保排烟温度高于露点温度本换热器加装自动控制系统，以控制吸热管的壁面温度高于露点温度，从而达到可调、可控、不结露、不堵灰、阻力小、腐蚀小、换热效率高、设备寿命长的目的。水位高度一般是吸热管高度的三分之一到二分之一，在这种情况下，就可以增加间壁换热器除盐水进水量，增大间壁换热器热交换负荷，提高整个吸热段的循环倍率，这样就大大提高吸热段换热效率。 

由于该换热器采用冷凝水预加热单元，换热器的进水温度被提高到饱和温度，消除换热器下部吸热管的低温腐蚀现象，这将大大提高热交换效率，最大限度回收烟气余热，确保设备运行的安全性、可靠性、经济性。 

附图说明

图1是本实用新型逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器的结构示意图。  

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。 

逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器，该换热器安装于水平烟道15内，包括吸热单元、冷凝水预加热单元和控制单元。 

吸热单元包括集汽联箱4、给水联箱14、溢水槽3以及至少一个单排，上联箱2、下联箱13和吸热管1组成一个单排，单排与单排之间竖直平行排列。上联箱2通过管道连接到集汽联箱4，下联箱13通过管道连接到给水联箱14。溢水槽3位于最左排单排的上联箱中。单排的数量可根据实际需要设计。 

冷凝水预加热单元包括间壁换热器7、换热介质出口8、换热介质进口10和向空排气阀16。换热介质出口8、换热介质进口10和向空排气阀16分别通过管道与间壁换热器7相连，间壁换热器7通过下降管5与吸热单元最左排单排上联箱中的溢水槽3相连；间壁换热器7通过导气管6与集汽联箱4相连。 

控制单元包括自动控制装置11、进口自动调节阀9、出口自动调节阀17和吸热管壁测温点12。自动控制装置11通过进口自动调节阀9连接换热介质进口10，通过出口自动调节阀17连接换热介质出口8。吸热管壁测温点12位于吸热单元的吸热管上，与自动控制装置11相连。 

在冷凝水预加热单元，由吸热单元最左端单排上联箱中的溢水槽3将冷凝水均匀溢淋，进入吸热管吸收最左排吸热管内的蒸汽热量，冷凝水被加热后，落入最左排下联箱，经给水联箱14分配到吸热单元的其他单排。吸热单元与烟气进行热交换，水相变成蒸汽，经各单排上联箱2汇集到集汽联箱4，由导气管6导送入间壁换热器7，除盐水通过进口自动调节阀9调节流量从换热介质进口10进入间壁换热器7与蒸汽进行交换热量，冷凝水经下降管5进入溢水槽3完成自然循环过程。 

为防止烟气低温腐蚀，确保排烟温度高于露点温度，吸热管壁面温度测温点12将温度信号传送给自控装置11，自控装置根据吸热管壁面温度高低实时调整进口自动调节阀9和出口自动调节阀17开度，增减间壁换热器进出水量，达到调整排烟温度目的。 

除盐水经电动调节阀进入间壁换热器7与蒸汽发生热交换带走热量，热水被送入除氧器，完成放热循环过程。 

以上两个循环过程全部在自动控制系统下完成。自动控制系统可与锅炉DCS系统联接。 

本实用新型的换热器解决了现有烟气余热设备无法控制低温腐蚀的问题，提高了整体设备安全性、稳定性，在回收低温烟气热量的同时保证了设备安全；可以多方位，多角度进行安装，彻底解决现场空间狭小的安装问题。 

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。 

Claims (2)

1.一种逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器，其特征在于包括：吸热单元、冷凝水预加热单元和控制单元；所述吸热单元包括上集汽联箱、给水联箱、溢水槽以及至少一个单排，每个单排由上联箱、吸热管和下联箱连接组成，单排与单排之间竖直平行排列；上联箱通过管道连接到集汽联箱，下联箱通过管道连接到给水联箱；溢水槽位于最左排单排的上联箱中；所述冷凝水预加热单元包括间壁换热器、换热介质出口、换热介质进口和向空排气阀，换热介质出口、换热介质进口和向空排气阀分别通过管道与间壁换热器相连，间壁换热器通过下降管与吸热单元最左排单排上联箱中的溢水槽相连，间壁换热器通过导气管与上集汽联箱相连；所述控制单元包括自动控制装置、进口自动调节阀、出口自动调节阀和吸热管壁测温点，自动控制装置通过进口自动调节阀连接换热介质进口，通过出口自动调节阀连接换热介质出口；吸热管壁测温点位于吸热单元的吸热管上，与自动控制装置相连；所述吸热单元的单排设置在水平烟道内。

2.根据权利要求1所述的逆流预加热冷凝水烟气余热回收换热器，其特征在于：所述间壁换热器设置在吸热单元的上方。