CN203413655U - 逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器，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、蒸汽再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，相变为低热值蒸汽，再进入蒸汽再加热单元进一步加热为温度较高的蒸汽。由于冷凝水温度较低，被加热后的冷凝水温度提高到饱和温度，减小了设备的低温腐蚀现象发生，解决了现有余热换热设备在烟气低温换热中表现出来容易被烟气中的二氧化硫和三氧化硫腐蚀及结露后与烟气中的粉煤灰板结堵塞问题。本实用新型的换热器烟气余热回收充分、换热效率高、腐蚀小、寿命长、安全可靠。

Description

逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器设备，特别涉及一种主要回收烟气余热并加以利用的逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器。

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。

在烟气余热利用过程中，主要存在三大难题。第一是低温腐蚀问题，设备寿命短，如果要想解决低温腐蚀问题须提高排烟温度。那么节能效果就不好；第二是换热效率不高，设备的积灰和磨损问题又是一对矛盾。第三是回收热量的介质温度比较低，充分利用受到限制。

实用新型内容

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，可充分利用烟气余热，换热效率高、腐蚀小、寿命长、安全可靠的换热器。

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带有蒸汽再加热换热器，包括：吸热单元、冷凝水预加热单元、蒸汽再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；

所述蒸汽再加热单元由再热上联箱、再热管和再热下联箱依次连接，并竖直平行排列于单排的左侧，再热下联箱通过再热导气管与上集汽联箱相连；再热上联箱通过导气管与间壁换热器相连；

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和蒸汽再加热单元设置在水平烟道内。

所述间壁换热器设置在吸热单元的上方。

吸热单元是与烟气热交换的主要部分，烟气横向掠过吸热管，介质（一般为除盐水）相变为蒸汽，冷凝水预加热单元是使吸热管壁面温度高于露点温度的重要部分。间壁换热器排出的冷凝水（60～80°C），经吸热单元最左排单排上联箱中的溢水槽，均匀溢淋吸收吸热管内蒸汽热量，介质被加热到饱和温度，然后进入吸热单元下部。由于吸热单元进水温度提高，吸热管壁面温度高于烟气露点温度，避免了设备低温腐蚀。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。蒸汽再加热单元是使吸热单元产生的低热值蒸汽，再次利用高温烟气进行二次加热，近一步提高蒸汽温度，由低热值向高热值转换。

本发明是建立在热管低温烟气回收技术上，同时控制了二氧化硫在低温烟气中产生的腐蚀问题，通过调节换热器壁面温度达到控制腐蚀的目的。再热管在低温烟气余热回收中将冷凝水利用烟气再加热，提高了吸热循环倍率，大大提高吸热单元换热效率。通过吸热管和再热管中的介质将烟气中的热量置换，烟气温度下降，介质温度随之升高，最终转移了烟气中的多余温度，并可将加热后的介质用于生产中去。解决了现有余热换热设备在烟气低温换热中表现出来容易被烟气中的二氧化硫和三氧化硫腐蚀及结露后与烟气中的粉煤灰板结堵塞问题。通过自动控制装置对换热器壁面的温度进行实时控制实时分析，达到了与动态锅炉本体系统高度匹配，使换热器壁面温度一直高于露点温度10～15°C，完全解决了现在通用换热器露点腐蚀及堵灰问题，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。

附图说明

图1是本实用新型逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热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。

逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器，该换热器安装于锅炉及工业窑炉的水平烟道15内，包括吸热单元、冷凝水预加热单元、蒸汽再加热单元和控制单元组成。

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20。换热介质出口8、换热介质进口10和向空排气阀20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；

蒸汽再加热单元由再热上联箱17、再热管16和再热下联箱18依次连接，并竖直平行排列于单排的左侧，再热下联箱18通过再热导气管19与上集汽联箱4相连；再热上联箱17通过导气管6与间壁换热器7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21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21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，由再热导气管19将低热值蒸汽送入蒸汽再加热单元的再热下联箱18，蒸汽在再热管16内与烟气热交换，再热后蒸汽进入再热上联箱17，由导气管6送入间壁换热器7，与被加热的除盐水进行热交换，间壁换热器7设置在吸热单元的上方，冷凝水经下降管5，进入溢水槽3，完成整个闭路自然循环过程。

自动控制系统11根据吸热管壁面温度测点12的温度信号自动控制进口自动调节阀9和出口自动调节阀21的开度，以达到调整出口烟气温度的目的。该换热器余热回收充分，可将低热值蒸汽向高热值转换，换热效率高、腐蚀小、寿命长、安全可靠、实用性强。

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带有蒸汽再加热换热器，其特征在于包括：吸热单元、冷凝水预加热单元、蒸汽再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端单排上联箱中的溢水槽相连；

所述蒸汽再加热单元由再热上联箱、再热管和再热下联箱依次连接，并竖直平行排列于单排的左侧，再热下联箱通过再热导气管与集汽联箱相连；再热上联箱通过导气管与间壁换热器相连；

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和蒸汽再加热单元设置在水平烟道内。

2.根据权利要求1所述的逆流预加热冷凝水带有蒸汽再加热换热器，其特征在于：所述间壁换热器设置在吸热单元的上方。

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