CN205746936U - 一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统。本实用新型主要包括与锅炉类设备的排烟管道依次串联的原烟气气液换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、净烟气气液换热器和烟囱；原烟气气液换热器的水媒出水管通过蒸汽辅热器或水管并联连接到第一循环水泵上，第一循环水泵再与净烟气气液换热器的水媒进水管连接，净烟气气液换热器的水媒出水管依次与热水箱、冷热水混合水箱和第二循环水泵串联，第二循环水泵连接到原烟气气液换热器的水媒进水管上。本实用新型在某些程度可降低低温腐蚀及强化换热，将净烟气加热到可以允许的排放温度，并获得一部分可用的热水。

Description

一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统

技术领域

本实用新型属于脱硫除尘烟气环保处理技术领域，具体涉及一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热器，在某些程度可降低低温腐蚀及强化换热，将净烟气加热到可以允许的排放温度，并获得一部分可用的热水。

背景技术

近年来，针对燃煤火电、化工、采暖的洁净燃烧技术已经发展非常快，脱硫已经成为必备设备，湿法脱硫之后的烟气温度在40-50℃左右的，如果在净烟气排出时不采取加温措施，这样的结果是直接导致大量烟气低温排放。低温度的烟气难以扩散，并且会出现大量的白色烟羽现象，造成烟气污染。近年来的雾霾现象也与其有很大的关系，所以脱硫烟气必须采取加热措施。

对烟气加热处理后，其作用表现为：

(1)烟气再加热可以将湿法烟气脱硫的排烟温度从50℃升高到80℃左右，提高烟气温度，增大了烟羽的热浮力，从而提高烟气从烟囱排放时的抬升高度。

(2)安装烟气加热器后排烟温度在80℃左右，因此使得烟囱出口附近的烟气不产生凝结，使白烟在较远的地方形成。

解决烟气降温-升温的方法较多，按加热介质和换热方式不同，主要有以下几类：

(1)气-气换热器(GGH)，虽然现在被广泛使用，但其存在堵灰结垢、漏风、腐蚀等问题，效果也受到一定的影响。

(2)蒸汽-烟气换热器，需要使用大量的蒸汽加热烟气，具有很大的局限性，在很多场合并不适用。

(3)水-烟气换热器，利用水充当介质，将高温烟气的热量带给低温烟气，实现高温烟气的降温，低温烟气的升温。

在烟气脱硫产业的发展过程中，国内外的各大小公司，都根据各自的生产工艺特点及不同时期的技术局限性，先后在不同行业和工况场合，应用了各种不同的烟气降温-升温处理方式。在使用水-烟气换热器时，传统的热媒式烟气换热器，低温烟气与低温水在同一侧，高温烟气与高温水在同一侧，这样既不利于传热，增加换热面积，而且由于低温换热面与低温烟气的接触会发生严重的低温腐蚀，管段受热面需要用非常昂贵的钢材来抵御管段腐蚀，大大的提高了制作换热器的成本。专利ZL201410200462.8所提出的管段采用三段式设计，即高温段、中温段、低温段，由于其所设计的采用串联模式，虽然在高温段与低温烟气换热，但在中温段、低温段温度还是比较低，由于通过湿式脱硫除尘后，从脱硫塔出来的净烟气露点温度还是会大于90℃，然而热媒水管段受热面的壁温还是低于净烟气露点，不能将烟气的低温腐蚀程度控制在一个所允许的程度，低温腐蚀还是比较大。同样的，在低温段、中温段还是需要采用比较昂贵的防腐钢材，所以并没有实际解决问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述热媒式气液烟气换热器所存在的问题，提供一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热器。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统，它包括与锅炉类设备的排烟管道依次串联的原烟气气液换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、净烟气气液换热器和烟囱；原烟气气液换热器的水媒出水管通过蒸汽辅热器或水管并联连接到第一循环水泵上，第一循环水泵再与净烟气气液换热器的水媒进水管连接，净烟气气液换热器的水媒出水管依次与热水箱、冷热水混合水箱和第二循环水泵串联，第二循环水泵连接到原烟气气液换热器的水媒进水管上；热水箱的出水管还与生活或工业热水供用管连接，冷热水混合水箱的进水管还与工艺冷水供水管连接；蒸汽辅热器的进汽管与锅炉连接并设有阀门，蒸汽辅热器与原烟气气液换热器和第一循环水泵的连接管道上均设有阀门，原烟气气液换热器与第一循环水泵的连接管道上也设有阀门。

具体的，所述原烟气气液换热器和净烟气气液换热器的结构是，其内的水媒管以换热器中心为轴线绕成至少2段蛇管状，并分段采用并联连接到水媒进水管和水媒出水管上。

进一步，所述原烟气气液换热器和净烟气气液换热器内的水媒管采用ND耐腐钢管制成。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)在净烟气气液换热器各个部分管段内水媒温度都处在几个较高水温的情况下，提高了管段的壁温，由于脱硫后的净烟气露点大概在90℃-120℃，在某些特定场合，比如烟气露点在100℃以下时，可以有效地减轻低温腐蚀。

(2)提高了管段内水媒与管外烟气的换热效果。由于管段内水媒温度都较高，没有了低温段，水媒与净烟气的温差都比较大，根据传热的基本公式Q＝KF△T，由于温差△T的提高，换热效果提高。

(3)由于强化了换热效果，可以有效地减少换热面积，也就是说可以节省出一部分管段材料，节省造价成本。

(4)从净烟气气液换热器出来的一部分热水可以用于其他方面的生活用水，由于在净烟气气液换热器出来的热水还处于一个较高的水温，而由于原烟气温度较高，温度降比较大，所以从净烟气端换热出来的热水需要与一部分冷水混合降温，而自然就可以多出一些热水供其他方式使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理结构示意图。

图2是图1中净烟气气液换热器的内部原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参见图1，本实施例包括与锅炉1的排烟管道依次串联的原烟气气液换热器2、除尘器3、引风机4、脱硫塔5、净烟气气液换热器6和烟囱12。从图1中可见，原烟气气液换热器2的水媒出水管通过阀门13、蒸汽辅热器10、阀门14或阀门15及水管并联连接到第一循环水泵11上，蒸汽辅热器10的进汽管与锅炉1的排汽管连接并设有阀门16。第一循环水泵11再与净烟气气液换热器6的水媒进水管连接，净烟气气液换热器6的水媒出水管依次与热水箱7、冷热水混合水箱8和第二循环水泵9串联，第二循环水泵9连接到原烟气气液换热器2的水媒进水管上。从图1中还可见，热水箱7的出水管还与生活或工业热水供用管连接，冷热水混合水箱8的进水管还与工艺冷水供水管连接。

参见图2，是本实施例的净烟气气液换热器6的内部结构示意图，从图2中可见，其内的水媒管以换热器中心为轴线绕成3段蛇管状，各段的进水端61、62、63并联连接到换热器的水媒进水管上，各段的出水端64、65、66并联连接到换热器的水媒出水管上。从图1中可见，原烟气气液换热器2的结构与净烟气气液换热器6的结构相同。在换热器内，水媒管采用ND钢制成圆管，并将管段分成多个部分并联连接，高温水流入换热器内，由于并联连接管段，所以管段内的水都保持一个较高水温，提高了管段壁温并且增加了两种换热流体的温差，优化了传热，减少了传热面积。在某些除硫效率较高的场合，脱硫后的净烟气的露点温度可能在90℃-100℃，这样由于换热面的温度大于露点温度，可以有效地减轻由于壁温过低而引起的低温烟气与低温壁面接触从而发生低温腐蚀。另外，由于水媒气液换热器内的圆管以换热器中心为轴线而环绕成蛇管状，因此中心线周围是个空心的，大量烟气可从其中经过与管段受热面换热。由于强化了换热效果，可以有效地减少换热面积，也就是说可以节省出一部分管段材料，可以大大减轻换热器的制作成本。

本实施例的工作过程包括：烟气流向：从锅炉排出的180℃高温原烟气通过原烟气气液换热器2降温至80℃后，通过除尘器3除尘后，在引风机4的作用下送入脱硫塔5，出来的50℃净烟气通过净烟气气液换热器6升温为80℃送入烟囱；水媒流向：原烟气经过原烟气气液换热器2与水换热，被加热的水直接在第一循环水泵11的动力下经过净烟气气液换热器6；或者，当锅炉不在满负荷工作时，由于原烟气温度不能将水加温到所需要的100℃温度，被加热的热水先流入蒸汽辅热器10，通过蒸汽辅热器10再次将水温提高后，再流入净烟气气液换热器6，用于50℃净烟气换热；蒸汽来自锅炉，也可来自其他设备，当蒸汽与热水换热后，成为冷凝水排出；关于是否开启蒸汽辅热，可通过阀门控制蒸汽管道及热水管道；被净烟气气液换热器6冷却的热水进入热水箱7；在净烟气端换热后的水媒还是温度比较高的热水，所以与净烟气换热后的热水可以支出一部分给予生活、工业等其他方面的用水，一部分与工艺冷水在冷热水混合水箱8内混合降温，冷热水混合水箱8内的温水在第二循环水泵9的动力下流入原烟气气液换热器2，整个过程完成烟气的冷却、加热处理。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明，并未对细节方面作进一步描述。其中换热器内流水管段的并联个数，根据实际情况而选择。所有类似的结构，在不脱离本发明原理的前提下，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统，其特征在于：它包括与锅炉类设备的排烟管道依次串联的原烟气气液换热器、除尘器、引风机、脱硫塔、净烟气气液换热器和烟囱；原烟气气液换热器的水媒出水管通过蒸汽辅热器或水管并联连接到第一循环水泵上，第一循环水泵再与净烟气气液换热器的水媒进水管连接，净烟气气液换热器的水媒出水管依次与热水箱、冷热水混合水箱和第二循环水泵串联，第二循环水泵连接到原烟气气液换热器的水媒进水管上；热水箱的出水管还与生活或工业热水供用管连接，冷热水混合水箱的进水管还与工艺冷水供水管连接；蒸汽辅热器的进汽管与锅炉连接并设有阀门，蒸汽辅热器与原烟气气液换热器和第一循环水泵的连接管道上均设有阀门，原烟气气液换热器与第一循环水泵的连接管道上也设有阀门。

2.根据权利要求1所述能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统，其特征在于：所述原烟气气液换热器和净烟气气液换热器的结构是，其内的水媒管以换热器中心为轴线绕成至少2段蛇管状，并分段采用并联连接到水媒进水管和水媒出水管上。

3.根据权利要求1所述能够强化换热及防止低温腐蚀的水媒气液换热系统，其特征在于：所述原烟气气液换热器和净烟气气液换热器内的水媒管采用ND耐腐钢管制成。