CN205808179U - 一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气‑空气换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气‑空气换热器，包括箱体、设置在箱体内的换热管管束、对应设置在箱体上、下端的烟气进、出口，换热管管束立式布置在所述箱体内，在箱体上、下端对应设置有与换热管管束连通的上、下管板，上、下管板外端对应设置有上管箱和下管箱，在上管板上设置有隔热结构，各换热管上端穿过上管板，内套管与换热管上端相连，内套管穿过隔热结构与上管箱连通；在箱体的同一侧设置有空气进、出口。本实用新型可解决现有技术中换热器容易积灰、容易损坏的问题。

Description

一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器

技术领域

本实用新型涉及一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器。

背景技术

锅炉烟气中的氮氧化物作为主要的大气污染物之一，已受到越来越多的关注，是国家污染控制的重点对象。脱硝技术就是控制氮氧化物排放浓度技术，燃煤锅炉NOx污染控制技术包括低氮燃烧和烟气脱硝等两类，在烟气脱硝领域，电站锅炉应用较多的是选择性催化还原工艺(简称SCR工艺)，其中最常用的是尿素制氨工艺，其工作原理是在280-420度温度下，烟气中的氮氧化物和上游烟道内喷入的还原剂氨气在催化剂的作用下发生还原反应生产氨气和水等。脱硝工艺需要氨气作为还原剂，因氨属于高危险物品，其储存、运输都极为不便，所以现在大多数电厂采用尿素作为还原剂以提高脱硝工艺的安全性，尿素制氨一般采用热解法，尿素热解需要用天然气、燃油燃烧后的烟气或电能加热空气来热解尿素，将其分解成氨气，然后与烟气中的氮氧化物反应，生成无害的氮气和水。上述工艺的一个缺点是采用天然气、燃油燃烧的烟气或电能作为热源，运行费用高。已投运脱硝机组，使用较多的是电加热器---利用电能，该工艺的常见问题：电加热器每支加热管的电源接头有时因一支线头的小问题造成大范围故障；另外电加热器也存在冲刷腐蚀现象；电加热器在热解炉内有温度梯度；电加热器有一定的维护量。

现有技术中，中国实用新型专利CN202609955U公开了一种脱硝用尿素热解制氨工艺装置,包括:风机、风管、空气流量调节门、吹灰器、换热器、 烟气流量调节门、烟气管道、尿素喷枪、热解室、引风机、烟囱、锅炉；尿素溶液进入到尿素热解室，被加热分解成氨气；在尿素热解室内用于加热尿素溶液的热源是利用锅炉内的高温热烟气通过换热器进行热量交换后加热的空气；锅炉内的热烟气经过烟气管道和烟气流量调节门进入换热器，与换热器内的空气换热，换热后的烟气进入引风机入口；锅炉风机出口的空气经过风管和空气流量调节门进入换热器，被烟气加热后送入分解室作为尿素热解热源使用。

然而，火力发电厂锅炉炉膛内的烟气温度可达800℃以上，因此，需要寻求可适用于该烟气温度的高温换热器。而从CN202609955U公开的附图看，虽然该技术方案中未具体提及换热器的结构，但是，图中高温烟气是水平方向进入换热器的，即该换热器很有可能是受热面水平布置。由于电厂产生的高温烟气中带有大量粉尘，会积累在换热器的换热管壁上，该方案虽然在换热器的烟气侧设置了吹灰器，试图使用吹灰器来清除附着在换热器上的粉尘，但实际使用效果不佳。同时，受热面水平布置，管壁磨损严重。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器，以解决现有技术中换热器易积灰、易损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型可通过以下技术方案予以解决：

一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器，采用管箱式换热结构，包括箱体、设置在箱体内的换热管管束、对应设置在箱体上、下端的烟气进、出口，所述换热管管束立式布置在所述箱体内，在箱体上、下端对应设置有与所述换热管管束连通的上、下管板，上、下管板外端对应设置有上管 箱和下管箱，在所述上管板上设置有隔热结构，所述各换热管上端穿过所述上管板，内套管与换热管上端相连，内套管穿过所述隔热结构与所述上管箱连通；在所述箱体的同一侧设置有空气进、出口。

作为优选的技术方案：

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述上管箱内层和所述烟气进口的接管内层设置有保温层。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述换热管管束穿过一折流板，该折流板固定在所述换热管管束的中部位置。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述空气进口，即壳程进口设置在箱体的下方，空气出口，即为壳程出口设置在所述箱体上所述空气进口的上方位置。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述箱体上远离所述壳程进、出口的一侧设置有一导向板，该导向板和一固定在所述箱体上的通道板之间的空间形成连通通道。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述隔热结构包括单层或上、下两层结构，其中下层为陶瓷纤维层，上层为耐火材料浇注层；若为单层，为耐火材料浇注层。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述上管板与设置在所述上管箱上的挂耳之间设有膨胀节。膨胀节用于吸收换热器壳体受热膨胀产生的膨胀量，采用金属结构，根据膨胀量的不同可布置1个或2个膨胀环，采用不锈钢材料制作。

本实用新型所述的烟气-空气换热器，所述下管板下方设有下管板支撑结构，其为田字形结构，受力均匀，防止积灰。

有益效果：

1.本实用新型的烟气-空气换热器采用立式结构，通过在上管板上设置隔热层，能够降低高温对上管板的冲击，从而可以应用于高温烟气换热；

2.通过上部设置膨胀节、下管板设置支承结构，使得换热器承重分布合理，有效吸收膨胀量，整体结构牢固；

3.通过设置膨胀节，保证了在热胀冷缩时，换热器各部分件有足够的相对运动空间，避免了各连接处的开裂问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型的一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器，采用管箱式换热结构，包括箱体1、设置在箱体1内的换热管管束2、对应设置在箱体1上、下端的烟气进、出口，换热管管束2立式布置在箱体1内，在箱体1上、下端对应设置有与换热管管束2连通的上、下管板15和16，上、下管板外端对应设置有上管箱12和下管箱6，在上管板15上设置有隔热结构17，各换热管上端穿过上管板15，内套管与换热管上端相连，内套管穿过隔热结构与上管箱12连通；在箱体1的同一侧设置有空气进、出口。

本实用新型的空气进口，即壳程进口设置在箱体1的下方，空气出口，即壳程出口设置在箱体1上空气进口的上方位置。

本实用新型的箱体1上远离壳程进、出口的一侧设置有导向板4，该导向板4和固定在箱体上的通道板3之间的空间形成连通通道。

本实用新型中高温烟气在管程中自上而下流动，空气在箱体中流动，与高温烟气间壁换热，从而高温烟气中的粉尘不易积聚在换热管上，保证了换热效率；在上管板上设置隔热结构，进入上管箱的高温烟气不会直接冲击在上管板上，避免了上管板的急剧温升，减少上管板与换热管管束间的应力。

本实用新型的上管箱12内层和烟气进口的接管13内层设置有保温层，有效减少烟气接管的克服了接管长期处在高温烟气直接烘烤下导致变形、散热量大的问题。

本实用新型在烟气进口的接管13上安装管束上检修门14，既可在安装阶段做为隔热材料施工用进料口，也可在检修阶段做为检查口。在烟气出口的接管8上安装有管束下检修门7；在通道板上安装有空气空间检修门5。

本实用新型的上管板15及换热管束2均采用耐热不锈钢(如310S材质)，从而提高高温烟气换热器耐高温性能。隔热结构17填充在上管板15上平面的管桥之间，将其填实后起到隔热作用，克服了上管板15长期处在高温烟气直接烘烤下导致变形、开裂等问题。隔热结构的厚度为30～300毫米，以能够承受高温烟气烘烤为宜，根据情况，可以采用单层或多层隔热层。隔热层根据烟温的不同布置为为上、下两层结构或者单层结构，下层为陶瓷纤维，上层为耐火材料浇注层；若为单层，采用耐火材料浇注层。

本实用新型上管板15与换热管之间的连接方式采用胀接，后焊接结构，既可以吸收上管板15与换热管直接的膨胀，又可以保证管板与管束间的密封；上管板15与设置在上管箱上的挂耳之间设有膨胀节。

本实用新型为了保证下管板16的承重能力，下管板16下侧设有下管板支承结构，管板支承结构为田字形板，受力均匀。

其中，换热管管束穿过折流板10，该折流板10固定在箱体1上换热管管束的中部位置，空气自空气进口的接管9进入烟气-空气换热器，在折流板10下方横向冲刷换热管束，在连通通道折向，进入折流板10上方继续横向冲刷换热管束，升温后从空气出口的接管11流出换热器。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (6)

1.一种用于锅炉烟气脱硝工艺的烟气-空气换热器，包括箱体、设置在箱体内的换热管管束、对应设置在箱体上、下端的烟气进、出口，其特征在于：所述换热管管束立式布置在所述箱体内，在箱体上、下端对应设置有与所述换热管管束连通的上、下管板，上、下管板外端对应设置有上管箱和下管箱，在所述上管板上设置有隔热结构，所述各换热管上端穿过所述上管板，内套管与换热管上端相连，内套管穿过隔热结构与上管箱连通；在所述箱体的同一侧设置有空气进、出口；

所述空气进口，即壳程进口设置在箱体的下方；空气出口，即为壳程出口设置在所述箱体上所述空气进口的上方位置；

所述箱体上远离所述壳程进、出口的一侧设置有一导向板，该导向板和一固定在所述箱体上的通道板之间的空间形成连通通道。

2.根据权利要求1所述的烟气-空气换热器，其特征在于：所述上管箱内层和所述烟气进口的接管内层设置有保温层。

3.根据权利要求1所述的烟气-空气换热器，其特征在于：所述换热管管束穿过一折流板，该折流板固定在所述换热管管束的中部位置。

4.根据权利要求1所述的烟气-空气换热器，其特征在于：所述隔热结构包括单层或上、下两层结构，其中下层为陶瓷纤维层，上层为耐火材料浇注层；若为单层，为耐火材料浇注层。

5.根据权利要求1所述的烟气-空气换热器，其特征在于：所述上管板与设置在所述上管箱上的挂耳之间设有膨胀节。

6.根据权利要求1所述的烟气-空气换热器，其特征在于：所述下管板下方设有下管板支撑结构，其为田字形结构，受力均匀，防止积灰。