CN207350360U - 一种竖直安装的智能相变换热器 - Google Patents

一种竖直安装的智能相变换热器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种竖直安装的智能相变换热器,包括:相变换热装置由相变换热上段和相变换热下段连接组成;相变换热下段竖直安装在锅炉尾部空气预热器前段的竖直烟道内,相变换热下段为相变换热吸热段,用于降低排烟温度并将回收的热量用于加热进入炉膛的空气;相变换热上段竖直安装在锅炉竖直进风风道内,相变换热上段为相变放热段;自控装置与相变换热装置连接,用于相变换热装置的数据采集控制,确保相变换热装置、空气预热器的受热面的金属壁面温度处于控制范围内,实现智能运行。本实用新型的技术方案适合于竖直安装的换热器,并从根本上解决了酸露腐蚀问题,大幅度的降低了锅炉的排烟温度,提高了锅炉的热效率。

Description

一种竖直安装的智能相变换热器
技术领域
[0001]本实用新型涉及节能技术领域,更具体地说,特别涉及一种竖直安装的智能相变 换热器。
背景技术
[0002]在现有传统类型锅炉运行中,由于其燃料中均含有硫,燃烧时硫氧化物与水蒸气 结合后即形成硫酸蒸汽,当现有传统类型锅炉空气预热器受热面的金属壁面温度低于硫酸 蒸汽的凝结点,就会在其表面形成液态硫酸,称为结露。由于结露而引起的腐蚀时常发生, 从而极易造成设备的损坏,需经常维修更换设备,生产成本显著增加。
[0003]因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。 实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于是克服上述现有技术传统的锅炉换热器容易结露而引起 的腐蚀问题,提供一种竖直安装的智能相变换热器。
[0005]为了实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
[0006] —种竖直安装的智能相变换热器,包括:相变换热装置,所述相变换热装置由相变 换热上段和相变换热下段连接组成;所述相变换热下段竖直安装在锅炉尾部空气预热器前 段的竖直烟道内,所述相变换热下段为相变换热吸热段,用于降低排烟温度并将回收的热 量用于加热进入炉膛的空气;所述相变换热上段竖直安装在锅炉竖直进风风道内,所述相 变换热上段为相变放热段;自控装置,所述自控装置与所述相变换热装置连接,用于所述相 变换热装置的数据采集控制,确保相变换热装置、空气预热器的受热面的金属壁面温度处 于控制范围内,实现智能运行。
[0007]如上所述的智能相变换热器,优选地,竖直烟道内的所述相变换热吸热段和竖直 风道内的所述相变放热段通过水流管道和蒸汽管道连通组成为一个相变换热装置,所述相 变换热吸热段用于吸收烟气中的热量,蒸发所述相变换热装置内的介质水,所述相变放热 段用于加热通过的常温空气,释放出热量后,饱和蒸汽相变为冷凝水,冷凝水回流并分流至 所述相变换热吸热段。
[0008]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述相变换热下段包括:翅片管管束,多根 所述翅片管管束横向排列组成一长方体结构;饱和蒸汽收集器,所述饱和蒸汽收集器与多 根所述翅片管管束组成的长方体结构的一端连接,用于将各个所述翅片管管束中的饱和蒸 汽汇集收集;饱和水回流分配器,所述饱和水回流分配器与所述饱和蒸汽收集器位于多根 翅片管管束组成的长方体结构的同一端部,且所述饱和水回流分配器与多根所述翅片管管 束相连接,用于将饱和水分配到各个所述翅片管管束中。
[0009]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述相变换热下段还包括:在多根所述翅片 管管束组成的长方体结构的一端还设置有钢结构底座,用于支撑多根所述翅片管管束。 [0010]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述饱和蒸汽收集器位于多根所述翅片管 官束组成的长方体结构的一端的前部,所述饱和回流分配器位于多根所述翅片管管束组成 的长方体结构的一端的后部。
[0011]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述饱和回流分配器的上端为饱和水的进 口、下端为排污口;所述饱和蒸汽收集器的上端为蒸汽的出口、下端为封闭的端部。
[0012]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述相变换热上段包括:翅片管管束,多根 所述翅片管管束横向排列组成一长方体结构;饱和蒸汽分配器,所述饱和蒸汽分配器与多 根所述翅片管管束组成的长方体结构的一端连接,用于将饱和蒸汽分配到各个所述翅片管 管束中;饱和水回收器,所述饱和水回收器与所述饱和蒸汽分配器位于多根翅片管管束组 成的长方体结构的同一端部,且所述饱和水回收器与多根所述翅片管管束相连接,用于将 各个所述翅片管管束中的饱和水进行汇集回收。
[0013]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述相变换热上段还包括:在多根所述翅片 管管束组成的长方体结构的一端还设置有钢结构底座,用于支撑多根所述翅片管管束。 [0014]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述饱和蒸汽分配器位于多根所述翅片管 管束组成的长方体结构的一端的前部,所述饱和水回收器位于多根所述翅片管管束组成的 长方体结构的一端的后部。
[0015]如上所述的智能相变换热器,优选地,所述饱和水回收器的上端为封闭的端部、下 端为饱和水出口;所述相变换热上段的各个所述翅片管管束内的饱和水通过所述饱和水回 收器进行汇集回收,回收后的饱和水从下端的饱和水出口流出进入到水流管道内,再通过 所述饱和水回流分配器的饱和水进口进入到所述饱和水回流分配器,进而将饱和水分配到 所述相变换热下段的各个所述翅片管管束中;所述饱和蒸汽分配器的上端为蒸汽的进口、 下端为封闭的端部;所述相变换热下段的各个所述翅片管管束中的饱和蒸汽通过饱和蒸汽 收集器进行汇集回收,回收后的饱和蒸汽通过蒸汽出口流出进入到蒸汽管道内,再通过所 述饱和蒸汽分配器上端设置的蒸汽进口进入到所述饱和蒸汽分配器中,进而将饱和蒸汽分 配到所述相变换热上段的各个所述翅片管管束中。
[0016] 与最接近的现有技术相比,本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果:
[0017] 1、本实用新型是根据现有技术中锅炉的烟道和风道多是竖直设置方式,提出了适 合于竖直安装要求的相变换热器;
[0018] 同时根据智能相变换热技术原理,即是在热管原理的基础上,以换热器的金属壁 面温度作为换热器最基本的设计参数,从根本上解决了换热器低温腐蚀问题;并在降低锅 炉排烟温度的同时,保持换热器金属受热面壁面温度处于酸露点以上较高的温度水平,远 离酸露腐蚀,和由此引发的堵灰。
[0019] 本实用新型实现了换热器金属受热面壁面温度处于可控可调状态,使智能相变换 热器具有相当大幅度的调节能力,使排烟温度和壁面温度保持相对稳定,并能适应锅炉的 燃料品种以及负荷的变化。
[0020] 2、本实用新型的技术方案适合于竖直安装的换热器,并从根本上解决了酸露腐蚀 问题,大幅度的降低了锅炉的排烟温度,提高了锅炉的热效率。
附图说明
[0021] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用 新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。 其中:
[0022]图1为本实用新型一实施例提供的竖直安装的智能相变换热器的控制流程图; [0023]图2为本实用新型一实施例提供的竖直安装的智能相变换热器的结构示意图(左 侧图为安装在竖直风道内的相变换热上段、右侧图为安装在空气预热器前段的竖直烟道内 的相变换热下段);
[0024]图中:1-翅片管管束;2_饱和蒸汽分配器;21-蒸汽进口; 3-饱和水回收器;3卜饱和 水出口; 4-饱和蒸汽收集器;41-蒸汽出口; 5-饱和水回流分配器;51-饱和水进口; 52-排污 口; 6-钢结构底座。
具体实施方式
[0025]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型 的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上,本领域的技术人员将清楚,在不脱离本实 用新型的范围或精神的情况下,可在本实用新型中进行修改和变型。例如,示为或描述为一 个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例,以产生又一个实施例。因此,所期望的是, 本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
[0026]在本实用新型的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系, 仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作,因此 不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解, 例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是直接相连,也可以通过中间部件间接 相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]参见图1和图2所示,本实用新型提供了一种竖直安装的智能相变换热器,本实用 新型的智能相变换热器在结构及安装位置上不同于现有的智能相变换热器,本实用新型的 装置能更加有效的提高炉子效率,起到节能降耗的作用。如图1所示,竖直安装的智能相变 换热器包括:相变换热装置,相变换热装置由相变换热上段和相变换热下段连接组成;相变 换热下段竖直安装在锅炉尾部空气预热器前段的竖直烟道内,相变换热下段为相变换热吸 热段,用于降低排烟温度并将回收的热量用于加热进入炉膛的空气;相变换热上段竖直安 装在锅炉竖直进风风道内,相变换热上段为相变放热段;自控装置,自控装置与相变换热装 置连接,用于相变换热装置的数据采集控制,例如控制采集烟道、风道、水流管道、相变换热 装置的金属壁面温度和流量,确保相变换热装置、空气预热器的受热面的金属壁面温度处 于控制范围内,实现智能运行。本实用新型的竖直烟道和竖直风道内的一种竖直安装的相 变换热器受热面壁面温度始终高于燃料酸露点温度,从而保证换热器不结露、不腐蚀,安全 运行。
[0028]在本实用新型的具体实施例中,竖直烟道内的相变换热吸热段和竖直风道内的相 变放热段通过水流管道和蒸汽管道连通组成为一个相变换热装置(相变换热器),相变换热 吸热段用于吸收烟气中的热量,蒸发相变换热装置内的介质水,相变放热段用于加热通^ 的常温空气,释放出热量后,饱和蒸汽相变为冷凝水,冷凝水回流并分流至相变换热吸热 段。相变换热下段包括:翅片管管束1,多根翅片管管束1横向排列组成一长方体结构。饱^ 蒸汽收集器4,饱和蒸汽收集器4与多根翅片管管束1组成的长方体结构的一端连接,用于将 各个翅片管管束1中的饱和蒸汽汇集收集。饱和水回流分配器5,饱和水回流分配器5与饱和 蒸汽收集器4位于多根翅片管管束1组成的长方体结构的同一端部,且饱和水回流分配器5 与多根翅片管管束1相连接,用于将饱和水分配到各个翅片管管束丨中。优选地,饱和蒸汽收 集器4位于多根翅片管管束1组成的长方体结构的一端的前部,饱和回流分配器位于多根翅 片管管束1组成的长方体结构的一端的后部。再优选地,饱和回流分配器的上端为饱和水的 进口、下端为排污口 52;饱和蒸汽收集器4的上端为蒸汽的出口、下端为封闭的端部。
[0029]进一步优选地,相变换热下段还包括:在多根翅片管管束丨组成的长方体结构的一 端还设置有钢结构底座6,用于支撑多根翅片管管束1。
[0030]相变换热上段包括:翅片管管束1,多根翅片管管束1横向排列组成一长方体结构; 饱和蒸汽分配器2,饱和蒸汽分配器2器与多根翅片管管束1组成的长方体结构的一端连接, 用于将饱和蒸汽分配到各个翅片管管束1中;饱和水回收器3,饱和水回收器3与饱和蒸汽分 配器2位于多根翅片管管束1组成的长方体结构的同一端部,且饱和水回收器3与多根翅片 管管束1相连接,用于将各个翅片管管束1中的饱和水进行汇集回收。进一步优选地,相变换 热上段还包括:在多根翅片管管束1组成的长方体结构的一端还设置有钢结构底座6,用于 支撑多根翅片管管束1。优选地,饱和蒸汽分配器2位于多根翅片管管束1组成的长方体结构 的一端的前部,饱和水回收器3位于多根翅片管管束1组成的长方体结构的一端的后部。再 优选地,饱和水回收器3的上端为封闭的端部、下端为饱和水出口 31;饱和蒸汽分配器2的上 端为蒸汽的进口、下端为封闭的端部。
[0031]为了能进一步理解本实用新型的智能相变换热器的结构,对智能相变换热器的工 作方式具体阐述如下:如图2所示,相变换热下段安装在空气预热器前段的竖直烟道上,烟 气从相变换热下段的底部进入,烟气从相变换热下段的上部出来。相变换热上段安装在竖 直风道上,空气从相变换热上段的底部进入、上部出去。相变换热上段的各个翅片管管束1 内的饱和水通过饱和水回收器3进行汇集回收,回收后的饱和水从下端的饱和水出口 31流 出进入到水流管道内,再通过相变换热下段的饱和水回流分配器5的饱和水进口51进入到 饱和水回流分配器5内,进而将饱和水分配到相变换热下段的各个翅片管管束1中。相变换 热下段的各个翅片管管束1中的饱和蒸汽通过饱和蒸汽收集器4进行汇集回收,回收后的饱 和蒸汽通过蒸汽出口41流出进入到蒸汽管道内,再通过相变换热上段的饱和蒸汽分配器2 上端设置的蒸汽进口 21进入到饱和蒸汽分配器2中,进而将饱和蒸汽分配到相变换热上段 的各个翅片管管束1中。如图1所示,自循环管路包括水流管道和蒸汽管道,即蒸汽从相变换 热下段通过蒸汽管道进入到相变换热上段,饱和水从相变换热上段通过水流管道进入到相 变换热下段,同时自控装置与相变换热装置连接,用于相变换热装置的数据采集控制,例如 控制采集烟道、风道、水流管道、相变换热装置的金属壁面温度和流量,确保相变换热装置、 空气预热器的受热面的金属壁面温度处于控制范围内,实现智能运行。
[0032] 本实用新型是在锅炉烟道内和风道内加装一套竖直安装的相变换热装置。其功能 为:作为一种全新的换热技术,一种竖直安装的相变换热装置可以视作通常“智能相变技 术,,的有效延伸和深化发展。该技术通过相变段,以及对产生低温腐蚀具有关键性影响的最 低壁面温度置于可控可调状态,从而在保证金属壁面温度处于酸露点以上解决低温腐蚀难 题的同时,为大幅度回收烟气低温余热提供可能。
[0033] 本实用新型的竖直安装的相变换热装置是一项高效可靠的原创性节能技术,也使 大量的中低温热能被有效回收,产生可观的经济效益;竖直安装的相变换热装置具^相当 幅度的调节能力,使排烟温度和壁面温度保持相对稳定,并能适应炉子的燃料品种以及负 荷的变化。最终,一种坚直安装的相变换热装置在有效降低设备维护费的同时,还提高炉子 的效率,起到节能降耗的作用。
[0034] 综上所述,本实用新型提供的实施例的有益效果如下:
[0035] 1、本实用新型是根据现有技术中锅炉的烟道和风道多是竖直设置方式,提出了适 合于竖直安装要求的相变换热器;
[0036]同时根据现有智能相变换热技术原理,即是在热管原理的基础上,以换热器的金 属壁面温度作为换热器最基本的设计参数,从根本上解决了换热器低温腐蚀问题;并在降 低锅炉排烟温度的同时,保持换热器金属受热面壁面温度处于酸露点以上较高的温度水 平,远离酸露腐蚀,和由此引发的堵灰。
[0037]本实用新型实现了竖直烟道安装智能相变换热器,从而,达到了锅炉烟气余热利 用的目的。竖直烟道中的相变换热器和水平烟道中的换热器的区别在于,蒸发冷凝后的循 环饱和水,回流方式不一样。
[0038] 2、本实用新型的技术方案适合于竖直安装的换热器,并从根本上解决了酸露腐蚀 问题,大幅度的降低了锅炉的排烟温度,提高了锅炉的热效率。
[0039]以上仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技 术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作 的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种竖直安装的智能相变换热器,其特征在于,包括: 相变换热装置,所述相变换热装置由相变换热上段和相变换热下段连接组成;所述相 变换热下段竖直安装在锅炉尾部空气预热器前段的竖直烟道内,所述相变换热下段为相变 换热吸热段,用于降低排烟温度并将回收的热量用于加热进入炉膛的空气;所述相变换热 上段竖直安装在锅炉竖直进风风道内,所述相变换热上段为相变放热段; 自控装置,所述自控装置与所述相变换热装置连接,用于所述相变换热装置的数据采 集控制,确保相变换热装置、空气预热器的受热面的金属壁面温度处于控制范围内,实现智 能运行。
2. 如权利要求1所述的智能相变换热器,其特征在于, 竖直烟道内的所述相变换热吸热段和竖直风道内的所述相变放热段通过水流管道和 蒸汽管道连通组成为一个相变换热装置,所述相变换热吸热段用于吸收烟气中的热量,蒸 发所述相变换热装置内的介质水,所述相变放热段用于加热通过的常温空气,释放出热量 后,饱和蒸汽相变为冷凝水,冷凝水回流并分流至所述相变换热吸热段。
3. 如权利要求2所述的智能相变换热器,其特征在于,所述相变换热下段包括: 翅片管管束,多根所述翅片管管束横向排列组成一长方体结构; 饱和蒸汽收集器,所述饱和蒸汽收集器与多根所述翅片管管束组成的长方体结构的一 端连接,用于将各个所述翅片管管束中的饱和蒸汽汇集收集; 饱和水回流分配器,所述饱和水回流分配器与所述饱和蒸汽收集器位于多根翅片管管 束组成的长方体结构的同一端部,且所述饱和水回流分配器与多根所述翅片管管束相连 接,用于将饱和水分配到各个所述翅片管管束中。
4. 如权利要求3所述的智能相变换热器,其特征在于,所述相变换热下段还包括:在多 根所述翅片管管束组成的长方体结构的一端还设置有钢结构底座,用于支撑多根所述翅片 管管束。
5. 如权利要求3所述的智能相变换热器,其特征在于,所述饱和蒸汽收集器位于多根所 述翅片管管束组成的长方体结构的一端的前部,所述饱和水回流分配器位于多根所述翅片 管管束组成的长方体结构的一端的后部。
6. 如权利要求3所述的智能相变换热器,其特征在于,所述饱和水回流分配器的上端为 饱和水的进口、下端为排污口; 所述饱和蒸汽收集器的上端为蒸汽的出口、下端为封闭的端部。
7. 如权利要求3或6所述的智能相变换热器,其特征在于,所述相变换热上段包括: 翅片管管束,多根所述翅片管管束横向排列组成一长方体结构; 饱和蒸汽分配器,所述饱和蒸汽分配器与多根所述翅片管管束组成的长方体结构的一 端连接,用于将饱和蒸汽分配到各个所述翅片管管束中; 饱和水回收器,所述饱和水回收器与所述饱和蒸汽分配器位于多根翅片管管束组成的 长方体结构的同一端部,且所述饱和水回收器与多根所述翅片管管束相连接,用于将各个 所述翅片管管束中的饱和水进行汇集回收。
8. 如权利要求7所述的智能相变换热器,其特征在于,所述相变换热上段还包括:在多 根所述翅片管管束组成的长方体结构的一端还设置有钢结构底座,用于支撑多根所述翅片 管管束。
9. 如权利要求7所述的智能相变换热器,其特征在于,所述饱和蒸汽分配器位于多根所 述翅片管管束组成的长方体结构的一端的前部,所述饱和水回收器位于多根所述翅片管管 束组成的长方体结构的一端的后部。
10. 如权利要求7所述的智能相变换热器,其特征在于, 所述饱和水回收器的上端为封闭的端部、下端为饱和水出口;所述相变换热上段的各 个所述翅片管管束内的饱和水通过所述饱和水回收器进行汇集回收,回收后的饱和水从下 端的饱和水出口流出进入到水流管道内,再通过所述饱和水回流分配器的饱和水进口进入 到所述饱和水回流分配器,进而将饱和水分配到所述相变换热下段的各个所述翅片管管束 中; 所述饱和蒸汽分配器的上端为蒸汽的进口、下端为封闭的端部;所述相变换热下段的 各个所述翅片管管束中的饱和蒸汽通过饱和蒸汽收集器进行汇集回收,回收后的饱和蒸汽 通过蒸汽出口流出进入到蒸汽管道内,再通过所述饱和蒸汽分配器上端设置的蒸汽进口进 入到所述饱和蒸汽分配器中,进而将饱和蒸汽分配到所述相变换热上段的各个所述翅片管 管束中。
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