CN211855006U - 一种相变式换热器的余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种相变式换热器的余热利用系统，包括：空预器、烟道、第一连接管、烟筒与外置式相变换热器，其特征在于：空预器的下端设置有冷风进气管，冷风进气管与空预器之间相互连通，空预器的上端设置有进烟管道，进烟管道与空预器之间相互连通，烟道设置在空预器的下端，烟道的一端与空预器之间相互连通，在烟道上从左至右依次配置有烟道换热器、除尘器与脱硫吸收塔，在烟道换热器的内部设置有鳍片式换热管，烟筒设置在脱硫吸收塔的一侧。本实用新型具有传热效率高、系统阻力小、布置灵活、适应恶劣环境能力强等显著优点，解决了目前国内外火力发电企业在装低温省煤器使用寿命低、造价高、运行成本大等一系列问题，具有广泛的应用前景。

Description

一种相变式换热器的余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种相变式换热器的余热利用系统。

背景技术

目前，随着火力发电企业装机容量的增大及国家环保标准的不断提高，各火力发电企业纷纷开展节能、减排、提效及环保等方面改造工作，以适应市场和国家环保要求，如低温省煤器余热回收改造、超净排放标准提高改造、烟气消白改造、烟气余热梯级回收改造等。其核心是围绕能量的梯级利用、综合开发和环保提升，关键是换热器效率和适应性。换热器作为一种通用的传热工艺设备，在许多领域得到广泛使用，其中化工行业占设备投资约30％、炼油行业占40％、热电厂占60％、海水淡化占90％。

目前国内外火力发电企业在装的低温省煤器在通常存在使用时容易出现堵灰、腐蚀、泄漏等问题，而且其寿命低、造价高、运行成本大，还存在小温差换热及温度变化幅度大的难题。

因此需要一种可以解决上述问题的一种相变式换热器的余热利用系统，以提高换热器的可靠性和效率。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种相变式换热器的余热利用系统，本实用新型具体适用于小温差换热及烟气余热利用换热器腐蚀、磨损等技术领域，尤其在火力发电企业烟气余热利用和消白处理等方面节能效果更显著。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种相变式换热器的余热利用系统，包括：空预器、烟道、第一连接管、烟筒与外置式相变换热器，其特征在于：所述空预器的下端设置有冷风进气管，冷风进气管与所述空预器之间相互连通，所述空预器的上端设置有进烟管道，进烟管道与所述空预器之间相互连通，所述烟道设置在空预器的下端，所述烟道的一端与所述空预器之间相互连通，所述烟道上从左至右依次配置有烟道换热器、除尘器与脱硫吸收塔，在烟道换热器的内部设置有鳍片式换热管，所述烟筒设置在脱硫吸收塔的一侧，所述烟筒与脱硫吸收塔之间通过第一连接管相互连通，在烟道换热器的一侧设置有第二连接管，第二连接管的一端与烟道换热器的上端相互连通，第二连接管的另一端与所述外置式相变换热器的上端相互连通，所述外置式相变换热器的下端设置有循环管路，循环管路的一端与所述外置式相变换热器的下端相互连通，循环管路的另一端与所述烟道换热器之间相互连通，在循环管路上安装有工质循环泵，气态工质由外置式相变换热器顶部引入，冷却后变成液态由下部引出。

进一步，所述外置式相变换热器的一侧分别连接有冷却水进水管与冷却水出水管，在所述外置式相变换热器的内部设置有光管换热管，光管换热管的一端与冷却水进水管相互连通，光管换热管的另一端与冷却水出水管相互连通。

进一步，所述空预器的上端设置有热风排气管，热风排气管与所述空预器之间相互连通。

进一步，所述烟道换热器与外置式相变换热器均为相变换热器。

进一步，所述外置式相变换热器的下端设置有用于收集液态工质的储液罐，储液罐安装在循环管路上，储液罐与循环管路之间相互连通。

本实用新型的优点在于：本实用新型针对目前火力发电企业余热利用如低温省煤器的堵灰、腐蚀、泄漏等问题而提供了一种相变式换热器的余热利用系统，基于热管技术开发相变换热器，本实用新型采用工质循环泵，该工质循环泵用于将液态工质输送到烟道换热器，通过烟道换热器吸热转化为气态工质，完成往复循环完成热量的回收，解决了热管负压运行寿命短的问题，同时充分利用工质气化潜热输送热量大，以及气液两相流换热可以解决小温差换热、管壁温度无法调节及温度变化幅度大等难题。本实用新型中的烟道换热器为相变式换热器，由于传热机理的变化，将综合传热系数提升近2倍，相同边界条件可以减少换热器面积近2倍，同比增加烟气的通流面积，降低烟道换热器的磨损速度，具有传热效率高、系统阻力小、布置灵活、适应恶劣环境能力强等显著优点，解决了目前国内外火力发电企业在装低温省煤器使用寿命低、造价高、运行成本大等一系列问题，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：

1、空预器； 2、冷风进气管； 3、热风排气管；

4、进烟管道； 5、烟道； 6、烟道换热器；

7、鳍片式换热管； 8、除尘器； 9、脱硫吸收塔；

10、第一连接管； 11、烟筒； 12、第二连接管；

13、外置式相变换热器； 14、光管换热管； 15、循环管路；

16、工质循环泵； 17、储液罐； 18、冷却水进水管；

19、冷却水出水管

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

图1为本实用新型的结构示意图，如图1所示的一种相变式换热器的余热利用系统，包括：空预器1、烟道5、第一连接管10、烟筒11与外置式相变换热器13，其特征在于：所述空预器1的下端设置有冷风进气管2，冷风进气管2与所述空预器1之间相互连通，所述空预器1的上端设置有进烟管道4，进烟管道4与所述空预器1之间相互连通，所述烟道5设置在空预器1的下端，所述烟道5的一端与所述空预器1之间相互连通，在所述烟道5上从左至右依次配置有烟道换热器6、除尘器8与脱硫吸收塔9，在烟道换热器6的内部设置有鳍片式换热管7，所述烟筒11设置在脱硫吸收塔9的一侧，所述烟筒11与脱硫吸收塔9之间通过第一连接管10相互连通，在烟道换热器6的一侧设置有第二连接管12，第二连接管12的一端与烟道换热器6的上端相互连通，第二连接管12的另一端与所述外置式相变换热器13的上端相互连通，所述外置式相变换热器13的下端设置有循环管路15，循环管路15的一端与所述外置式相变换热器13的下端相互连通，循环管路15的另一端与所述烟道换热器6之间相互连通，在循环管路15上安装有工质循环泵16，气态工质由外置式相变换热器13顶部引入，冷却后变成液态由下部引出，所述外置式相变换热器13的一侧分别连接有冷却水进水管18与冷却水出水管19，在所述外置式相变换热器13的内部设置有光管换热管14，光管换热管14的一端与冷却水进水管18相互连通，光管换热管14的另一端与冷却水出水管19相互连通，所述空预器1的上端设置有热风排气管3，热风排气管3与所述空预器1之间相互连通，所述烟道换热器6为相变式换热器，所述外置式相变换热器13的下端设置有储液罐17，储液罐17安装在循环管路15上，储液罐17与循环管路15之间相互连通。

工作方式：本实用新型提供了一种相变式换热器的余热利用系统，本实用新型可以将气态工质经过外置式相变换热器冷却，工质释放气化潜热后转变为液态，回到储液罐，由布置在储液罐下方的工质循环泵将液态工质输送到烟道换热器吸热转化为气态工质，如此往复循环完成热量的回收。

本实用新型是通过调整外置式冷却水的流量来调整液态工质的冷凝温度，来控制烟道换热器的壁温，从而消除烟气中酸性气体凝结导致换热器管壁腐蚀问题；本实用新型中的烟道换热器采用是相变式换热技术，较传统的单相流换热，传热效率可以提升近2倍；本实用新型采用工质循环泵采用微正压循环系统，较热管负压换热方式使用寿命更长，调整更方便；本实用新型中的换热器采取独特的设计方式，可以与工质循环泵的流量很好的匹配；由于本实用新型中的工质循环泵出口压力较低，换热器的造价及强度可以适当降低，从而节省初投资；本实用新型传统的烟—水换热器一旦发生泄漏，水与烟气中灰尘很容易发生板结，堵塞烟气通道，本实用新型采用工质的换热器即使泄漏也随烟气进入脱硫系统不会发生堵塞问题，且本系统布置比较灵活，可以根据场地情况进行布置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种相变式换热器的余热利用系统，包括：空预器、烟道、第一连接管、烟筒与外置式相变换热器，其特征在于：所述空预器的下端设置有冷风进气管，冷风进气管与所述空预器之间相互连通，所述空预器的上端设置有进烟管道，进烟管道与所述空预器之间相互连通，所述烟道设置在空预器的下端，所述烟道的一端与所述空预器之间相互连通，在所述烟道上从左至右依次配置有烟道换热器、除尘器与脱硫吸收塔，在烟道换热器的内部设置有鳍片式换热管，所述烟筒设置在脱硫吸收塔的一侧，所述烟筒与脱硫吸收塔之间通过第一连接管相互连通，在烟道换热器的一侧设置有第二连接管，第二连接管的一端与烟道换热器的上端相互连通，第二连接管的另一端与所述外置式相变换热器的上端相互连通，所述外置式相变换热器的下端设置有循环管路，循环管路的一端与所述外置式相变换热器的下端相互连通，循环管路的另一端与所述烟道换热器之间相互连通，在循环管路上安装有工质循环泵。

2.根据权利要求1所述的一种相变式换热器的余热利用系统，其特征在于：所述外置式相变换热器的一侧分别连接有冷却水进水管与冷却水出水管，在所述外置式相变换热器的内部设置有光管换热管，光管换热管的一端与冷却水进水管相互连通，光管换热管的另一端与冷却水出水管相互连通，气态工质由外置式相变换热器顶部引入，冷却后变成液态由下部引出。

3.根据权利要求1所述的一种相变式换热器的余热利用系统，其特征在于：所述空预器的上端设置有热风排气管，热风排气管与所述空预器之间相互连通。

4.根据权利要求1所述的一种相变式换热器的余热利用系统，其特征在于：所述烟道换热器与外置式相变换热器均为相变换热器。

5.根据权利要求1所述的一种相变式换热器的余热利用系统，其特征在于：所述外置式相变换热器的下端设置有用于收集液态工质的储液罐，储液罐安装在循环管路上，储液罐与循环管路之间相互连通。

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