CN215295929U - 换热管单元、烟气换热器及低温省煤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热管单元、烟气换热器和低温省煤器，因第二主体段和位于冷凝通道之内的第一主体段能够进行热量交换，故冷凝通道内部冷凝介质的冷量和烟道中烟气的热量至少能够通过第一主体段和第二主体段进行热量交换，进而将实现烟气降温的目的；这样冷凝通道与烟气直接换热的第二主体段分开设置，不与烟气进行直接接触，冷凝通道可以位于烟道之外，避免了现有技术磨损冷凝介质泄露现象的发生，进而不会造成冷凝介质向烟道内串流的问题、烟道内堵灰、板结、电除尘器堵灰、短路跳闸等恶劣情况现象，从而能够提高了低温省煤器中烟气换热器的可靠性，延长了低温省煤器中烟气换热器的使用寿命，降低了设备总投资成本及运行、维护成本。

Description

换热管单元、烟气换热器及低温省煤器

技术领域

本实用新型涉及烟气处理设备技术领域，特别涉及一种换热管单元、烟气换热器及低温省煤器。

背景技术

低温省煤器作为近几年燃煤锅炉的标配，是燃煤锅炉中最常见的一种烟气换热器之一。在常见的低温省煤器烟气换热器中，烟气换热器是由数组结构相近的换热模块组成，烟气流入烟气换热器后，烟气中携带的粉尘颗粒因烟温下降，粉尘颗粒由炉膛内的熔融态向固态转变，粉尘颗粒的硬度增加，对烟气换热器的磨损加剧。现有低温省煤器通常在迎风面模块前端设置3-5排的防磨假管，防止烟气中的粉尘颗粒对后排换热管造成磨损，进而造成换热管泄露，但是，这部分假管不参与换热，反而增加了烟气换热器的设备整体重量，浪费了一定的材料用量和加工制造成本。

此外，常规低温省煤器与烟气接触的换热管内充满了机组运行的凝结水，一旦烟气换热器发生泄露，对后端设备尤其是电除尘器将造成堵灰、电场跳闸等恶劣影响，严重影响了机组排放性能。并且常规低温省煤器的烟气换热器整体排布紧密，当个别管排发生泄露时，需要对换热模块进行整体统一更换，对于大部分未发生磨损的换热管而言，造成了极大的材料浪费，增加了设备更换的安装成本。

如何克服上述缺陷之一，是本领域内技术人员一直需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为提高了烟气换热器工作可靠性的换热管单元。本实用新型的另一目的为提供了一种具有上述换热管单元的烟气换热器和低温省煤器。

本实用新型提供了一种换热管单元，包括形成冷凝通道的壳体，所述壳体设有通过所述冷凝通道连通的进口和出口，所述换热管单元还包括连接且能够导热的第一主体段和第二主体段，其中所述第一主体段位于所述冷凝通道内部，所述第二主体段位于所述冷凝通道外部，所述第一主体段和第二主体段均与所述壳体密封。

可选的，所述第一主体段至少内壁为耐腐蚀材料形成的材料层；

或者/和，所述第二主体段至少外壁为耐磨材料形成的材料层；

或者，所述第一主体段和所述第二主体段为分体结构，所述第一主体段由耐腐蚀材料形成，所述第二主体段由耐磨材料形成，二者通过连接套连接固定。

可选的，所述第一主体段为不锈钢管或者所述第一主体段为复合管，所述复合管包括内衬和复合于所述内衬的外管层，所述外管层为不锈钢材料层，所述内衬和第二主体段为碳钢材料或ND钢材料其中一者或几者。

可选的，所述第二主体段部分管段上设置有散热片。

可选的，所述第一主体段和所述第二主体段形成两端封闭的中空管体，二者形成有用于盛放导热介质的封闭腔。

可选的，所述壳体沿所述第二主体段伸出方向具有预定长度，所述进口和所述出口分别设置于沿其长度的两个端部。

本实用新型还提供了一种烟气换热器，包括换热器外壳以及若干个上述任一项所述的换热管单元，各所述换热管单元的壳体位于所述换热器外壳的内部，各所述第二主体段至少部分位于所述换热器壳体以外，各所述换热管单元并联或者串联或者串并联连接外部冷凝管路。

可选的，还包括进口集箱和出口集箱，分别位于所述换热器外壳的两侧，各所述换热管单元依次串联，所述进口集箱的出口通过管路连通与该侧最外侧换热管单元的进口，所述出口集箱的进口通过管路连通该侧最外侧换热管单元的出口；

或者，各所述换热管单元并联或者串联或者串并联连接于所述进口集箱和所述出口集箱之间。

可选的，所述外壳设置有与所述第二主体段相对的通孔，所述第二主体段设于所述通孔并且二者周向密封。

此外，本实用新型还提供了一种低温省煤器，包括上述任一项所述烟气换热器，工作时，各所述第二主体段形成与所述低温省煤器的烟气管道内的烟气接触的烟气区。

因本实用新型的低温省煤器和烟气换热器均包含上述换热管单元，故低温省煤器和烟气换热器也具有换热管单元的上述技术效果。

当本实用新型所提供的烟气换热器应用于烟气设备时，将换热单元的第二主体段置于烟道之中，换热器外壳完全置于烟道之外或者将换热器外壳也置于烟道之内，因第二主体段和位于冷凝通道之内的第一主体段能够进行热量交换，故冷凝通道内部冷凝介质的冷量和烟道中烟气的热量能够通过第一主体段和第二主体段进行热量交换，进而将实现烟气降温的目的。

因本实用新型中冷凝通道不与烟气进行直接接触，可以将冷凝通道设置于烟道之外或者单独利用外壳封装，避免了现有技术磨损冷凝介质泄露现象的发生，进而不会造成冷凝介质向烟道内串流的问题、烟道内堵灰、板结、电除尘器堵灰、短路跳闸等恶劣情况现象，从而能够提高了低温省煤器中烟气换热器的可靠性，延长了低温省煤器中烟气换热器的使用寿命，降低了设备总投资成本及运行、维护成本。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中烟气换热器的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中换热管单元的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例中当第二主体段处于破损状态的示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间一一对应关系如下：

1出口集箱，2外壳，3侧壁，4进口集箱，5换热管单元；5.1壳体，5.2第一主体段，5.3连接套，5.4第二主体段，5.5进口管，5.6出口管，5.7冷凝通道，5.8散热片。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本实用新型一种实施例中烟气换热器的结构示意图；图2为本实用新型一种实施例中换热管单元的结构示意图；图3为本实用新型一种实施例中当第二主体段处于破损状态的示意图。

本实用新型提供了一种用于降低烟气温度的烟气换热器，本文以烟气换热器用于低温省煤器为例继续介绍技术方案和技术效果，当然，本文所提供的烟气换热器还可以应用于其他需要换热的烟气设备中。

本实用新型提供的烟气换热器包括至少一个换热管单元5，其包括形成冷凝通道5.7的壳体5.1，壳体5.1设有通过冷凝通道连通的进口和出口，进口和出口分别安装进口管5.5和出口管5.6，进口管5.5和出口管5.6用于与外部管路相连接。

换热管单元5还包括第一主体段5.2和第二主体段5.4，第一主体段5.2和第二主体段5.4连接且能够导热，这样第二主体段5.4能够与烟气接触，以将外部烟气的热量传递至冷凝通道5.7。

具体地，第一主体段5.2和第二主体段5.4可以形成两端封闭的中空管体，中空管体内部充满导热介质，即导热介质位于第一主体段5.2和第二主体段5.4之间的空腔内密封，散热介质流通于壳体5.1与第一主体段5.1之间组成的冷凝通道5.7；烟气的热量与冷凝通道内部介质的热量通过第一主体段5.2、导热介质和第二主体段5.4传递。

第一主体段5.2和第二主体段5.4均使用导热材料制作，这样第一主体段5.2的热量或冷量能够传递至第二主体段5.4，同理，第二主体段5.4的热量或冷量也能传递至第一主体段5.2，最后由散热介质带走热量。

其中，第一主体段5.2位于冷凝通道5.7内部，第二主体段5.4位于冷凝通道5.7外部，二者与壳体5.1组成两组相互独立的密封空间。

通常一个烟气换热器由若干换热管单元组装而成，换热管单元依次布置，前一换热管单元5的冷凝通道5.7的出口通过管路或者直接连接与其相邻的后一换热管单元的冷凝通道的进口，这样外部冷凝介质也可依次流过所有的换热管单元，当然对于空间不受限的使用环境而言，每一个或者几个换热管单元可以并联连接外部冷凝水主管路。

烟气换热器还包括换热器外壳2，各换热管单元5的壳体位于换热器外壳2的内部，各第二主体段5.4至少部分位于换热器壳体2以外。

当本实用新型所提供的烟气换热器应用于烟气设备时，将换热单元的第二主体段5.4置于烟道之中，换热器外壳完全置于烟道之外或者将换热器外壳也置于烟道之内，因第二主体段5.4和位于冷凝通道5.7之内的第一主体段5.2能够进行热量交换，故冷凝通道5.7内部冷凝介质的冷量和烟道中烟气的热量能够通过第一主体段5.4和第二主体段5.2进行热量交换，进而将实现烟气降温的目的。

因本实用新型中冷凝通道不与烟气进行直接接触，可以将冷凝通道设置于烟道之外或者单独利用外壳封装，避免了现有技术磨损冷凝介质泄露现象的发生，进而不会造成冷凝介质向烟道内串流的问题、烟道内堵灰、板结、电除尘器堵灰、短路跳闸等恶劣情况现象，从而能够提高了低温省煤器中烟气换热器的可靠性，延长了低温省煤器中烟气换热器的使用寿命，降低了设备总投资成本及运行、维护成本。

除了导热性能之外，为了提高第一主体段5.2的使用寿命，位于冷凝通道5.7内部的第一主体段5.2应当具有一定的耐腐蚀性能，因此，上述实施例中第一主体段5.2至少内壁为耐腐蚀材料形成的材料层；也就是说，第一主体段5.2可以完全由具有导热性能的耐腐蚀材料形成，也可以仅内壁为耐腐蚀材料形成，位于外壁的管体仅具有导热性能即可。

对于与烟气直接接触的第二主体段5.4而言，必然要求其具有一定的耐磨性能。也就是说，第二主体段5.4至少外壁为耐磨材料形成的材料层；即第二主体段5.4可以完全由具有导热的耐磨材料形成，当然也可以仅外壁由耐磨材料形成，位于外壁的管体仅具有导热性即可。

在一种具体结构中，第一主体段5.2和第二主体段5.4为分体结构，第一主体段5.2由耐腐蚀材料形成，第二主体段5.4由耐磨材料形成，二者通过连接套连接固定。

这样在一定程度上满足了第一主体段5.2和第二主体段5.4的使用需求。

在一种具体实施例中，第一主体段5.2为不锈钢管或者第一主体段5.2为复合管，复合管包括内衬和复合于内衬的外管层，外管层为不锈钢材料层，内衬和第二主体段为碳钢材料或ND钢材料其中一者或几者。附图中虽然没有示出复合管的具体结构，但是本领域内技术人员通过本文的描述是完全能够知晓复合管的具体结构的。

上述实施例中将第一主体段和第二主体段设计为管状，即能提高热传递效率，又能降低换热管单元5的重量。

为了增加换热效率，第二主体段5.4部分管段上还可以设置有散热片5.8。散热片5.8可以采用异形管，如螺旋扁管、椭圆管增大第二主体段5.4的管内外之间的扰流，从而提高换热性能。

如前文所述，上述各实施例中，第一主体段5.2和第二主体段5.4形成两端封闭的中空管体，二者形成有用于盛放导热介质的封闭腔。

请参考图3，这样即使第二主体段5.4因磨损产生泄漏点P发生泄露后，经由气流的冲刷，泄露点P将不断扩大，最终烟气将顺着泄露点P进入第一主体段5.2顶部，烟气中的腐蚀性烟气在第一主体段5.2管内顶部进行富集(图3示出了富集区F)，同时，由于第一主体段5.2管内的冷凝通道5.7内充满冷凝介质，这样会对富集烟气进行降温，使得烟气中的腐蚀性气体液化富集，在第一主体段5.2内壁上，由于第一主体段5.2内壁采用了耐腐蚀材料，杜绝了腐蚀对第一主体段5.2的影响，防止冷凝通道5.7内的冷凝液进入烟道。

上述各实施例中，壳体沿第二主体段5.4伸出方向具有预定长度，进口和出口分别设置于沿其长度的两个端部。即壳体为长条形管状。

另外，第一主体段5.2的上端部可以与壳体5.1的顶壁接触或者导热管还包括第三主体段，其连接于第一主体段另一端部，并且位于壳体外部，这样冷凝通道5.7形成于第一主体段5.2和壳体5.1之间。

本实用新型所提供的一种烟气换热器，如上所述，包括换热器外壳以及若干个上述任一实施例的换热管单元，各换热管单元的壳体位于换热器外壳的内部，各第二主体段至少部分位于换热器壳体以外，各所述换热管单元5并联或者串联或者串并联连接外部冷凝管路。

附图给出了个换热管单元5依次串联的具体实施方式，即相邻换热管单元中位于上游一者的出口连通位于下游另一者的进口。

进一步地，还包括进口集箱4和出口集箱1，分别位于换热器外壳的两侧，各换热管单元5依次串联，进口集箱4的出口通过管路连通与该侧最外侧换热管单元的进口，出口集箱1的进口通过管路连通该侧最外侧换热管单元的出口。

当然，各换热管单元也可以并联或者串并联与进口集箱4和出口集箱1之间。

上述各实施例中，外壳2设置有与第二主体段5.4相对的通孔，第二主体段5.4设于通孔并且二者周向密封。

这样，即使第一主体段5.2发生泄漏，也仅能流道外壳2内部，不会流至外壳2外部的烟道中。

此外，本实用新型还提供了一种低温省煤器，包括上述任一项烟气换热器，工作时，各第二主体段5.4形成与低温省煤器的烟气管道内的烟气接触的烟气区。

低温省煤器的其他结构请参考现有技术，本文不做赘述。

因本实用新型的低温省煤器和烟气换热器均包含上述换热管单元，故低温省煤器和烟气换热器也具有换热管单元的上述技术效果。

以上对本实用新型所提供的一种进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种换热管单元，其特征在于，包括形成冷凝通道(5.7)的壳体(5.1)，所述壳体(5.1)设有通过所述冷凝通道(5.7)连通的进口和出口，所述换热管单元还包括连接且能够导热的第一主体段(5.2)和第二主体段(5.4)，其中所述第一主体段(5.2)位于所述冷凝通道(5.7)内部，所述第二主体段(5.4)位于所述冷凝通道(5.7)外部，所述第一主体段(5.2)和第二主体段(5.4)均与所述壳体(5.1)密封。

2.如权利要求1所述的换热管单元，其特征在于，所述第一主体段(5.2)至少内壁为耐腐蚀材料形成的材料层；

或者/和，所述第二主体段(5.4)至少外壁为耐磨材料形成的材料层；

或者，所述第一主体段(5.2)和所述第二主体段(5.4)为分体结构，所述第一主体段(5.2)由耐腐蚀材料形成，所述第二主体段(5.4)由耐磨材料形成，二者通过连接套(5.3)连接固定。

3.如权利要求2所述的换热管单元，其特征在于，所述第一主体段(5.2)为不锈钢管或者所述第一主体段(5.2)为复合管，所述复合管包括内衬和复合于所述内衬的外管层，所述外管层为不锈钢材料层，所述内衬和第二主体段(5.4)为碳钢材料或ND钢材料其中一者或几者。

4.如权利要求2所述的换热管单元，其特征在于，所述第二主体段(5.4)部分管段上设置有散热片。

5.如权利要求1至4任一项所述的换热管单元，其特征在于，所述第一主体段(5.2)和所述第二主体段(5.4)形成两端封闭的中空管体，二者形成有用于盛放导热介质的封闭腔。

6.如权利要求5所述的换热管单元，其特征在于，所述壳体(5.1)沿所述第二主体段(5.4)伸出方向具有预定长度，所述进口和所述出口分别设置于沿其长度的两个端部。

7.一种烟气换热器，其特征在于，包括换热器外壳(2)以及若干个权利要求1至6任一项所述的换热管单元，各所述换热管单元的壳体(5.1)位于所述换热器外壳(2)的内部，各所述第二主体段(5.4)至少部分位于所述换热器壳体(5.1)以外，各所述换热管单元(5)并联或者串联或者串并联连接外部冷凝管路。

8.如权利要求7所述的烟气换热器，其特征在于，还包括进口集箱(4)和出口集箱(1)，分别位于所述换热器外壳(2)的两侧，各所述换热管单元(5)依次串联，所述进口集箱(4)的出口通过管路连通与该侧最外侧换热管单元的进口，所述出口集箱(1)的进口通过管路连通该侧最外侧换热管单元的出口；

或者，各所述换热管单元并联或者串联或者串并联连接于所述进口集箱(4)和所述出口集箱(1)之间。

9.如权利要求7所述的烟气换热器，其特征在于，所述外壳(2)设置有与所述第二主体段(5.4)相对的通孔，所述第二主体段(5.4)设于所述通孔并且二者周向密封。

10.一种低温省煤器，其特征在于，包括权利要求7至9任一项所述烟气换热器，工作时，各所述第二主体段(5.4)形成与所述低温省煤器的烟气管道内的烟气接触的烟气区。

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