分離式煙氣再熱器及其換熱方法
2023-05-01 10:43:06 7
專利名稱：分離式煙氣再熱器及其換熱方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電廠煙氣脫硫或類似領域中回收餘熱的換熱器，較常規的煙氣再熱器具有無煙氣洩露、布置靈活、對主機負荷變化適應力強且能耗較低的特點。
背景技術：
在目前公知的該領域中，常見的煙氣再熱器(GGH)有兩種迴轉式GGH和水媒式GGH。前者的缺點包括一、由於自身結構原因存在原煙氣向淨煙氣的洩露問題，會汙染脫硫後的淨煙氣，降低脫硫效率；二、迴轉式GGH屬於整體式換熱器，煙道進出的位置相對換熱器固定，無法靈活布置；三、在主機負荷降低時無法保證要求的淨煙氣出口溫度；四、各類動設備的存在使得能耗很高。後者分為原煙氣側和淨煙氣側，利用往復循環的高壓水達到熱交換的目的，在低負荷時還可以輔以蒸汽加熱。因此，後者可以克服迴轉式GGH存在的前三個缺點。但是大流量、高揚程的循環水泵的能耗依然很高。
發明內容
技術問題為了克服現有煙氣再熱器存在的問題，本發明提供一種分離式煙氣再熱器及其換熱方法，它利用循環水的蒸發冷凝來實現煙氣再熱的目的。
技術方案本發明的分離式煙氣再熱器分為原煙氣換熱器和淨煙氣換熱器兩部分，原煙氣換熱器與淨煙氣換熱器之間有較大的空間距離；這兩部分通過蒸汽上升管和凝結水下降管連通起來，即原煙氣換熱器的輸出端通過蒸汽上升管與淨煙氣換熱器的輸入端相接，淨煙氣換熱器的輸出端通過凝結水下降管與原煙氣換熱器的輸入端接，形成一個循環迴路。
在凝結水下降管中串接有蒸汽輔助加熱器，在低負荷情況下輔以蒸汽加熱以滿足淨煙氣出口溫度要求。原煙氣換熱器和淨煙氣換熱器採用螺旋翅片管束，或採用板式換熱片，或為具有雙重瓦楞結構的板式換熱片。
換熱方法為該煙氣再熱器分為原煙氣側和淨煙氣側兩部分，該兩部分通過蒸汽上升管和凝結水下降管連通起來，原煙氣側設有將熱煙放熱給水或汽的原煙氣換熱器，淨煙氣側設有將水或汽的熱放熱給淨煙氣的淨煙氣換熱器；原煙氣側向淨煙氣側傳遞熱是通過介質液-汽、汽-液循環變相吸/放熱量並通過其中的汽或液輸送管來實現換熱的，即在原煙氣側，熱煙氣將熱量傳給循環液體；液體受熱後蒸發，產生的蒸汽沿著蒸汽上升管到達淨煙氣側，釋放出汽化潛熱而凝結成液體，在重力或者水泵的作用下，經凝結水下降管回到原煙氣側，如此循環往復運行來實現加熱淨煙氣的目的。
在原煙氣側和淨煙氣側存在適合高差的情況下，可以利用重力實現水的自然循環；否則就用水泵來推動，即在凝結水下降管中串接有水泵。由於利用了水的相變傳熱來傳遞熱量，因此循環水的量比較少，即使添加了水泵，其能耗也比較低。
有益效果分離式煙氣再熱器分為兩個獨立的部分，將原煙氣和淨煙氣完全隔離分開，杜絕了原煙氣向淨煙氣的洩漏；可以使得設備在煙道上的布置靈活方便，可以經濟地各自選擇適合其工作環境的材質；用蒸汽作為補充熱源，可以在低負荷情況下仍然保證較高的淨煙氣出口溫度；能耗較低，在自然循環情況下甚至沒有消耗。
圖1是本發明的結構原理圖。
圖2是本發明螺旋翅片管束的換熱器的結構示意圖。圖3是圖2的左視圖。
圖4是本發明板式換熱片的結構示意圖。圖5是圖4是的俯視圖。
圖6是本發明具有雙重瓦楞結構的板式換熱片結構示意圖。圖7是圖6是的俯視圖。
以上圖中有原煙氣換熱器1、蒸汽上升管2、淨煙氣換熱器3、水下降管4、輔助加熱器5、水泵6、上聯箱7、螺旋翅片管8、下聯箱9、波紋板片10、雙重瓦楞板11。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做詳細說明。
如圖1，分離式煙氣再熱器分為兩部分，即原煙氣換熱器1和淨煙氣側淨煙氣換熱器3。這兩個部分是獨立分開的，從根本上杜絕了原煙氣向淨煙氣的洩露，並且在煙道上可以自由布置。另外，也可以針對各自的工作環境特點選擇適合的材質。這兩個部分通過蒸汽上升管2和凝結水下降管4連通起來，形成一個循環迴路。在原煙氣換熱器1和淨煙氣換熱器3存在適合高差的情況下，可以利用重力實現水的自然循環；否則就用水泵6來推動。由於利用了水的相變傳熱來傳遞熱量，因此循環水的量比較少，即使添加了水泵6，其能耗也比較低。
再熱器工作前，需要在原煙氣換熱器1的換熱片內加入一定量的工作介質-水(也可以是其他的低沸點液體，如甲醇、丙酮等)，並且為了水或者其他液體容易汽化，還需要對水循環通道做抽真空處理。工作時，在原煙氣換熱器1，熱煙氣將熱量傳給循環水；水受熱後蒸發，產生的蒸汽沿著蒸汽上升管2到達淨煙氣換熱器3釋放出汽化潛熱而凝結成水，在重力或者水泵的作用下，經水下降管4回到原煙氣換熱器1，如此循環往復運行來實現加熱淨煙氣的目的。在水下降管4的中間增加一個輔助加熱器5，在低負荷情況下可以輔以蒸汽加熱以滿足淨煙氣出口溫度要求。
分離式煙氣再熱器中的換熱元件可以採用如圖2所示的螺旋翅片管束，也可以採用圖3、4的板式換熱片。螺旋翅片管束由若干螺旋翅片管8、上聯箱7、下聯箱9構成，工作時水和蒸汽走管束內，煙氣走管束外，管外的翅片可以彌補氣-氣換熱器換熱係數低的缺點。板式換熱片由兩片波紋板片10加工而成，工作時水和蒸汽走換熱片內，煙氣走相鄰換熱片的間隙。雙重瓦楞板11由兩片曲率不同的瓦楞板組成，工作時水和蒸汽走換熱片內，煙氣走相鄰換熱片的間隙。採用圖3、4的分離式煙氣再熱器更加緊湊，傳熱性能更好。
權利要求
1.一種分離式煙氣再熱器，其特徵是該煙氣再熱器分為原煙氣換熱器(1)和淨煙氣換熱器(3)兩部分，原煙氣換熱器(1)與淨煙氣換熱器(3)之間有較大的空間距離；這兩部分通過蒸汽上升管(2)和凝結水下降管(4)連通起來，即原煙氣換熱器(1)的輸出端通過蒸汽上升管(2)與淨煙氣換熱器(3)的輸入端相接，淨煙氣換熱器(3)中的輸出端通過凝結水下降管(4)與原煙氣換熱器(1)中的輸入端接，形成一個循環迴路。
2.根據權利要求1所述的分離式煙氣再熱器，其特徵是在凝結水下降管(4)中串接有水泵(6)。
3.根據權利要求1或2所述的分離式煙氣再熱器，其特徵是在凝結水下降管(4)中串接有蒸汽輔助加熱器(5)，在低負荷情況下輔以蒸汽加熱以滿足淨煙氣出口溫度要求。
4.根據權利要求1所述的分離式煙氣再熱器，其特徵是原煙氣換熱器(1)和淨煙氣換熱器(3)採用螺旋翅片管束，或採用板式換熱片，或為具有雙重瓦楞結構的板式換熱片。
5.一種如權利要求1所述的分離式煙氣再熱器的換熱方法，其特徵是該煙氣再熱器分為原煙氣換熱器(1)和淨煙氣換熱器(3)兩部分，該兩部分通過蒸汽上升管(2)和凝結水下降管(4)連通起來。在原煙氣換熱器(1)，熱煙氣將熱量傳給循環液體；液體受熱後蒸發，產生的蒸汽沿著蒸汽上升管(2)到達淨煙氣換熱器(3)，釋放出汽化潛熱而凝結成液體，在重力或者水泵(6)的作用下，經凝結水下降管(4)回到原煙氣換熱器(1)，如此循環往復運行來實現加熱淨煙氣的目的。
全文摘要
分離式煙氣再熱器及其換熱方法涉及一種用於電廠煙氣脫硫或類似領域中回收餘熱的換熱器，該煙氣再熱器分為原煙氣換熱器(1)和淨煙氣換熱器(3)兩部分，該兩部分通過蒸汽上升管(2)和凝結水下降管(4)連通起來。在原煙氣換熱器(1)，熱煙氣將熱量傳給循環液體；液體受熱後蒸發，產生的蒸汽沿著蒸汽上升管(2)到達淨煙氣換熱器(3)，釋放出汽化潛熱而凝結成液體，在重力或者水泵(6)的作用下，經凝結水下降管(4)回到原煙氣換熱器(1)，如此循環往復運行來實現加熱淨煙氣的目的。分離式煙氣再熱器較常規的煙氣再熱器具有無煙氣洩露、布置靈活、對主機負荷變化適應力強且能耗較低的特點。
文檔編號F23J15/00GK1818472SQ20061003768
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月10日 優先權日2006年1月10日
發明者孫克勤, 盧作基 申請人:孫克勤, 江蘇蘇源環保工程股份有限公司, 盧作基, 葛朝暉