三維變空間變結構煙氣再熱器的製作方法
2023-06-04 00:12:36 3
本發明涉及煙氣再熱器技術領域，特別涉及一種三維變空間變結構煙氣再熱器。
背景技術：
在我國，為提高煙囪出口煙氣中汙染物的擴散能力、降低煙羽的可見度，環保部門通常會要求煙氣脫硫後安裝有煙氣再熱器，將脫硫吸收塔出口煙氣加熱至80℃左右，以提高煙氣抬升高度，減輕大氣汙染。如煙囪內保持較高的煙氣溫度，不僅可以有效降低大氣中霧霾汙染的形成機率，還可減輕煙氣對煙囪內金屬件的低溫腐蝕現象。
煙氣再熱器沿煙氣的流動方向可分為低溫段和高溫段，在低溫段，利用高溫水對煙氣實現快速升溫，有效減輕溼煙氣對後級換熱器的腐蝕，提升再加熱器的整機壽命。傳統的煙氣再熱器低溫段換熱管採用的是光管，而光管煙氣再熱器存在易磨損、流動阻力大、換熱效率低等缺點，限制了煙氣再熱器的應用。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種三維變空間變結構煙氣再熱器，通過三維變形HP管替代傳統的光管，實現煙氣再熱器高效、低阻、節能、緊湊、防磨損，提升煙氣再熱器的整體性能。
本發明是通過以下技術方案來實現的：
一種三維變空間變結構煙氣再熱器，包括由進口煙道、封板和出口煙道構成的煙氣通道，所述煙氣通道沿煙氣的流動方向依次設置有低溫換熱管和高溫換熱管，所述低溫換熱管為三維變形HP管，該三維變形HP管為由橢圓管經螺旋扭曲而成，其上遊端設有熱媒水進口，下遊端設有熱媒水出口，所述熱媒水出口與高溫換熱管的入口連通。
進一步地，所述三維變形HP管為多根，所述多根三維變形HP管在最大變徑凸點處相互接觸，並通過鋼帶綑紮形成自支撐管束。
進一步地，所述三維變形HP管採用不鏽鋼材料製成。
進一步地，所述進口煙道和出口煙道上均設有閥門。
進一步地，所述高溫換熱管為H型翅片換熱管。
進一步地，所述三維變空間變結構煙氣再熱器外表面的保溫材料採用矽酸鋁纖維氈，外層用鋁皮瓦楞外護板，防腐材料採用玻璃鱗片。
本發明的優點是：
1.三維變形HP管，管程截面由圓變扁，破壞了60度的磨損點，在同樣外徑下，比圓形光管管程截面積可減少40～60％，使得殼層空間變大，管外殼程獲取平穩的流動的空間，減小流體阻力；
2.三維變形HP管，管內為特殊的螺旋形結構，使得流體在垂直於主流方向產生二次流，破壞了熱邊界層，強化了冷熱流體的熱交換，提升換熱效率20％～40％；
3.三維變形HP管，採用錯列布置布管形式，管束之間形成自支撐，結構非常緊湊，它的體積可比常規的再熱器小40-50％。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是三維變形HP管結構示意圖；
圖3是三維變形HP管之間形成自支撐及錯列布置示意圖；
圖4是圓管流場的磨損示意圖；
圖5是三維變形HP管流場的磨損示意圖；
圖中附圖標記含義：1、熱媒水出口，2、熱媒水進口，3、閥門，4、進口煙道，5、低溫換熱管，6、封板，7、高溫換熱管，8、出口煙道，9、60度的磨損點，10、渦流。
具體實施方式
實施例
參閱圖1至圖3，一種三維變空間變結構煙氣再熱器，包括由進口煙道4、封板6和出口煙道8構成的煙氣通道，所述煙氣通道沿煙氣的流動方向依次設置有低溫換熱管5和高溫換熱管7，所述低溫換熱管5為三維變形HP管，該三維變形HP管為由橢圓管經螺旋扭曲而成，其上遊端設有熱媒水進口2，下遊端設有熱媒水出口1，所述熱媒水出口1與高溫換熱管7的入口連通。
其中，所述三維變形HP管為多根，所述多根三維變形HP管在最大變徑凸點處相互接觸，並通過鋼帶綑紮形成自支撐管束。所述三維變形HP管採用不鏽鋼材料製成。所述進口煙道4和出口煙道8上均設有閥門3。所述高溫換熱管7為H型翅片換熱管。所述三維變空間變結構煙氣再熱器外表面的保溫材料採用矽酸鋁纖維氈，外層用鋁皮瓦楞外護板，防腐材料採用玻璃鱗片。
使用三維變空間變結構煙氣再熱器的時候，煙氣從所述的進口煙道4流入所述的煙氣再熱器，在所述的三維變形HP管管外與管內的高溫水進行熱量交換，溫度迅速升高2～3℃，降低煙氣的腐蝕性，保護後段受熱面；接著進入高溫換熱管7，被加熱至80℃左右，從所述的出口煙道8排出。
所述的三維變形HP管採用不鏽鋼，內通有高溫除鹽水，高溫除鹽水從熱媒水進口2進入到三維變形HP管內，從熱媒水出口1流出。因管內為螺旋狀，故流體將產生二次旋流，破壞熱邊界層，強化了熱交換，可提高傳熱係數20％～40％。三維變形HP管布置方式為錯列布置，結構緊湊，可比常規再熱器體積減少40％～50％，可有效攔截溼煙氣中最後逃逸的石膏漿液及霧滴，避免石膏漿液在後級換熱管上產生堆積，有利於長期穩定煙氣換熱升溫效果。
圖4所示是圓管流場的磨損示意圖，圖5所示是三維變形HP管流場的磨損示意圖。從圖可以看出圓管磨損最大的地方出現在60°的地方，該地方最先磨穿；並且在180°的位置(也就是圓管順著流向的背面)有渦流10，流體速度下降，在該地方容易積灰。相反，三維變形HP管由於形狀的改變，管程截面由圓變扁，使得在60°地方避免或者減輕了磨損，並且在180°處沒有渦流，不易產生積灰現象。
上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例並非用以限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含於本案的專利範圍中。