[發(fā)明專利]多相變單元組合換熱器及其最低壁溫控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910065381.0
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101603790A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志宇
• 申請（專利權(quán)）人: 張志宇
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F9/02;F28F27/00;F28F19/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 張國文;張欣棠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種替代管式、熱管換熱器以及復(fù)合相變換熱器，可將鍋爐尾 部受熱面的最低壁面溫度自動控制在煙氣酸露點(diǎn)以上的同時，排煙溫度可以降 至僅比受熱面控制最低壁溫高15℃左右的多相變單元組合換熱器及其最低壁溫 控制方法。

背景技術(shù)

眾所周知，由于鍋爐煙氣中SO₃的存在，尾部受熱面空氣預(yù)熱器的出口煙氣 溫度受到限制。排煙溫度過低，將導(dǎo)致因?yàn)槭軣崦孀畹捅诿鏈囟鹊陀跓煔馑崧? 點(diǎn)而發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)露腐蝕和堵灰。所以鍋爐的設(shè)計排煙溫度不能過低，管式空 氣預(yù)熱器的設(shè)計排煙溫度通常在140℃～160℃或更高；回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的設(shè) 計排煙溫度通常在130℃～140℃。即便這樣，受熱面的腐蝕和堵灰現(xiàn)象仍在所 難免。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的最低壁面溫度通?？刂圃跓煔馑饵c(diǎn)以上，所以普 遍存在不同程度的低溫腐蝕。所謂其具有較強(qiáng)的抗低溫腐蝕性，是指低溫腐蝕 在一定程度內(nèi)不會對換熱造成明顯的影響，但較大的漏風(fēng)所帶來的附加能耗是 其無法克服缺陷，而且回收煙氣熱量在給水和送風(fēng)的分配方面較管式空氣預(yù)熱 器缺乏靈活性。復(fù)合相變換熱器可以在維持較高最低壁面溫度的前提下大幅度 降低排煙溫度，能有效地將排煙溫度控制在僅比最低壁面溫度高15℃左右(例 如控制壁溫100℃時，排煙溫度115℃左右)，可以在避免受熱面發(fā)生低溫腐蝕 的前提下大幅度地降低排煙溫度。但是，由于結(jié)構(gòu)原因相變段受熱面必須布置 在水平煙道上，限制了其空間可布置范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種在保證尾部受熱 面不結(jié)露的前提下，通過降低排煙溫度的方法回收煙氣余熱，并將回收的熱量 用于加熱低壓低溫水，以提高鍋爐系統(tǒng)熱效率并利用鍋爐余熱的多相變單元組 合換熱器及其最低壁溫控制方法，它以垂直于煙氣流動方向的換熱管排為單位 組成多個獨(dú)立的相變單元，每個相變單元由吸熱段(蒸發(fā)段)、放熱段(冷凝段) 組成，通過優(yōu)化布置吸熱段和放熱段的換熱面形式、結(jié)構(gòu)及換熱面積得到所需 要的最低控制壁面溫度。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括上集管、下集管和連接在上集管、下集 管之間的各個換熱管通過內(nèi)腔聯(lián)通成密閉整體而成為的獨(dú)立單個相變單元，其 特征在于：在獨(dú)立單個相變單元中，在上集管的內(nèi)部通過兩頭設(shè)置的管板形成 一個內(nèi)腔和兩頭的兩個外腔，在該內(nèi)腔中穿過有列管，列管的開口位于兩頭的 兩個外腔中，上集管的內(nèi)腔與各個換熱管相接通，在上集管的內(nèi)腔與下集管之 間接通的換熱管上還安裝有充液溢流針型閥，在下集管上設(shè)置有排污用針型閥， 在通向上集管的外腔的管道與上集管的內(nèi)腔之間接通有支管，在該支管上安裝 有充液球閥和排氣針型閥，在充液球閥和排氣針型閥之間的管路上安裝有排氣 球閥；若干所述獨(dú)立單個相變單元之間通過上集管與進(jìn)水集管和出水集管接通 后并聯(lián)在一起組成多相變單元組合換熱器。

在上集管上安裝有測溫儀，在與進(jìn)水集管和出水集管相接通的旁通水路上 設(shè)置自控調(diào)節(jié)閥，測溫儀與自控裝置相連接，自控裝置與自控調(diào)節(jié)閥相連接。

一種所述的多相變單元組合換熱器的換熱方法，其特征在于：裝置運(yùn)行前， 首先通過充液球閥向每個獨(dú)立單個相變單元充液，充液量由充液溢流針型閥控 制，充液完畢即可進(jìn)行排氣，排氣時，先調(diào)節(jié)自控調(diào)節(jié)閥的開度，使吸熱段最 低壁面溫度高于100℃，然后打開排氣針型閥和排氣球閥進(jìn)行排氣，持續(xù)5-10 分鐘；在運(yùn)行中，出現(xiàn)相變腔內(nèi)不凝氣體聚集影響傳熱效果或系統(tǒng)停車檢修后 重新運(yùn)行，均需重復(fù)上述操作，以達(dá)最佳換熱效果；一定數(shù)量和規(guī)格的換熱管 組成獨(dú)立單個相變單元的吸熱段，煙氣通過吸熱段，獨(dú)立單個相變單元內(nèi)傳熱 媒質(zhì)吸收熱量后沸騰發(fā)生相變，產(chǎn)生的蒸汽上升進(jìn)入上集管的內(nèi)腔與列管的凝 結(jié)水或除鹽水進(jìn)行熱交換，蒸汽凝結(jié)靠重力回流至下集管，換熱在不斷的蒸發(fā) 與冷凝的相變過程中進(jìn)行，通過改變進(jìn)入列管的水流量調(diào)節(jié)本獨(dú)立單個相變單 元的壁面溫度，設(shè)定某個獨(dú)立單個相變單元的最低設(shè)計壁溫，需加熱的凝結(jié)水 或除鹽水經(jīng)進(jìn)水集管進(jìn)入各個獨(dú)立單個相變單元，吸收熱量溫度升高后匯集到 出水集管后被送往除氧器，測溫儀測得的溫度信號反饋給自控裝置，自控裝置 自動調(diào)節(jié)旁通水路上的自控調(diào)節(jié)閥的開度，使得具有最低設(shè)計壁溫的獨(dú)立單個 相變單元的最低壁面溫始終處于設(shè)定值，整個裝置的最低壁面溫度始終高于煙 氣酸露點(diǎn)設(shè)定值，從而杜絕了低溫酸腐蝕的發(fā)生。