[發明專利]一種基于分級組合換熱的分控相變換熱系統及換熱方法

有效

• 申請號: 201210447265.7
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103808178A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 郝江平;閆潤生;葛蔚;劉新華;孫廣藩;何寧;趙康
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;山西三合盛工業技術有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28D15/06
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

技術領域

本發明涉及安全可控的煙氣余熱回收技術領域，具體涉及一種基于分級組合換熱的分控相變換熱系統及換熱方法。

背景技術

在國內外強化傳熱技術以及專用于余熱回收利用的技術中，已利用汽體凝結和液體沸騰蒸發換熱系數高且溫度均勻的特點，開發出許多高效相變換熱技術。分控相變技術通過將傳統統一的相變換熱過程分為獨立的單元和不同過程，根據需要分別控制不同單元的相變參數，既具有很強的靈活性，也有很強的綜合能力，從而使得相變換熱的適應性和經濟性得到很大的提高。

分控相變換熱系統可根據不同的使用條件，開發出不同的系統方案，以獲得最佳的效果。為了進一步提高系統的經濟性和可靠性，之前的系統還有些需要改進。

之前的系統（參見申請號為201110034409.1、201110177653.3、201110322725.9的中國專利申請）將從熱源回收熱量全部用于加熱鍋爐供風，對不同季節和鍋爐，實際運行參數的換熱，受熱面的設計必須權衡最佳的技術經濟性，缺乏足夠的靈活性。通常由于夏季的傳熱溫差減小，使得余熱利用不足，經濟效益降低。

之前的系統冷源換熱器內全壓力等于相變參數分壓力，不斷隨換熱條件的變化而變化，從而使得水泵的吸入壓力變化較大，水泵負荷調節的負擔較重。

之前的系統控制冷凝液過冷度時，主要靠冷凝液與熱源換熱器產生的蒸汽換熱，熱源換熱負荷較低時，產生的蒸汽量不足，對過冷度的控制就有限。之后的專利（參見申請號為201110322725.9的中國專利申請）對此有所改進，通過高參數的外接汽源進入汽液換熱器來輔助加熱冷凝液，但由于高參數的外接汽源與低參數的蒸汽在汽液換熱器內混合后溫度降低，使得與冷凝液的換熱溫差減小，從而增大了換熱器的換熱面積。

發明內容

為了克服上述的換熱系統的缺陷和問題，本發明提供了一種基于分級組合換熱的分控相變換熱系統，以及基于該系統的分控相變換熱方法。

根據本發明的基于分級組合換熱的分控相變換熱系統，該系統包括高溫水加熱器6、風道換熱器21、汽液換熱器11、低溫水加熱器8、水箱22、水泵23、煙道換熱器25，其中煙道換熱器的出口蒸汽母管分為三個支管，分別和風道換熱器21的汽側入口、低溫水加熱器8的汽側入口和汽液換熱器11的汽側飽和蒸汽換熱段入口相連，其對應的支管上分別設置風道換熱器供汽閥13、低溫水加熱器供汽閥7和汽液換熱器供汽閥12，風道換熱器21、低溫水加熱器8和汽液換熱器11的汽側出口的疏水管道合并后與水箱22入口連接，水箱22出口經水泵23與汽液換熱器11的水側入口連接，汽液換熱器11的水側出口還和煙道換熱器25的汽側入口相連。

所述低溫水加熱器（8）、汽液換熱器（11）、風道換熱器（21）、煙道換熱器（25）均為非混合式換熱器。

所述煙道換熱器25布置在空氣預熱器3后的煙道1中，風道換熱器21布置在空氣預熱器3前（按空氣流向）的風道2中。

所述外接水管路4和低溫水加熱器8的水側連接，且在低溫水加熱器8水側入口前外接水管路4上設置低溫水加熱器進水閥10。

可選的，低溫水加熱器(8)的水側設置水旁路，其出、入口分別連接在低溫水加熱器進水閥10前和低溫水加熱器8的出口處的外接水管路4上，水旁路上設置低溫水加熱器水旁路閥9。

可選的，所述空氣預熱器3煙氣入口側的煙道1上還設置有高溫水加熱器6，高溫水加熱器6的水側入口與低溫水加熱器8的水側出口相聯，用于外接水和煙道1內煙氣的熱交換；所述高溫水加熱器6水側出口的外接水管路4上還設置有高溫水加熱器出口水溫傳感器5。

可選的，所述空氣預熱器3和煙道換熱器25之間的煙道1上還設置有高溫水加熱器6，高溫水加熱器6的水側入口與低溫水加熱器8的水側出口相聯，用于外接水和煙道1內煙氣的熱交換；所述高溫水加熱器6水側出口的外接水管路4上還設置有高溫水加熱器出口水溫傳感器5。

可選的，所述的空氣預熱器（3）的煙氣側設置一旁路煙道，所述旁路煙道的出、入口端分別安裝在空氣預熱器（3）沿煙氣方向的入口和出口處的煙道（1）上；所述旁路煙道上設高溫水加熱器（6），所述高溫水加熱器(6)的水側入口與低溫水加熱器(8)的水側出口相聯，用于外接水和煙道（1）內煙氣的熱交換，用于外接水和旁路煙道內煙氣的熱交換；所述高溫水加熱器(6)水側出口的外接水管路（4）上還設置有高溫水加熱器出口水溫傳感器(5)；所述高溫水加熱器（6）的煙氣出口和入口側分別設置旁路煙道出口擋板（29）和旁路煙道入口擋板（30）。