[發(fā)明專利]防腐抗垢的高效煙氣余熱回收裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310253579.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN103307910A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳林;杜小澤;楊勇平;楊立軍;徐超;徐鋼;魏高升;梁江濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28F19/00;F28F21/00
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是屬于能源利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防腐抗垢的高效煙氣余熱回收裝置。具體說，利用特種復(fù)合材料進(jìn)行回收各種鍋爐煙氣余熱的高效換熱裝置，可以防止煙氣的低溫酸露腐蝕，并可以減少或者清除換熱器表面的積灰結(jié)垢。

背景技術(shù)

鍋爐煙氣中含有一定量的二氧化硫和三氧化硫，它們與煙氣中的水蒸汽結(jié)合生成硫酸蒸汽，其冷凝溫度稱為煙氣的酸露點(diǎn)。當(dāng)鍋爐尾部受熱面溫度低于煙氣酸露點(diǎn)時(shí)，表面就會(huì)形成硫酸溶液。

金屬換熱器用于煙氣余熱回收時(shí)，為防止酸露腐蝕，排煙溫度設(shè)計(jì)在120～140℃，考慮到運(yùn)行中受熱面污染造成的傳熱系數(shù)降低，實(shí)際排煙溫度多在140～180℃，排煙熱損失導(dǎo)致大量能源浪費(fèi)。另一方面，排煙溫度高會(huì)引起煙氣脫硫的水耗增加，這是因?yàn)闈穹摿蛞鬅煔膺M(jìn)入脫硫塔的溫度為80℃，采用噴水對(duì)高溫?zé)煔鉁p溫需要消耗大量的冷卻水。

如采用耐腐蝕的換熱設(shè)備回收煙氣余熱，則可以克服腐蝕的限制，將煙氣排煙溫度至少?gòu)?20℃降低到80℃。根據(jù)已有的研究結(jié)果，大型鍋爐排煙溫度每降低16～20℃，鍋爐熱效率提高1％。因此，運(yùn)用耐腐蝕熱回收裝備降低40℃排煙溫度，鍋爐效率可提高2～3％，顯著提高能量綜合利用效率。同時(shí)，可以節(jié)省噴水降溫所需的冷卻水量，達(dá)到節(jié)能節(jié)水的雙重功效。

現(xiàn)有的煙氣防腐蝕方法主要有兩種：金屬換熱器表面涂覆耐腐蝕涂層以及運(yùn)用耐腐蝕材料的換熱器。對(duì)于金屬表面涂覆耐腐蝕涂層的方法，涂層難以完全覆蓋換熱器表面，并且涂層易受熱應(yīng)力作用而脫落。對(duì)于耐腐蝕材料的換熱器，應(yīng)用較多的是氟塑料換熱器，但由于氟塑料難于加工成型且導(dǎo)熱系數(shù)低，氟塑料換熱器傳熱性能較弱，局限于薄壁細(xì)管的形式，在實(shí)際應(yīng)用中存在密封困難、管束不易固定、易堵塞、流動(dòng)阻力大等問題。

理想的煙氣熱回收裝置，除了具備良好的耐腐蝕能力外，還應(yīng)具有優(yōu)良的傳熱性能，包括強(qiáng)化煙氣側(cè)的傳熱，減少運(yùn)行過程中的積灰和結(jié)垢所造成的熱阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種防腐蝕抗結(jié)垢的高效換熱裝置，其特征在于，所述防腐蝕抗結(jié)垢的復(fù)合材料換熱裝置采用翅片管換熱器的形式，管內(nèi)部流體為水，管外翅片間流體為煙氣；該換熱裝置的結(jié)構(gòu)是將翅片管1兩側(cè)穿過側(cè)面殼體3的定位孔，翅片管1與側(cè)面殼體3之間通過耐高溫橡膠圈4柔性密封，然后將上下殼體2與側(cè)面殼體3連接，形成換熱器外殼，在換熱器外殼內(nèi)翅片管1以橫排、豎列規(guī)則排列；并且在換熱器外殼兩側(cè)，每橫排翅片管中的兩根翅片管端頭用半圓形彈性耐壓彎管5密封連接，形成一排一個(gè)通道，最后，將換熱器外殼兩側(cè)豎直排列的通道口各用一根連通管6連通。

所述換熱器外殼在空間三維方向的尺寸以適應(yīng)鍋爐煙道尺寸而變化，根據(jù)煙道尺寸確定XY平面內(nèi)翅片管1在X方向的長(zhǎng)度和翅片管1在Y方向的排數(shù)，翅片數(shù)量隨管長(zhǎng)成比例增加，換熱器在Z方向的列數(shù)根據(jù)煙道在Z方向的尺寸以及實(shí)際所需換熱面積來確定。

所述換熱器外殼內(nèi)翅片管1排列的排數(shù)與列數(shù)相等或不等。

所述多個(gè)換熱器外殼通過其側(cè)面的法蘭孔進(jìn)行串聯(lián)，或與鍋爐煙道固定。

所述翅片管的材料是高導(dǎo)熱填充型復(fù)合材料，復(fù)合材料的基材為尼龍、聚烯烴、聚苯硫醚類塑料材料、或者橡膠材料、或者陶瓷材料，在這些基材的內(nèi)部填充石墨烯、碳納米管、碳纖維、金屬微粒和金屬化合物微粒，以提高復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。

所述翅片管的使用溫度范圍為室溫至200℃，不僅包含了煙氣余熱回收的所有溫度范圍，還在煙氣溫度波動(dòng)時(shí)，有效防止熱沖擊對(duì)翅片管的損害。

所述耐高溫橡膠圈為工字型結(jié)構(gòu)，卡在側(cè)面殼體3翅片管固定孔內(nèi)。

所述翅片管與殼體之間柔性密封、翅片管相互之間采用柔性連接，翅片管可沿管長(zhǎng)方向移動(dòng)1～10mm，提供機(jī)械擾動(dòng)，去除運(yùn)行中的積灰結(jié)垢。

所述翅片管應(yīng)該根據(jù)鍋爐的燃料種類和成分，調(diào)節(jié)翅片間距和翅片管排列方式，其中翅片間距在1～15mm之間，翅片管呈順排或叉排布置，間距為翅片管管徑的0.5～3倍。