深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，該省煤器包括水箱、煙箱、隔板和換熱管，水箱和煙箱通過(guò)隔板隔開(kāi)，各自密封，隔板上插有搪玻璃熱管，搪玻璃熱管與隔板密封固定，搪玻璃熱管上部位于水箱內(nèi)，下部位于煙箱內(nèi)，搪玻璃熱管的基管內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽，內(nèi)裝工質(zhì)為水乙醇的共沸混合物，由冷拔無(wú)縫鋼管制成的基管經(jīng)表面噴砂、靜電噴涂瓷粉、850℃～870℃條件下搪燒、電火花檢測(cè)、灌裝工質(zhì)、真空處理等工序制成搪玻璃熱管，確保耐腐蝕性和優(yōu)良的傳熱性能并保證了設(shè)備運(yùn)行的安全可靠，使煙氣余熱得到充分利用，增加燃煤的利用效率，減少污染物的排放，在保證了脫硫效率和設(shè)備安全的條件下節(jié)約了水資源。
【專(zhuān)利說(shuō)明】深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到工業(yè)窯爐領(lǐng)域，具體涉及一種深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鍋爐、窯爐在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣，其中含有形成酸雨的二氧化硫、構(gòu)成溫室效應(yīng)的二氧化碳大多來(lái)源于工業(yè)煙氣的排放，工業(yè)生產(chǎn)排放的煙氣是環(huán)境污染物的最大來(lái)源。近年來(lái)我國(guó)的環(huán)境惡化引起了國(guó)際國(guó)內(nèi)的廣泛重視，為治理環(huán)境國(guó)家投入了大量的人力物力。
[0003]火力發(fā)電鍋爐排煙設(shè)計(jì)溫度一般是140°C，其他鍋爐排煙溫度可達(dá)到180°C。由于煙氣脫硫溫度以及鍋爐配備的脫硫裝置所需的溫度為低于80°C，因此需要通過(guò)大量噴水降低煙氣溫度來(lái)滿(mǎn)足脫硫需要。這樣既浪費(fèi)了寶貴的水資源，又將煙氣中的熱能白白的排放掉。
[0004]在電廠(chǎng)中，鍋爐的排煙余熱問(wèn)題(即鍋爐排煙溫度高)一直是困擾著人們的一個(gè)難題。因?yàn)閮H僅鍋爐的排煙溫度高這一項(xiàng)損失所造成的能源消耗就相當(dāng)可觀(guān)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在火力發(fā)電廠(chǎng)中，鍋爐的排煙熱損失占鍋爐熱損失的70%?80%。受熱面污染程度隨著鍋爐運(yùn)行時(shí)間而加劇，且燃燒煤種變化，實(shí)際排煙溫度要比設(shè)計(jì)溫度高20°C?30°C。鍋爐的排煙溫度過(guò)高，造成了火力發(fā)電廠(chǎng)燃煤消耗量增加，同時(shí)由于燃煤量的增加也加大了污染物的排放。
[0005]傳統(tǒng)電站排煙脫硫方式存在如下缺點(diǎn):
[0006](I)濕法煙氣脫硫裝置吸收塔內(nèi)壁防腐材料、玻璃鋼噴淋層和聚丙烯(PP)除霧器等塔內(nèi)件，耐溫許可溫度要求低于80°C。為了保證脫硫效率并保障脫硫裝置設(shè)備安全，常規(guī)的方法是對(duì)煙氣采用噴水降溫的方法，把煙溫降到80°C左右，才能保證了脫硫裝置的安全可靠性運(yùn)行。
[0007](2)300MW機(jī)組脫硫因降低煙氣溫度噴淋水年需耗量17.52萬(wàn)噸，還對(duì)周?chē)h(huán)境構(gòu)成熱污染。
[0008](3)采用噴淋水降溫的方式，在運(yùn)行一定時(shí)間以后會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢或流道堵塞等故障，需要定期維護(hù)，否則會(huì)明顯地影響脫硫設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0009]為了解決脫硫效率和脫硫設(shè)備污染浪費(fèi)的問(wèn)題，有人提出設(shè)置換熱裝置于脫硫塔之前，將煙氣溫度降低后再排入脫硫塔，同時(shí)充分利用煙氣中的熱能，但是由于煙氣降溫后，大部分處于露點(diǎn)以下，煙氣中的硫會(huì)形成酸性物質(zhì)，酸性低溫?zé)煔鈱?duì)換熱設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，使得該技術(shù)存在重大的缺陷。
[0010]由于上述問(wèn)題的存在，本發(fā)明人對(duì)排煙及換熱設(shè)備進(jìn)行了深入研究，以便于解決脫硫設(shè)備污染浪費(fèi)的問(wèn)題，并克服酸性低溫?zé)煔鈱?duì)換熱設(shè)備腐蝕問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)設(shè)置搪玻璃熱管低溫省煤器，該省煤器包括水箱和煙箱，水箱和煙箱通過(guò)隔板隔開(kāi)，水箱位于上方，煙箱位于下方，隔板上設(shè)有多個(gè)通孔，通孔上插有搪玻璃熱管，搪玻璃熱管與隔板密封固定，搪玻璃熱管上部位于水箱內(nèi)，下部位于煙箱內(nèi)；搪玻璃熱管包括基管和基管外表面上的搪玻璃層，基管為無(wú)縫鋼管，其內(nèi)部為真空的，內(nèi)壁開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽，內(nèi)裝工質(zhì)為水乙醇的共沸混合物；搪玻璃層表面經(jīng)1000V電火花檢測(cè)無(wú)針孔，其厚度為270?280 μ m,搪玻璃層與基管之間的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度達(dá)到GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，即保證F36.5mm鋼球(200g) 450mm高度自由落下無(wú)明顯破壞；
[0012]搪玻璃熱管通過(guò)以下工藝制備:由冷拔無(wú)縫鋼管制成的基管7a經(jīng)表面噴砂、靜電涂布玻璃釉粉、860°C條件下搪燒、電火花檢測(cè)、灌裝工質(zhì)、真空處理等工序制成，其中，噴砂后的表面清潔度為Sa3，表面粗糙度為40 μ m，玻璃釉粉為以二氧化硅和氧化鈷、氧化鎳等元素混合后，經(jīng)過(guò)1300°C高溫?zé)撇⒎鬯槎傻臒o(wú)機(jī)材料，其中二氧化硅含量為70%以上，氧化鈷含量為10%?20%，氧化鎳含量為10%?20% ;基管為冷拔的低碳無(wú)縫鋼管確保其耐腐蝕性和優(yōu)良的傳熱性能并保證了設(shè)備運(yùn)行的安全可靠；從而完成本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明的主要目的在于提供以下方面:
[0014](I)深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，該省煤器包括:
[0015]水箱3和煙箱6，二者通過(guò)隔板5分隔開(kāi)，水箱3位于隔板上方，煙箱6位于隔板下方；和
[0016]多根豎直設(shè)置的搪玻璃熱管7，其兩端密封，包括基管7a及其外表面上設(shè)置的搪玻璃層7b，熱管穿過(guò)隔板5上開(kāi)設(shè)的孔，并與隔板5密封連接，熱管上部位于水箱3內(nèi)，下部位于煙箱11內(nèi)；
[0017]所述的搪玻璃層表面經(jīng)1000V電火花檢測(cè)無(wú)針孔，其厚度為250-300 μ m;搪玻璃層7b與基管7a之間的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度達(dá)到GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；
[0018]所述搪玻璃熱管7通過(guò)以下工藝制備:
[0019]①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，表面粗糙度達(dá)到40 μ m,
[0020]②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為小于240 目；
[0021]③靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在850°C?870°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成塘玻璃層，
[0022]④對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管7。
[0023](2)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，玻璃釉粉為以二氧化硅和氧化鈷、氧化鎳等元素混合后，經(jīng)過(guò)1300°C高溫?zé)撇⒎鬯槎傻臒o(wú)機(jī)材料，其中二氧化硅含量為70%以上，氧化鈷含量為10%?20%，氧化鎳含量為10%?20% ;基管為冷拔的低碳無(wú)縫鋼管。
[0024](3)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，搪玻璃層的厚度為270?280 μ m。
[0025](4)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，所述搪玻璃熱管7通過(guò)以下工藝制備:
[0026]①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，清除鋼管表面的氧化層及銹蝕層，并使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，粗糙度達(dá)到40 μ m,
[0027]②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為240目，
[0028]③對(duì)靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在860°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成搪玻璃層，
[0029]④對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管7。
[0030](5)根據(jù)上述(I)或(4)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，搪玻璃熱管7的加工工藝中，搪燒之后，灌裝工質(zhì)和真空處理之前對(duì)搪燒所得的帶有搪玻璃層的基管進(jìn)行檢測(cè)，剔除存在針孔缺陷的帶有搪玻璃層的基管。
[0031](6)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，所述基管為兩端密封的真空中空管，內(nèi)部裝有液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)的體積小于中空部分空間體積的五分之一；搪玻璃熱管7的基管的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽，
[0032]其中，工質(zhì)為水和乙醇的共沸混合物。
[0033](7)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，多根搪玻璃熱管7并聯(lián)布置，各個(gè)搪玻璃熱管7之間不連通。
[0034](8)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，水箱3包括四個(gè)側(cè)面和上下底面，其內(nèi)部設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板4，導(dǎo)流板為金屬板，導(dǎo)流板平行地穿插于多個(gè)搪玻璃熱管7之間，導(dǎo)流板與水箱的上底面、下底面和一個(gè)側(cè)面相連接，相鄰導(dǎo)流板所連接的側(cè)面為相對(duì)位置的側(cè)面，水箱外部頂部設(shè)置排氣閥I和安全閥2 ;水箱3外部開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口位于煙氣出口方向，出水口位于煙氣進(jìn)口方向；
[0035]煙箱內(nèi)部底部設(shè)置有下隔板8，其上開(kāi)孔，開(kāi)孔位置與隔板上的孔相對(duì)應(yīng)，搪玻璃熱管7底端放置于下隔板的孔內(nèi)，煙箱外部開(kāi)設(shè)有進(jìn)煙口和排煙口。
[0036](9)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，由引風(fēng)機(jī)9把煙氣經(jīng)過(guò)進(jìn)煙口引入搪玻璃熱管低溫省煤器10的煙箱6內(nèi)，經(jīng)搪玻璃熱管7換熱降溫后的煙氣從排煙口進(jìn)入煙道11，再進(jìn)入脫硫塔12，煙氣脫硫后通過(guò)煙囪13排放到大氣中。
[0037](10)根據(jù)上述(I)所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)煙箱3時(shí)，將熱量傳遞給搪玻璃熱管7內(nèi)部的工質(zhì)，工質(zhì)處在真空狀態(tài)，受熱后汽化，汽化后的蒸汽向上移動(dòng)，將熱能以潛熱的形式傳遞到搪玻璃熱管的上方，與水箱3中的冷凝水進(jìn)行換熱，搪玻璃熱管7汽化的工質(zhì)經(jīng)過(guò)換熱后冷凝，依靠重力沿著搪玻璃熱管7內(nèi)壁流回到搪玻璃熱管7的底部，受熱后再次汽化進(jìn)行循環(huán)換熱。
[0038]本發(fā)明的有益效果在于:
[0039](I)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管外表面經(jīng)過(guò)涂布瓷粉并搪燒處理，使得其可以代替昂貴的不銹鋼等稀有金屬，對(duì)于各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑及弱堿等介質(zhì)均有極強(qiáng)的抗腐蝕性；
[0040](2)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽，使得流體在管內(nèi)產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，并且具有一定的徑向速度，從而有效地強(qiáng)化管內(nèi)對(duì)流換熱；
[0041](3)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管內(nèi)部工質(zhì)為水和乙醇的共沸混合物，通過(guò)相變進(jìn)行換熱，使得該換熱管的換熱效率增大，換熱充分、迅速；
[0042](4)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器上的各個(gè)搪玻璃熱管之間并聯(lián)設(shè)置，使得各個(gè)搪玻璃熱管之間互不干擾，當(dāng)一個(gè)或部分損壞時(shí)，該搪玻璃熱管低溫省煤器仍然可以正常工作；
[0043](5)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器設(shè)置于煙道中，利用煙氣的熱量給鍋爐用水加熱，使得鍋爐系統(tǒng)的熱量得以充分利用，提高了鍋爐的效率；
[0044](6)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器設(shè)置于煙道中，降低了煙氣的溫度，使得后續(xù)的脫硫塔可以直接進(jìn)行脫硫處理，避免了噴水降溫的工藝過(guò)程，節(jié)約水資源，并且避免環(huán)境污染；
[0045](7)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管將無(wú)縫鋼管光管進(jìn)行噴砂處理，再進(jìn)行搪燒，使得搪玻璃熱管不會(huì)因尖角而產(chǎn)生漏點(diǎn)，同時(shí)還避免了因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而產(chǎn)生應(yīng)力；
[0046](8)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管通過(guò)采用靜電噴涂技術(shù)進(jìn)行涂裝玻璃釉粉，使得靜電瓷粉顆粒精細(xì)，保證了涂裝玻璃釉層厚度均勻以及瓷層燒成后的致密性；
[0047](9)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器的水箱內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，確保該設(shè)備水箱內(nèi)的冷凝水流經(jīng)全部的搪玻璃熱管，使得換熱充分，從而增強(qiáng)了省煤器的換熱能力；
[0048](10)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)水節(jié)能，易于維護(hù)，運(yùn)行可
O

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0049]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器搪玻璃熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器工作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器水箱橫截面示意圖。
[0053]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0054]1-放氣閥
[0055]2-安全閥
[0056]3-水箱
[0057]4-導(dǎo)流板
[0058]5-隔板
[0059]6-煙箱管
[0060]7-搪玻璃熱管
[0061]7a_ 基管
[0062]7b-搪玻璃層
[0063]8-下隔板
[0064]9-引風(fēng)機(jī)
[0065]10-搪玻璃熱管低溫省煤器
[0066]11-煙道
[0067]12-脫硫塔
[0068]13-煙囪

【具體實(shí)施方式】
[0069]下面通過(guò)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說(shuō)明而變得更為清楚、明確。
[0070]在這里專(zhuān)用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0071]根據(jù)本發(fā)明提供的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，該省煤器包括:隔板5、水箱3、煙箱6和搪玻璃熱管7，其中水箱和煙箱都是密封結(jié)構(gòu)，位于隔板的兩側(cè)，通過(guò)隔板分隔開(kāi)，水箱在上，煙箱在下；搪玻璃熱管7穿過(guò)隔板5上開(kāi)設(shè)的孔并與隔板密封固定為一體，搪玻璃熱管7的上部位于水箱內(nèi)，并稱(chēng)搪玻璃熱管7位于水箱內(nèi)的上部為散熱端，搪玻璃熱管7的下部位于煙箱內(nèi)，并稱(chēng)搪玻璃熱管7位于煙箱內(nèi)的下部為受熱端。
[0072]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，煙箱6和水箱3都是獨(dú)自密封的結(jié)構(gòu)，水箱3的下底面為隔板5的上表面，煙箱6的上底面為隔板5的下底面。
[0073]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，煙箱6的上頂面是隔板5，水箱3的下底面也是隔板5，與隔板5相關(guān)的部件都焊接在隔板5上。
[0074]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，搪玻璃熱管低溫省煤器10內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)豎直放置的搪玻璃熱管7，搪玻璃熱管7并聯(lián)布置，即各個(gè)搪玻璃熱管7之間不連通，當(dāng)其中一個(gè)搪玻璃熱管7損壞時(shí)，不影響其他的搪玻璃熱管7正常工作，以此保證設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性。
[0075]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，搪玻璃熱管7垂直于水平方向設(shè)置，以便于冷凝的工作液順利回流到搪玻璃熱管7的底部。
[0076]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1、4中所示，水箱3包括四個(gè)側(cè)面和上下底面，其內(nèi)部設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板4，導(dǎo)流板為金屬板，導(dǎo)流板平行地穿插于多個(gè)搪玻璃熱管7之間，導(dǎo)流板與水箱的上底面、下底面和一個(gè)側(cè)面相連接，相鄰導(dǎo)流板所連接的側(cè)面為相對(duì)位置的側(cè)面，各個(gè)導(dǎo)流板與水箱共同構(gòu)成了一個(gè)冷凝水流通通道，冷凝水從一側(cè)流入，另一側(cè)流出，并與煙氣流向成逆向，該通道蜿蜒曲折，而且搪玻璃熱管7都排列在通道內(nèi)，使得冷凝水流經(jīng)水流通道時(shí)，充分地與搪玻璃熱管7接觸，進(jìn)行充分換熱，提高換熱效率，提高熱能的利用率。
[0077]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，在水箱頂部設(shè)置排氣閥I和安全閥2以保證水箱的安全，水箱3外部開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，冷凝水從進(jìn)水口流入，從出水口流出，以便于冷凝水的流動(dòng)，其中，進(jìn)水口與排煙口設(shè)置方向相同，出水口和進(jìn)煙口設(shè)置方向相同。
[0078]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，在煙箱內(nèi)部的底部設(shè)置下隔板8，下隔板8上開(kāi)有多個(gè)孔，開(kāi)孔位置與隔板5上的孔的位置相對(duì)應(yīng)，搪玻璃熱管7的底端放置于下隔板的孔內(nèi)，完成搪玻璃熱管7的定位，保證搪玻璃熱管7的相對(duì)位置固定不動(dòng)。
[0079]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1、2所不,搪玻璃熱管7的基管7a的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽；螺旋形溝槽通過(guò)提高管內(nèi)側(cè)對(duì)流換熱，達(dá)到該傳熱元件總傳熱能力增大的目的，這樣就克服傳統(tǒng)換熱設(shè)備熱效率低的難題。
[0080]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1、2所示，基管為兩端密封的真空中空管，內(nèi)部裝有液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)的體積小于中空部分空間體積的五分之一，本發(fā)明中優(yōu)選的選用液態(tài)工質(zhì)的體積為中空部分空間體積的五分之一。
[0081]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，工質(zhì)為水和乙醇的共沸混合物，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)煙箱3時(shí)，將熱量傳遞給搪玻璃熱管7內(nèi)部的工質(zhì)，工質(zhì)處在真空狀態(tài)，受熱后汽化，汽化后的蒸汽向上移動(dòng)，將熱能傳以潛熱的形式遞到搪玻璃熱管7的上方，與水箱3中的冷凝水進(jìn)行換熱，搪玻璃熱管7汽化的工質(zhì)經(jīng)過(guò)換熱后冷凝，依靠重力沿著搪玻璃熱管7內(nèi)壁流回到搪玻璃熱管7的底部，受熱后再次汽化進(jìn)行循環(huán)換熱，由低壓加熱器引入水箱中的冷凝水經(jīng)過(guò)加熱后引入高一級(jí)低壓加熱器后導(dǎo)入鍋爐中，由于進(jìn)入低溫省煤器的冷凝水吸收了煙氣中的余熱并減少了低壓加熱器加熱冷凝水所需的抽氣量，因此節(jié)約了能源。
[0082]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，進(jìn)水口和出水口相對(duì)設(shè)置，進(jìn)煙口和排煙口，進(jìn)水口與進(jìn)煙口相對(duì)設(shè)置，以便于熱量的充分交換。
[0083]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1、3所示，由引風(fēng)機(jī)9把煙氣經(jīng)過(guò)進(jìn)煙口引入搪玻璃熱管低溫省煤器10的煙箱6內(nèi)，經(jīng)搪玻璃熱管7換熱降溫后的煙氣從排煙口進(jìn)入煙道11，再進(jìn)入脫硫塔12，煙氣脫硫后通過(guò)煙囪13排放到大氣中。
[0084]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1、3所不，同時(shí)可以有多個(gè)搪玻璃熱管低溫省煤器10共同工作。
[0085]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，搪玻璃層表面經(jīng)1000V電火花檢測(cè)無(wú)針孔，其厚度為250?300 μ m，本發(fā)明中優(yōu)選地選擇厚度為270?280 μ m。
[0086]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，搪玻璃層7b與基管7a之間的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度達(dá)到GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明中的GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為機(jī)械沖擊強(qiáng)度滿(mǎn)足:F36.5mm鋼球(200g) 450mm高度自由落下無(wú)明顯破壞。
[0087]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，搪玻璃層具有如下特性:
[0088]耐硫酸性能(檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T7989-2003)，試驗(yàn)條件:30%硫酸液中煮沸48h，試驗(yàn)結(jié)果:失重不大于1.566g/m2 ；
[0089]耐檸檬酸性能(檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T9989-2005)，試驗(yàn)條件:100g/l的檸檬酸室溫下腐蝕15mm,試驗(yàn)結(jié)果:不低于AA級(jí)；
[0090]耐沸水性能(IS02744-1998)，試驗(yàn)條件:在沸騰的蒸餾水中試驗(yàn)48h，試驗(yàn)結(jié)果:失重不大于1.8g/m2 ；
[0091]耐蒸汽性能(IS02744-1998)，試驗(yàn)條件:受蒸餾水蒸汽48h，試驗(yàn)結(jié)果:失重不大于 2g/m2 ；
[0092]針孔試驗(yàn)(GB/T7993-2002)，試驗(yàn)條件:1000V電火花試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果:全通過(guò)；
[0093]急冷試驗(yàn)(GB/T7987-2003)，試驗(yàn)條件:加熱到360°C時(shí)，即刻放入水中，試驗(yàn)結(jié)果:5次無(wú)變化；
[0094]熱急變?cè)囼?yàn)(GB/T7987-2003)，試驗(yàn)條件:加熱到500°C，即刻放入到空氣中，試驗(yàn)結(jié)果:5次無(wú)變化；
[0095]密著力試驗(yàn)I (GB/T7990-2002)，試驗(yàn)條件:F36.5mm鋼球(200g) 450mm高度自由落下，試驗(yàn)結(jié)果:無(wú)明顯破壞；
[0096]密著力試驗(yàn)2 (GB/T7990-2002)，試驗(yàn)條件:2.Ikg子彈頭狀鋼柱自750mm高度落下，試驗(yàn)結(jié)果:網(wǎng)狀或絲狀；
[0097]外觀(guān)(Q/HY01-2011)，試驗(yàn)條件:目測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果:搪玻璃面色澤均勻一致，無(wú)目測(cè)缺陷。
[0098]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，用于制造搪玻璃熱管低溫省煤器10的搪玻璃熱管7是經(jīng)過(guò)如下工藝過(guò)程得到的，
[0099]①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，表面粗糙度達(dá)到40 μ m,
[0100]②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為小于240 目；
[0101]③靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在850°C?870°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成塘玻璃層，
[0102]④對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管7。
[0103]在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述搪玻璃熱管7通過(guò)以下工藝制備:
[0104]①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，清除鋼管表面的氧化層及銹蝕層，并使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，粗糙度達(dá)到40 μ m,
[0105]②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為240目，
[0106]③對(duì)靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在860°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成搪玻璃層，
[0107]④對(duì)搪燒后的帶有搪玻璃層的基管進(jìn)行電火花檢測(cè)，剔除帶有針孔等缺陷的產(chǎn)品，確保廣品無(wú)缺陷，
[0108]⑤對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管7。
[0109]本發(fā)明中，Sa3為瑞典76年制訂的“Sa_”標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)分為四個(gè)等級(jí)分別為Sal、Sa2、Sa2.5、Sa3，為國(guó)際慣常通用標(biāo)準(zhǔn)，Sa3級(jí)相當(dāng)于美國(guó)SSPC — SP5級(jí)，是工業(yè)上的最高處理級(jí)別，也叫做白色清理級(jí)(或白色級(jí))。Sa3級(jí)處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)■?與Sa2.5級(jí)一樣，但5%的陰影、疵點(diǎn)、銹蝕等都不得存在了。
[0110]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，二氧化硅和氧化鈷、氧化鎳等元素混合，其中二氧化硅含量為70%以上，氧化鈷含量為10%?20%，氧化鎳含量為10%?20%，所述含量為重量含量，該混合物經(jīng)過(guò)1300°C高溫?zé)?，然后將所得的固體物質(zhì)粉碎制成玻璃釉粉，其中氧化鈷的主要作用為提高耐腐蝕和提高耐磨度，氧化鎳主要用作密著劑。
[0111]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，鋼管為冷拔的低碳無(wú)縫鋼管，優(yōu)選的選用20#鋼。
[0112]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，搪玻璃熱管低溫省煤器如圖1、2、3、4所示，搪玻璃熱管7，包括基管7a及其外表面上設(shè)置的搪玻璃層7b，搪玻璃層表面經(jīng)1000V電火花檢測(cè)無(wú)針孔，其厚度為275 μ m ;搪玻璃層7b與基管7a之間的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度達(dá)到GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0113]所述搪玻璃熱管7通過(guò)以下工藝制備:
[0114]①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，表面粗糙度達(dá)到40 μ m,
[0115]②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為240目；
[0116]③靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在860°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成搪玻璃層，
[0117]④對(duì)搪燒后的帶有搪玻璃層的基管進(jìn)行電火花檢測(cè)，剔除帶有針孔等缺陷的產(chǎn)品，確保廣品無(wú)缺陷，
[0118]⑤對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管7 ο
[0119]工作的電站鍋爐的發(fā)電機(jī)組功率:300麗；
[0120]進(jìn)入省煤器受熱端煙氣體積流量77.5 X 14NmVh ；
[0121]進(jìn)入省煤器受熱端的煙氣溫度:126°C ；
[0122]流出省煤器的受熱端煙氣溫度:80°C ；
[0123]進(jìn)入省煤器的冷端水的溫度:60°C ；
[0124]流出省煤器的散熱端水的溫度:94°C ；
[0125]水側(cè)介質(zhì)流速:0.75m/s ；
[0126]水側(cè)雷諾數(shù):Rei=4880；
[0127]煙氣側(cè)管間最大流速:7.98m/s ；
[0128]煙氣側(cè)對(duì)流換熱系數(shù):47.3ff/ (m2°C )；
[0129]省煤器總傳熱系數(shù):90.1ff/(m20C )；
[0130]對(duì)數(shù)平均溫差:31°C;
[0131]傳熱面積:528m2 ;冷凝水質(zhì)量流量:265t/h ；
[0132]回收煙氣余熱的功率:13301kW ;
[0133]煙氣側(cè)阻力:563Pa;
[0134]水側(cè)阻力:40kPa;
[0135]管材(基管):無(wú)縫鋼管，20#鋼；其外徑為38mm,壁厚為3mm ；
[0136]搪玻璃熱管其外徑為38.55mm,壁厚為3.275mm ；
[0137]管長(zhǎng)5.5m/根,受熱端管長(zhǎng)4.3m,散熱端管長(zhǎng)1.2m ；
[0138]單臺(tái)熱管根數(shù):853;
[0139]單臺(tái)省煤器外形尺寸:2.08X1.6X5.8m;
[0140]省煤器總臺(tái)數(shù):16;
[0141]該省煤器與300麗機(jī)組相配合使用，從電站鍋爐排煙中回收13301kW功率的熱量能夠使體積流量265t/h的冷凝水升溫34°C，冷凝水經(jīng)過(guò)省煤器加熱后可以流入鍋爐或者用作他用，如供暖等。
[0142]共回收煙氣熱量為13301kW，回收熱量折合標(biāo)準(zhǔn)煤(7000kcal/kg) 1634kg/h ;標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低2.53g/ (kff-h);減少CO2排放4281kg/h,減少SO2排放39kg/h，減少NOx排放12kg/h。
[0143]本發(fā)明中所述的搪玻璃熱管低溫省煤器10即為深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器。
[0144]本發(fā)明的有益效果在于:
[0145](I)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管外表面經(jīng)過(guò)涂布玻璃釉粉并搪燒處理，使得其可以代替昂貴的不銹鋼等稀有金屬，對(duì)于各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、有機(jī)溶劑及弱堿等介質(zhì)均有極強(qiáng)的抗腐性；
[0146](2)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽，使得流體在管內(nèi)產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)，并且具有一定的徑向速度，從而有效地強(qiáng)化管內(nèi)對(duì)流換熱；
[0147](3)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管內(nèi)部工質(zhì)為水乙醇的共沸混合物，通過(guò)相變進(jìn)行換熱，使得該換熱管的換熱效率增大，換熱充分、迅速；
[0148](4)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器上的各個(gè)搪玻璃熱管之間并聯(lián)設(shè)置，使得各個(gè)搪玻璃熱管之間互不干擾，當(dāng)一個(gè)或部分損壞時(shí)，該搪玻璃熱管低溫省煤器仍然可以正常工作；
[0149](5)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器設(shè)置于煙道中，利用煙氣的熱量給鍋爐用水加熱，使得鍋爐系統(tǒng)的熱量得以充分利用，提高了鍋爐的效率；
[0150](6)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器設(shè)置于煙道中，降低了煙氣的溫度，使得后續(xù)的脫硫塔可以直接進(jìn)行脫硫處理，避免了噴水降溫的工藝過(guò)程，節(jié)約水資源，并且避免環(huán)境污染；
[0151](7)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管將無(wú)縫鋼管光管進(jìn)行噴砂處理，再進(jìn)行搪燒，使得搪玻璃熱管不會(huì)因尖角而產(chǎn)生漏點(diǎn)，同時(shí)還避免了因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而產(chǎn)生應(yīng)力；
[0152](8)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管通過(guò)采用靜電噴涂技術(shù)進(jìn)行涂裝玻璃釉粉，使得靜電玻璃釉粉顆粒精細(xì)，保證了涂裝瓷層厚度均勻以及玻璃釉層燒成后的致密性；
[0153](9)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器的水箱內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板，確保該設(shè)備水箱內(nèi)的冷凝水流經(jīng)全部的搪玻璃熱管，使得換熱充分，從而增強(qiáng)了省煤器的換熱能力；
[0154](10)本發(fā)明提供的搪玻璃熱管低溫省煤器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)水節(jié)能，易于維護(hù)，運(yùn)行可
O
[0155]以上結(jié)合【具體實(shí)施方式】和范例性實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，不過(guò)這些說(shuō)明并不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，該省煤器包括: 水箱(3)和煙箱(6)，二者通過(guò)隔板(5)分隔開(kāi)，水箱(3)位于隔板上方，煙箱(6)位于隔板下方；和 多根豎直設(shè)置的搪玻璃熱管(7)，其兩端密封，包括基管(7a)及其外表面上設(shè)置的搪玻璃層(7b)，熱管穿過(guò)隔板(5)上開(kāi)設(shè)的孔，并與隔板(5)密封連接，熱管上部位于水箱(3)內(nèi)，下部位于煙箱(11)內(nèi)； 所述的搪玻璃層表面經(jīng)100V電火花檢測(cè)無(wú)針孔，其厚度為250?300 μ m ;搪玻璃層(7b)與基管(7a)之間的耐機(jī)械沖擊強(qiáng)度達(dá)到GB/T7990-2002試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)； 所述搪玻璃熱管(7)通過(guò)以下工藝制備: ①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，表面粗糙度達(dá)到40 μ m， ②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為小于240目； ③靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在850°C?870°C的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成搪玻璃層， ④對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，玻璃釉粉為以二氧化硅和氧化鈷、氧化鎳等元素混合后，經(jīng)過(guò)1300°C高溫?zé)撇⒎鬯槎傻臒o(wú)機(jī)材料，其中二氧化硅含量為70%以上，氧化鈷含量為10%?20%，氧化鎳含量為10%?20% ;基管為冷拔的低碳無(wú)縫鋼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，搪玻璃層的厚度為270?280 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，所述搪玻璃熱管(7)通過(guò)以下工藝制備: ①在鋼質(zhì)的基管的外表面進(jìn)行噴砂處理，清除鋼管表面的氧化層及銹蝕層，并使得基管外表面的清潔度達(dá)到Sa3，粗糙度達(dá)到40 μ m, ②通過(guò)靜電噴涂方法在鋼質(zhì)熱管的外表面涂布玻璃釉粉，玻璃釉粉的粒度為240目， ③對(duì)靜電涂布后的鋼質(zhì)基管在860V的溫度下進(jìn)行搪燒，在鋼質(zhì)熱管外表面形成搪玻璃層， ④對(duì)于外表面上帶有搪玻璃層的基管，進(jìn)行灌裝工質(zhì)和真空處理，得到搪玻璃熱管(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，搪玻璃熱管(7)的加工工藝中，搪燒之后，灌裝工質(zhì)和真空處理之前對(duì)搪燒所得的帶有搪玻璃層的基管進(jìn)行檢測(cè)，剔除存在針孔缺陷的帶有搪玻璃層的基管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，所述基管為兩端密封的真空中空管，內(nèi)部裝有液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)的體積小于中空部分空間體積的五分之一；搪玻璃熱管(7)的基管的內(nèi)壁上開(kāi)設(shè)有螺旋溝槽， 其中，工質(zhì)為水和乙醇的共沸混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，多根搪玻璃熱管(7)并聯(lián)布置，各個(gè)搪玻璃熱管(7)之間不連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，水箱(3)包括四個(gè)側(cè)面和上下底面，其內(nèi)部設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板(4)，導(dǎo)流板為金屬板，導(dǎo)流板平行地穿插于多個(gè)搪玻璃熱管(7)之間，導(dǎo)流板與水箱的上底面、下底面和一個(gè)側(cè)面相連接，相鄰導(dǎo)流板所連接的側(cè)面為相對(duì)位置的側(cè)面，水箱外部頂部設(shè)置排氣閥(I)和安全閥(2);水箱(3)外部開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口位于煙氣出口方向，出水口位于煙氣進(jìn)口方向； 煙箱內(nèi)部底部設(shè)置有下隔板(8)，其上開(kāi)孔，開(kāi)孔位置與隔板上的孔相對(duì)應(yīng)，搪玻璃熱管(7)底端放置于下隔板的孔內(nèi)，煙箱外部開(kāi)設(shè)有進(jìn)煙口和排煙口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，由引風(fēng)機(jī)(9)把煙氣經(jīng)過(guò)進(jìn)煙口弓丨入搪玻璃熱管低溫省煤器(10)的煙箱(6)內(nèi)，經(jīng)搪玻璃熱管(7)換熱降溫后的煙氣從排煙口進(jìn)入煙道(11)，再進(jìn)入脫硫塔(12)，煙氣脫硫后通過(guò)煙囪(13 )排放到大氣中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度回收電站鍋爐排煙余熱的搪玻璃熱管低溫省煤器，其特征在于，當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)煙箱(3)時(shí)，將熱量傳遞給搪玻璃熱管(7)內(nèi)部的工質(zhì)，工質(zhì)處在真空狀態(tài)，受熱后汽化，汽化后的蒸汽向上移動(dòng)，將熱能以潛熱的形式傳遞到搪玻璃熱管(7)的上方，與水箱(3)中的冷凝水進(jìn)行換熱，搪玻璃熱管(7)汽化的工質(zhì)經(jīng)過(guò)換熱后冷凝，依靠重力沿著搪玻璃熱管(7)內(nèi)壁流回到搪玻璃熱管(7)的底部，受熱后再次汽化進(jìn)行循環(huán)換熱。
【文檔編號(hào)】F22D1/00GK104132325SQ201410005536
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】張福香 申請(qǐng)人:衡水超越節(jié)能工程有限公司