專利名稱：內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器的制作方法
內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器[技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明與回收利用鍋爐煙氣余熱的裝置有關(guān)，具體地說(shuō)是一種 利用復(fù)合相變換熱技術(shù)，對(duì)煙道中原有省煤器和空氣預(yù)熱器加以整 體變更，并將回收的煙氣余熱直接消化在鍋爐內(nèi)部的復(fù)合相變換熱 器。 [背景技術(shù)]電廠鍋爐排煙道中通常有省煤器和空氣預(yù)熱器。由于鍋爐煙氣 中S03的存在，空氣預(yù)熱器尾部受熱面的煙氣出口溫度受到限制， 排煙溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致受熱面的壁面溫度低于煙氣酸露點(diǎn)而發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)露腐蝕和堵灰，所以鍋爐的排煙溫度通常在140'C 16(TC或更 高。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回收利 用余熱、大幅度降低排煙溫度，并將排煙溫度控制在僅比最低壁面 溫度高15'C左右，通?？梢钥刂票跍豂O(TC時(shí)，排煙溫度115t:左右， 達(dá)到既避免結(jié)露又降低排煙溫度的效果。但是把復(fù)合相變換熱器直 接用于省煤器，用回收的熱量加熱除鹽水，會(huì)破壞熱平衡，可能出 現(xiàn)加熱的除鹽水無(wú)法利用的現(xiàn)象。但是把復(fù)合相變換熱器直接用于 加熱除鹽水以節(jié)省低壓蒸汽的耗量，可能會(huì)出現(xiàn)減少抽汽后減低汽 輪機(jī)效率的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一個(gè)有效利用鍋爐煙氣余熱的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，即利用 復(fù)合相變換熱器技術(shù)，以金屬壁面溫度作為第一設(shè)計(jì)要素，將尾部 空氣預(yù)熱器受熱面的最低壁面溫度控制在煙氣酸露點(diǎn)以上，大幅度
降低排煙溫度回收煙氣余熱，并通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)調(diào)整、改變?cè)仩t省 煤器以及空氣預(yù)熱器的配置和受熱面， 一方面將煙氣余熱用于適當(dāng) 增加進(jìn)入鍋爐的熱風(fēng)溫度，另一方面將煙氣余熱直接用于加熱鍋爐 給水，以達(dá)到同時(shí)提高鍋爐熱效率和出力的目的，并通過(guò)一個(gè)由自 動(dòng)閥門加以控制的旁路，使換熱器最低壁面溫度始終處于可控可調(diào) 狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，有一個(gè)分 為上、下段的相變換熱器，新增一個(gè)配置可調(diào)旁路的復(fù)合氣水段， 直接吸收煙氣余熱以提高鍋爐熱效率與出力，新增的復(fù)合氣水段設(shè) 有新增的出口集箱和新增的進(jìn)口集箱，新增復(fù)合氣水段位于煙道中 原有的省煤器下方并與原有省煤器串聯(lián)貫通；相變換熱器下段置于 空氣預(yù)熱器的后方煙道中，上段置于原有的空氣預(yù)熱器的風(fēng)道中， 以適當(dāng)提高進(jìn)入遠(yuǎn)空氣預(yù)熱器的風(fēng)溫，改善原空氣預(yù)熱器抵御低溫 腐蝕的能力；相變換熱器的自控裝置調(diào)節(jié)控制新增復(fù)合氣水段的換 熱量，進(jìn)而使換熱器最低壁溫始終處于可控可調(diào)狀態(tài)。新增復(fù)合氣水段與原有省煤器串聯(lián)貫通形式可以采用新增復(fù) 合氣水段出口集箱與原有省煤器進(jìn)口集箱連通，新增復(fù)合氣水段進(jìn) 口集箱連通鍋爐給水。相變換熱器的自控裝置對(duì)新增復(fù)合氣水段的換熱量和相變換熱 器的壁溫的調(diào)節(jié)控制構(gòu)件最好采用相變換熱器下段設(shè)有壁溫測(cè)試 儀將溫度信號(hào)接至自控裝置的信號(hào)輸入端；新增復(fù)合氣水段進(jìn)口集 箱與原有省煤器進(jìn)口集箱由一個(gè)自控閥連通形成調(diào)節(jié)旁路，自控閥 的控制信號(hào)來(lái)自自控裝置的信號(hào)輸出端。本發(fā)明的積極效果在于 一方面，利用相變換熱器保持排煙溫 度比壁面溫度高15。C左右，并由自控裝置根據(jù)煙氣出口溫度調(diào)節(jié)新 增復(fù)合氣水段的進(jìn)口給水流量，建立熱水溫度和熱風(fēng)溫的熱平衡， 實(shí)現(xiàn)在保證避免結(jié)露的同時(shí)大幅度降低排煙溫度；另一方面，通過(guò) 新增復(fù)合氣水段增加的受熱面，直接加大鍋爐給水吸熱量，從而大 幅度提高鍋爐的出力和熱效率。 [


]附圖為本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1—自控裝置，2—自控閥，3—原有省煤器進(jìn)口 集箱，4一原有省煤器出口集箱，5—原有省煤器，6—新增復(fù)合氣水 段出口集箱，7—新增復(fù)合氣水段，8—新增復(fù)合氣水段進(jìn)口集箱，9 —空氣預(yù)熱器，，10_煙道，ll一相變換熱器下段，12—壁溫測(cè)試 儀，13—相變換熱器上段，14一風(fēng)道[具體實(shí)施方式
]下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例及附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。見(jiàn)附圖所示的內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，有一個(gè)分為上、下段的 相變換熱器13、 11，還有一個(gè)新增復(fù)合氣水段7，新增復(fù)合氣水段7 位于煙道10中原有省煤器5下方并與原有省煤器5串聯(lián)貫通；相變換 熱器上段13置于原有的空氣預(yù)熱器9的風(fēng)道14中，下段ll置于空氣預(yù) 熱器9的后方煙道10中；相變換熱器的自控裝置l調(diào)節(jié)控制新增復(fù)合 氣水段7的換熱量和相變換熱器下段11的壁溫。鍋爐給水(即除鹽水) 先進(jìn)新增復(fù)合氣水段7，后經(jīng)原有省煤器5及其出口集箱4到汽包。鍋 爐煙氣在煙道10中依次經(jīng)過(guò)原有省煤器5、新增復(fù)合氣水段7、空氣 預(yù)熱器9和相變換熱器下段1 l排出。新增復(fù)合氣水段7與原有省煤器5串聯(lián)貫通形式可以采用新增 復(fù)合氣水段7設(shè)有新增復(fù)合氣水段出口集箱6和新增復(fù)合氣水段進(jìn)口 集箱8，新增復(fù)合氣水段出口集箱6與原有省煤器進(jìn)口集箱3連通，新 增復(fù)合氣水段進(jìn)口集箱8連通鍋爐給水。相變換熱器的自控裝置1對(duì)新增復(fù)合氣水段7的換熱量和相變換
熱器下段ll壁溫的調(diào)節(jié)控制構(gòu)件最好采用相變換熱器下段ll設(shè)有 壁溫測(cè)試儀12將溫度信號(hào)接至自控裝置1的信號(hào)輸入端；新增復(fù)合氣 水段進(jìn)口集箱8與原有省煤器進(jìn)口集箱3由一個(gè)自控閥2連通形成調(diào)節(jié)旁路，自控閥2的控制信號(hào)來(lái)自自控裝置1的信號(hào)輸出端。煙氣通過(guò)新增復(fù)合氣水段7向鍋爐給水放熱，然后進(jìn)入空氣預(yù)熱 器9向鍋爐送風(fēng)放熱后進(jìn)入相變換熱器下段11，向相變換熱器內(nèi)腔傳 熱媒質(zhì)放熱后出口煙溫僅比受熱面壁溫高15'C左右。相變換熱器下 段ll吸收煙氣熱量使其內(nèi)腔的相變介質(zhì)發(fā)生相變并產(chǎn)生蒸汽，蒸汽 進(jìn)入相變換熱器上段14，與鍋爐送風(fēng)進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生的凝結(jié)水返 回相變換熱器下段。整個(gè)換熱過(guò)程就是相變介質(zhì)蒸發(fā)與冷凝的相變 過(guò)程，而相變介質(zhì)在一定壓力下相變狀況的溫度是恒定的。此時(shí)換 熱器在相變狀況下受熱面壁面溫度近似等于相變溫度，所以相變換 熱器下段受熱面壁溫處于整體可控可調(diào)的狀態(tài)。鍋爐送風(fēng)通過(guò)相變 換熱器上段13吸熱后溫度升至50 6(TC進(jìn)入空氣預(yù)熱器。由于空氣 預(yù)熱器進(jìn)口風(fēng)溫提高了30 40°C ，使得其最低壁面溫度提高2(TC以 上，遠(yuǎn)離煙氣酸露點(diǎn)。鍋爐給水首先進(jìn)入新增復(fù)合氣水段7吸收煙氣 熱量，然后進(jìn)入原有省煤器5;通過(guò)自控閥2調(diào)節(jié)新增復(fù)合氣水段7的 旁通水量來(lái)調(diào)節(jié)新增復(fù)合氣水段7的換熱量，從而改變進(jìn)入空氣預(yù)熱 器9的入口煙氣溫度。這樣，相變換熱器下段ll的入口煙氣溫度液隨 之發(fā)生變化。由于相變換熱器下段ll傳熱溫壓的改變而導(dǎo)致其吸熱 量的改變，打破了原有的傳熱平衡，相變換熱器會(huì)自動(dòng)調(diào)整壁面溫 度和排煙溫度建立新的傳熱平衡，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合相變換熱器的壁溫 和出口煙氣溫度可調(diào)，以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化和燃料改變所要求的最 低壁面溫度(高于煙氣酸露點(diǎn))變化要求；利用壁溫測(cè)試儀12的溫 度信號(hào)，通過(guò)自控裝置l可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合相變換熱器的壁溫和出口煙氣 溫度的可控。
權(quán)利要求
1. 一種內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，有一個(gè)分為上、下段的相變換熱器，其特征在于還有一個(gè)新增復(fù)合氣水段，新增復(fù)合氣水段設(shè)有新增復(fù)合氣水段出口集箱和新增復(fù)合氣水段進(jìn)口集箱，新增復(fù)合氣水段位于煙道中原有的省煤器下方并與原有省煤器串聯(lián)貫通；相變換熱器上段置于原有的空氣預(yù)熱器的風(fēng)道中，下段置于空氣預(yù)熱器的后方煙道中；相變換熱器的自控裝置調(diào)節(jié)控制新增復(fù)合氣水段的換熱量和相變換熱器下段的壁溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，其特征在于新增 復(fù)合氣水段與原有省煤器串聯(lián)貫通形式是新增復(fù)合氣水段出口集箱 與原有省煤器進(jìn)口集箱連通，新增復(fù)合氣水段進(jìn)口集箱連通鍋爐給水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，其特征在于 相變換熱器的自控裝置對(duì)新增復(fù)合氣水段的換熱量和相變換熱器的壁 溫的調(diào)節(jié)控制構(gòu)件是相變換熱器下段設(shè)有壁溫測(cè)試儀將溫度信號(hào)接 至自控裝置的信號(hào)輸入端；新增復(fù)合氣水段進(jìn)口集箱與原有省煤器進(jìn) 口集箱由一個(gè)自控閥連通形成調(diào)節(jié)旁路，自控閥的控制信號(hào)來(lái)自自控 裝置的信號(hào)輸出端。
全文摘要
一種內(nèi)循環(huán)復(fù)合相變換熱器，有一個(gè)分為上、下段的相變換熱器，還有一個(gè)新增復(fù)合氣水段，新增復(fù)合氣水段位于煙道中原有的省煤器下方并與原有省煤器串聯(lián)貫通；相變換熱器上段置于原有的空氣預(yù)熱器的風(fēng)道中，下段置于空氣預(yù)熱器的后方煙道中；相變換熱器的自控裝置調(diào)節(jié)控制新增復(fù)合氣水段的換熱量和相變換熱器下段的壁溫。本發(fā)明效果在于一方面將煙氣余熱用于適當(dāng)增加進(jìn)入鍋爐的熱風(fēng)溫度，另一方面將煙氣余熱直接用于加熱鍋爐給水，以達(dá)到同時(shí)提高鍋爐熱效率和出力的目的，并通過(guò)一個(gè)由自動(dòng)閥門加以控制的旁路，使換熱器最低壁面溫度始終處于可控可調(diào)狀態(tài)?？稍诖蠓冉档团艧煖囟鹊耐瑫r(shí)，控制換熱器壁溫始終高于煙氣酸露點(diǎn)，避免結(jié)露腐蝕。
文檔編號(hào)F28F27/00GK101398267SQ20071004660
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者楊本洛 申請(qǐng)人:楊本洛;深圳中興科揚(yáng)節(jié)能環(huán)保股份有限公司