專利名稱：用于煙氣換熱器的防露點腐蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及換熱器的防腐蝕領(lǐng)域，具體涉及一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕方法。
背景技術(shù)：
在化工、冶金等企業(yè)中，加熱爐、鍋爐等工業(yè)爐窯往往要消耗大量的燃料，是重要的能耗設(shè)備。因此回收燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣中的余熱成為這些企業(yè)的節(jié)能降耗的重點， 其中空氣預(yù)熱器的應(yīng)用是一種常用的余熱回收技術(shù)，空氣預(yù)熱器一般簡稱空預(yù)器，其通過熱交換回收煙氣中的余熱并用于預(yù)熱進入該工業(yè)爐窯前的空氣，從而提高該工業(yè)爐窯的熱效率，減少其燃耗。目前常用的空氣預(yù)熱器有管式空氣預(yù)熱器和回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。管式空氣預(yù)熱器的主要傳熱部件是薄壁鋼管。鋼管彼此之間垂直交錯排列，兩端焊接在上下管板上。管式空氣預(yù)熱器在管箱內(nèi)裝有中間管板，煙氣順著鋼管上下通過預(yù)熱器，空氣則橫向通過預(yù)熱器， 完成熱量傳導(dǎo)。回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器是利用煙氣和空氣交替地通過金屬受熱面來加熱空氣。公開號為1412475的中國專利申請披露了現(xiàn)有技術(shù)中一種主要用于空氣預(yù)熱器的分體式熱管換熱器，見圖1，其換熱管被分為了蒸發(fā)段1和冷凝段2，冷凝段2的位置高于蒸發(fā)段1，且兩者間分別由蒸汽上升管3和冷凝水下降管4相連。作為換熱介質(zhì)和中間熱載體的水在蒸發(fā)段1的換熱管中與高溫?zé)煔獍l(fā)生熱交換而沸騰蒸發(fā)，形成的水蒸汽通過蒸汽上升管3進入冷凝段2的換熱管中，與待預(yù)熱的空氣發(fā)生熱交換后冷凝成水，水在重力作用下通過冷凝水下降管4又流回蒸發(fā)段1的換熱管中，形成了閉合的循環(huán)。這種分體式的空氣預(yù)熱器的優(yōu)點在于利用了水和水蒸汽相變的汽化潛熱來傳遞熱量，傳熱效率高，且可用較小的蒸汽流量來傳遞大量熱量，因此空氣預(yù)熱器可以設(shè)計制作的非常緊湊；將需要進行熱交換的冷熱介質(zhì)徹底分開的分體式結(jié)構(gòu)布置靈活，應(yīng)用范圍更為廣泛。然而上述的幾種空氣預(yù)熱器都無法完全解決煙氣低溫下的露點腐蝕的問題。煙氣的露點腐蝕是指由于燃料中硫元素在燃燒時生成S02、SO3,當(dāng)換熱面的外表面溫度低于煙氣溫度時，在換熱面上就會形成硫酸霧露珠，導(dǎo)致?lián)Q熱面腐蝕。目前解決露點腐蝕的途徑主要有兩種，一種為采用抗露點腐蝕的材料，然而其效果有限；另一種為避開露點腐蝕，即控制與煙氣換熱的換熱管壁的溫度，使之始終高于露點問題，但在實際運行過程中，換熱管壁的問題很難做到可調(diào)可控。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕方法。由于低溫露點腐蝕的發(fā)生不只是與排煙溫度的高低有關(guān)，而更主要的是取決于與煙氣接觸的換熱管壁的管壁溫度。因此只要控制與煙氣換熱的換熱管壁溫度，使其高于露點溫度，就可以避免露點腐蝕的發(fā)生。兩相流空氣預(yù)熱器利用了水和水蒸汽相變的汽化潛熱來傳遞熱量，在與煙氣接觸時，蒸發(fā)段中的換熱管中的水被加熱至沸點，蒸發(fā)成水蒸汽后進入冷凝段。而余熱鍋爐同樣通過煙氣中的余熱加熱熱管中的水來產(chǎn)生蒸汽，因此如能將水的沸點溫度始終保持在煙氣的露點溫度之上，由于煙氣的熱量是通過換熱管壁傳遞給水的，是高溫向低溫的單向傳熱過程，因此換熱器的換熱管外壁溫度比換熱管內(nèi)水的沸點溫度高，也即高于煙氣的露點溫度，從而可避免露點腐蝕。由于水的沸點溫度是其飽和蒸汽壓與外界壓強相等時的溫度，所以水的沸點跟外部壓強有關(guān)，當(dāng)水所受的壓強增大時，它的沸點升高；壓強減小時，沸點溫度降低。如在 1個大氣壓力下水的飽和蒸汽溫度為100°c，但在6個大氣壓力下相應(yīng)的飽和蒸汽溫度為 150°C。基于這個原理，只要控制水的飽和蒸汽壓力即可控制水的沸點溫度。因此通過利用蒸汽上升管上的調(diào)節(jié)閥和儀表來在線地手動/自動調(diào)節(jié)蒸汽的壓力，根據(jù)飽和蒸汽的溫度和壓力的一一對應(yīng)的關(guān)系，從而間接控制煙氣側(cè)的換熱管管壁溫度，使其在露點溫度以上。 這實際上是綜合利用了水的熱物性和傳熱的單向特性，通過兩次間接控制方法，即一次控制為通過調(diào)節(jié)閥控制蒸汽壓力而控制飽和蒸汽壓力而控制了沸點溫度高于露點溫度，二次控制則是利用傳熱的單向性，即換熱管的外壁溫度一定大于內(nèi)部的水的沸點溫度，從而確保外壁溫度高于露點溫度。在本發(fā)明的較佳實施方式中，提供了一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法， 包括如下步驟1)在蒸汽管道上設(shè)置有可接受控制信號的流量調(diào)節(jié)閥以及溫度測控裝置；2)流量調(diào)節(jié)閥接收所述溫度測控裝置的控制信號，自動調(diào)節(jié)開度，使得蒸汽溫度保持在預(yù)先設(shè)定的溫度之上，該預(yù)先設(shè)定的溫度高于煙氣的露點溫度。其中該煙氣換熱器可以為雙相流換熱器，該蒸汽管道為雙相流換熱器的蒸汽上升管。該流量調(diào)節(jié)閥可以為氣動、液力、電磁調(diào)節(jié)閥。預(yù)先設(shè)定的溫度可以為一溫度范圍。該溫度測控裝置為兼具測溫和控溫功能的單個元件，或者是測溫元件和控溫元件的組合。在雙相流換熱器的冷凝水下降管上可以設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。在本發(fā)明的另一較佳實施方式中，提供一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，包括如下步驟1)在蒸汽管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥以及溫度測量裝置；2)根據(jù)溫度測量裝置顯示的溫度，由人工調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，使得蒸汽溫度保持在預(yù)先設(shè)定的溫度之上，該預(yù)先設(shè)定的溫度高于煙氣的露點溫度。其中該煙氣換熱器可以為雙相流換熱器，該蒸汽管道為雙相流換熱器的蒸汽上升管。該流量調(diào)節(jié)閥可以為手動、氣動、液力、電磁調(diào)節(jié)閥。預(yù)先設(shè)定的溫度可以為一溫度范圍。在雙相流換熱器的冷凝水下降管上可以設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥根據(jù)本發(fā)明的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕方法，使得與煙氣換熱的換熱管壁溫度始終高于露點溫度，避免了露點腐蝕的發(fā)生。并且，在確保避免露點腐蝕的同時，得到較大的蒸汽流量和余熱回收效果。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的兩相流換熱器的示意圖。圖2是應(yīng)用了本發(fā)明方法的兩相流換熱器的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，在現(xiàn)有技術(shù)(見圖1)的基礎(chǔ)上，在雙相流換熱器的蒸汽上升管上設(shè)置了汽流調(diào)節(jié)閥5和溫度測量或溫度測控裝置7從而可以手動或自動地控制蒸汽流量和壓力。在手動控制時，汽流調(diào)節(jié)閥5可以為手動、氣動、液力、電磁等各種調(diào)節(jié)閥，裝置7可以為簡單的溫度測量儀表。在自動控制時，汽流調(diào)節(jié)閥5為可接受控制信號的氣動、液壓、電磁等各種調(diào)節(jié)閥，溫度測控裝置7可以為兼具測溫和控溫功能的單個元件，也可以是測溫元件和控溫元件的組合。當(dāng)處于優(yōu)選的自動控制狀態(tài)時，首先將溫度測控裝置7的控制溫度設(shè)定在煙氣的露點溫度之上，溫度測控裝置7在線地測量蒸汽的溫度，當(dāng)該溫度低于設(shè)定溫度時，測溫和控溫裝置7向調(diào)節(jié)閥5發(fā)送控制信號使調(diào)節(jié)閥5關(guān)小，限制蒸汽的流量從而提高飽和蒸汽的壓力，且由于飽和蒸汽的壓力和水的沸點一一對應(yīng)，因此水的沸點上升，又由于傳熱的單向性，外壁溫度一定高于水的沸點溫度，進而確保了外壁溫度高于煙氣的露點溫度，從而避免了露點腐蝕。還可以將溫度測控裝置7的設(shè)定溫度控制在露點以上的某個溫度范圍之內(nèi)，這樣當(dāng)蒸汽溫度回升至設(shè)定溫度的上限時，溫度測控裝置7向調(diào)節(jié)閥5發(fā)出控制信號使調(diào)節(jié)閥開大，這樣可在確保避免露點腐蝕的同時，得到較大的蒸汽流量和余熱回收效果。在手動狀態(tài)下，則由操作人員根據(jù)其溫度測量裝置測得的溫度來手動地開大關(guān)小調(diào)節(jié)閥5。在冷凝水下降管上，還可以設(shè)置液流調(diào)節(jié)閥6，以根據(jù)氣流調(diào)節(jié)閥的開度，來控制冷凝水的流量。需要指出的是，本發(fā)明的防止露點腐蝕的方法不僅適用于上述圖1所示的兩相流換熱器，在其他類型的換熱器中，只要采用了同樣的兩次間接控制，亦可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。如在通過熱管與煙氣換熱，從而回收煙氣中的余熱而生產(chǎn)蒸汽的余熱鍋爐中，在其蒸汽管道上同樣可采用根據(jù)本發(fā)明的方法，即通過控制蒸汽的流量來控制鍋爐熱管中水的沸點溫度，使之高于煙氣的露點溫度，從而避免了露點腐蝕。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，所述煙氣換熱器的換熱管中的水被加熱而產(chǎn)生蒸汽，其特征在于，包括如下步驟1)在蒸汽管道上設(shè)置有可接受控制信號的流量調(diào)節(jié)閥以及溫度測控裝置；2)所述的流量調(diào)節(jié)閥接收所述溫度測控裝置的控制信號，自動調(diào)節(jié)開度，使得所述蒸汽溫度保持在預(yù)先設(shè)定的溫度之上，所述的預(yù)先設(shè)定的溫度高于煙氣的露點溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于，所述的煙氣換熱器為兩相流換熱器，所述的蒸汽管道為所述兩相流換熱器的蒸汽上升管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于所述的流量調(diào)節(jié)閥選自如下的組氣動閥；液力閥；電磁閥。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于其中所述的預(yù)先設(shè)定的溫度為一溫度范圍。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于其中所述的溫度測控裝置為兼具測溫和控溫功能的單個元件，或者是測溫元件和控溫元件的組合。
6.一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，所述煙氣換熱器中的換熱管中的水被加熱而產(chǎn)生蒸汽，其特征在于，包括如下步驟1)在蒸汽管道上設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥以及溫度測量裝置；2)根據(jù)所述的溫度測量裝置顯示的溫度，由人工調(diào)節(jié)所述的流量調(diào)節(jié)閥，使得所述蒸汽溫度保持在預(yù)先設(shè)定的溫度之上，所述的預(yù)先設(shè)定的溫度高于煙氣的露點溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于，所述的煙氣換熱器為兩相流換熱器，所述的蒸汽管道為所述兩相流換熱器的蒸汽上升管。
8.如權(quán)利要求6或7所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于，所述的流量調(diào)節(jié)閥選自如下的組手動閥；氣動閥；液力閥；電磁閥。
9.如權(quán)利要求6或7所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于，其中所述的預(yù)先設(shè)定的溫度為一溫度范圍。
10.如權(quán)利要求2或7所述的用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，其特征在于，在所述的兩相流換熱器的冷凝水下降管上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕的方法，優(yōu)選包括如下步驟1)在蒸汽管道上設(shè)置有可接受控制信號的流量調(diào)節(jié)閥以及溫度測控裝置；2)該流量調(diào)節(jié)閥接收所述溫度測控裝置的控制信號，自動調(diào)節(jié)開度，使得所述蒸汽溫度保持在預(yù)先設(shè)定的溫度之上，而預(yù)先設(shè)定的溫度高于煙氣的露點溫度。這種用于煙氣換熱器的防露點腐蝕方法，使得與煙氣換熱的換熱管壁溫度始終高于露點溫度，避免了露點腐蝕的發(fā)生。并在確保避免露點腐蝕的同時，得到較大的蒸汽流量和余熱回收效果。
文檔編號F28F19/00GK102345997SQ20111029532
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者熊澤宇 申請人:熊澤宇