專利名稱：翅片式雙相鋼熱管換熱器及其應(yīng)用的煙氣脫硫設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換設(shè)備，特別是使用熱管技術(shù)的翅片式換熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前我國燒結(jié)機(jī)排出的煙氣溫度大都在150°C左右，經(jīng)脫硫后的凈煙氣溫度在55°C-65°C之間，原煙氣與凈煙氣溫度降是靠在脫硫塔內(nèi)用碳酸鈣(CaCO3)漿液進(jìn)行洗滌，煙氣中的二氧化硫(SO2)在碳酸鈣、水、氧的反應(yīng)中生成二水硫酸鈣(CaSO4 H2O)。而水在洗滌煙氣過程中被高溫?zé)煔鈿饣兂伤羝?。水蒸汽的潛熱帶走煙氣中的熱量，使煙氣溫度下降，要想?jié)省耗水量，就必須降低進(jìn)塔前的煙氣溫度，引進(jìn)國外的技術(shù)都是采用回轉(zhuǎn)式換熱器(GGH)，GGH是目前國內(nèi)大型脫硫設(shè)施主要的設(shè)備。隨著使用時(shí)間的增加，GGH存在的問題逐漸凸顯出來，主要問題就是耗電多、造價(jià)高、結(jié)垢、堵塞、維修量大，造成整個(gè)脫硫系統(tǒng)可靠性差，回轉(zhuǎn)式換熱器由于結(jié)構(gòu)的問題大多數(shù)都存在未處理的煙氣漏入已脫硫的煙氣中，這種泄漏率通?？蛇_(dá)到5%，因此會(huì)降低脫硫總SO2脫除效率。所以在近幾年的國內(nèi)脫硫工程中有相當(dāng)一部分去除了 GGH。去除GGH后，雖然系統(tǒng)故障率少了，但由于進(jìn)脫硫塔的煙氣溫度提高造成耗水量增加，脫硫煙氣呈現(xiàn)出大量的白色蒸汽，形成可見的煙羽，長達(dá)幾十米到上百米，同時(shí)由于脫硫后的煙氣溫度低且濕度大處于飽和狀態(tài)，由于煙氣易于冷凝結(jié)露并產(chǎn)生腐蝕性液體，對(duì)煙道、煙 產(chǎn)生腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)式換熱器耗電多、泄漏率高、維修量大的不足，本發(fā)明的目的是提供一種翅片式雙相鋼熱管換熱器，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種應(yīng)用翅片式雙相鋼熱管換熱器的煙氣脫硫設(shè)備。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種翅片式雙相鋼熱管換熱器，包括換熱器外殼、外殼內(nèi)裝有垂直安裝的換熱管，其結(jié)構(gòu)是所述的換熱管為熱管周邊裝有對(duì)稱的矩形翅片的翅片式熱管換熱管，換熱管上下端分別固定在換熱器頂板和底板上，縱橫排列的換熱管在與煙氣流動(dòng)的垂直方向上分成熱管組，各熱管組之間設(shè)有檢查通道，換熱器垂直方向的中部設(shè)有換熱器隔板，隔板下方為與原煙氣煙道相連的換熱器的吸熱區(qū)，隔板上方為與凈煙氣煙道相連的換熱器的散熱區(qū)。所述的換熱器底板上設(shè)有圓筒形的熱管固定座，熱管可以插接到熱管固定座內(nèi)，所述的換熱器隔板和換熱器頂板上均設(shè)有換熱管安裝孔，焊接在熱管上的隔板蓋板由螺栓固定在換熱器隔板上，帶有熱管固定帽的頂板蓋板由螺栓固定在換熱器頂板上，換熱器頂板上的換熱管安裝孔形狀與隔板蓋板相同，隔板蓋板可從該安裝孔通過。所述的熱管由兩種不同材料的無縫鋼管焊接而成，換熱器隔板下方為普通無縫鋼管，換熱器隔板上方為ND鋼無縫鋼管，翅片采用ND鋼。所述的換熱器內(nèi)壁和中間 隔板采用乙烯基脂玻璃鱗片防腐。一種應(yīng)用翅片式雙相鋼熱管換熱器的煙氣脫硫設(shè)備，其結(jié)構(gòu)是換熱器的吸熱區(qū)的煙氣進(jìn)口經(jīng)風(fēng)機(jī)與裝有煙道擋板門B的原煙氣煙道相連，其煙氣出口與脫硫塔進(jìn)口煙道相通，換熱器的散熱區(qū)進(jìn)口與脫硫塔出口煙道相通，其出口經(jīng)裝有煙道擋板門A的凈煙氣煙道與煙囪相連。所述的換熱器的吸熱區(qū)的進(jìn)口的原煙氣溫度為150°C出口的原煙氣溫度為110—115°C。所述的換熱器的散熱區(qū)進(jìn)口的凈煙氣溫度為55°C -65°C，出口的凈煙 氣溫度為約80°C。目前我國燒結(jié)機(jī)排除的煙氣溫度大都在150°C左右，經(jīng)脫硫后的凈煙氣溫度在550C _65°C之間，且濕度大處于飽和狀態(tài)，由于煙氣易于冷凝結(jié)露并產(chǎn)生腐蝕性液體，對(duì)煙道、煙囪產(chǎn)生腐蝕。本發(fā)明公開的翅片式雙相鋼熱管換熱器從原煙氣取熱加熱凈煙氣，換熱器的吸熱區(qū)可以吸收原煙氣中的熱量使其從150°C降到110-115°C，由于降低了脫硫吸收塔的進(jìn)氣溫度，從而減少了的脫硫塔的蒸發(fā)水量，某鋼鐵公司360m3燒結(jié)機(jī)項(xiàng)目，脫硫系統(tǒng)中加裝換熱器后，每天節(jié)約自來水約435m3，每年節(jié)水約15. 66萬m3。換熱器的散熱區(qū)對(duì)脫硫后的凈煙氣加熱，可將脫硫后煙氣溫度由55°C _65°C提高到約80°C，可以減少煙氣因冷凝結(jié)露產(chǎn)生的腐蝕性液體。同時(shí)由于加熱了凈煙氣，使煙囪抽力提高，系統(tǒng)阻力減少，煙氣流速和煙氣抬升高度增加，煙氣擴(kuò)散效果好，提高了環(huán)保要求。本發(fā)明比傳統(tǒng)的GGH阻力小，設(shè)備阻力設(shè)計(jì)500Pa，最高700Pa，而GGH的設(shè)計(jì)阻力為1432Pa。減少阻力實(shí)際就是減少了增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)功率，某鋼鐵公司360m3燒結(jié)機(jī)210萬立方米/小時(shí)煙氣量計(jì)算，裝本發(fā)明比GGH阻力減少832. 5Pa，節(jié)省電耗量674. 5kw/h,每年節(jié)電 582. 7 萬 kw/ho本發(fā)明比GGH造價(jià)低。以某鋼鐵公司360m3燒結(jié)機(jī)為例，煙氣量210萬立方米/小時(shí)，當(dāng)換熱量相同時(shí)，本發(fā)明制做費(fèi)用為722. 2萬元/臺(tái)，而回轉(zhuǎn)式GGH制做費(fèi)用為1700萬元/臺(tái)，降低造價(jià)977. 8萬元/臺(tái)。本發(fā)明密封性好，保證系統(tǒng)的脫硫效率。原煙氣與凈煙氣之間采用隔板隔開，隔板通過熱管的節(jié)點(diǎn)采用螺帽鎖緊，密封可靠。因此原煙氣和凈煙氣之間可以達(dá)到零泄漏。每根熱管也是一個(gè)整體密封體，長期使用后如出現(xiàn)管壁磨損、腐蝕穿孔現(xiàn)象時(shí)，也只是減少了換熱量，冷熱煙氣不會(huì)串通，保證了所有煙氣都經(jīng)脫硫塔脫硫后排出。本發(fā)明采用的熱管換熱器無需外部提供動(dòng)力，傳送導(dǎo)熱介質(zhì)靠管內(nèi)工作液蒸發(fā)與凝結(jié)完成兩端的熱傳遞。在正常工作時(shí)管內(nèi)具有I. 3X IO3Pa的負(fù)壓，里面充以適量的工作液體，是一個(gè)全封閉熱元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修量小、重量輕、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。如果有個(gè)別熱管失效有問題，可以抽出單根熱管時(shí)行維修。本發(fā)明使用的熱管采用兩種不同材質(zhì)的的無縫鋼管制作既保證了設(shè)備的耐腐蝕性能又降低了設(shè)備造價(jià)，有利于本技術(shù)的推廣應(yīng)用。本發(fā)明的有益效果是翅片式雙相鋼熱管換熱器從原煙氣取熱加熱凈煙氣，可以降低脫硫吸收塔的進(jìn)氣溫度，可減少脫硫塔的蒸發(fā)水量，對(duì)脫硫后的凈煙氣加熱，提高脫硫后煙氣溫度可以減少煙氣因冷凝結(jié)露產(chǎn)生的腐蝕性液體，使煙囪抽力提高，系統(tǒng)阻力減少，煙氣流速和煙氣抬升高度增加，煙氣擴(kuò)散效果好，提高了環(huán)保要求。設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維修量小、重量輕、壽命長的優(yōu)點(diǎn)


圖I為本發(fā)明的脫硫設(shè)備示意圖，圖2為翅片式熱管換熱管在換熱器中的安裝示意圖，圖3為圖2 的A-A向局部視圖，圖4為圖I中換熱器的熱管布局圖。圖中，I.煙道擋板門A，2.凈煙氣煙道，3.原煙氣煙道，4.煙道擋板門B，5.風(fēng)機(jī)，
6.換熱器，61.熱管組,62.檢查通道,63.換熱器頂板,64.頂板蓋板,65.翅片式熱管換熱管,651.熱管,652.翅片,66.換熱器隔板,67.隔板蓋板,68.換熱器底板,69.熱管固定座，
7.脫硫塔吸收出口煙道，8.脫硫吸收塔進(jìn)口煙道，9.脫硫吸收塔。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是，如圖所示實(shí)施例1，一種翅片式雙相鋼熱管換熱器，包括換熱器外殼、外殼內(nèi)裝有垂直安裝的換熱管，其結(jié)構(gòu)是所述的換熱管為熱管651周邊裝有對(duì)稱的矩形翅片652的翅片式熱管換熱管65，換熱管上下端分別固定在換熱器頂板63和換熱器底板68上，縱橫排列的換熱管在與煙氣流動(dòng)的垂直方向上分成熱管組61，各熱管組之間設(shè)有檢查通道62，換熱器垂直方向的中部設(shè)有換熱器隔板66，隔板下方為與原煙氣煙道3相連的換熱器的吸熱區(qū)，隔板上方為與凈煙氣煙道2相連的換熱器的散熱區(qū)。實(shí)施例2, —種翅片式雙相鋼熱管換熱器,包括換熱器外殼、外殼內(nèi)裝有垂直安裝的換熱管，其結(jié)構(gòu)是所述的換熱管為熱管651周邊裝有對(duì)稱的矩形翅片652的翅片式熱管換熱管65,換熱管上下端分別固定在換熱器頂板63和換熱器底板68上,換熱器垂直方向的中部設(shè)有換熱器隔板66，隔板下方為與原煙氣煙道3相連的換熱器的吸熱區(qū)，隔板上方為與凈煙氣煙道2相連的換熱器的散熱區(qū)。換熱器底板上設(shè)有圓筒形的熱管固定座69，熱管可以插接到熱管固定座內(nèi)，所述的換熱器隔板和換熱器頂板上均設(shè)有換熱管安裝孔，焊接在熱管上的隔板蓋板68由螺栓固定在換熱器隔板上，帶有熱管固定帽的頂板蓋板64由螺栓固定在換熱器頂板上，換熱器頂板上的換熱管安裝孔形狀與隔板蓋板相同，隔板蓋板可從該安裝孔通過。所述的熱管由兩種不同材料無縫鋼管焊接而成，換熱器隔板下方為普通無縫鋼管，例如用D51X4鍋爐用無縫鋼管，鋼號(hào)為20#GB5310-1995，換熱器隔板上方用耐硫酸低溫露點(diǎn)腐蝕無縫鋼管，鋼號(hào)為09crcusb(ND)GB-1998/H4，翅片采用ND鋼。換熱器內(nèi)壁和中間隔板采用乙烯基脂玻璃鱗片防腐。換熱管采用縱橫排列，橫向30根，縱向48根，在與煙氣流動(dòng)的垂直方向上分成熱管組61，每八根為一組，各熱管組之間設(shè)有5個(gè)檢查通道62，煙氣流速14米/秒，按最大煙氣量設(shè)計(jì)，在這個(gè)流速下，翅片表面具有自清灰能力，不會(huì)產(chǎn)生堵灰現(xiàn)象。如果燒結(jié)機(jī)煙氣量不穩(wěn)定，煙氣流速降低的情況，在換熱器內(nèi)就有可能產(chǎn)生積灰現(xiàn)象，如果產(chǎn)生積灰可以定期通過檢查通道人工清灰。實(shí)施例3，一種應(yīng)用翅片式雙相鋼熱管換熱器6的煙氣脫硫設(shè)備，其結(jié)構(gòu)是換熱器的吸熱區(qū)的煙氣進(jìn)口經(jīng)風(fēng)機(jī)5與裝有煙道擋板門B4的原煙氣煙道3相連，其煙氣出口與脫硫吸收塔進(jìn)口煙道8相通，換熱器的散熱區(qū)進(jìn)口與脫硫吸收塔9的脫硫吸收塔出口煙道7相通，其出口經(jīng)裝有煙道擋板門Al的凈煙氣煙道2與煙囪相連。換熱器內(nèi)壁和中間隔板、鋼煙道采用乙烯基脂玻璃鱗片防腐，混凝土煙道、煙囪采用OM型煙囪耐酸防腐涂料進(jìn)行防腐。
權(quán)利要求
1.一種翅片式雙相鋼熱管換熱器，包括換熱器外殼、外殼內(nèi)裝有垂直安裝的換熱管，其特征是所述的換熱管為熱管周邊裝有對(duì)稱的矩形翅片的翅片式熱管換熱管，換熱管上下端分別固定在換熱器頂板和底板上，縱橫排列的換熱管在與煙氣流動(dòng)的垂直方向上分成熱管組，各熱管組之間設(shè)有檢查通道，換熱器垂直方向的中部設(shè)有換熱器隔板，隔板下方為與原煙氣煙道相連的換熱器的吸熱區(qū)，隔板上方為與凈煙氣煙道相連的換熱器的散熱區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的翅片式雙相鋼熱管換熱器，其特征是所述的換熱器底板上設(shè)有圓筒形的熱管固定座，熱管可以插接到熱管固定座內(nèi)，所述的換熱器隔板和換熱器頂板上均設(shè)有換熱管安裝孔，焊接在熱管上的隔板蓋板由螺栓固定在換熱器隔板上，帶有熱管固定帽的頂板蓋板由螺栓固定在換熱器頂板上，換熱器頂板上的換熱管安裝孔形狀與隔板蓋板相同，隔板蓋板可從該安裝孔通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的翅片式雙相鋼熱管換熱器，其特征是所述的熱管由兩種不同材料的無縫鋼管焊接而成，換熱器隔板下方為普通無縫鋼管，換熱器隔板上方為ND鋼無縫鋼管，翅片采用ND鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的翅片式雙相鋼熱管換熱器，其特征是所述的換熱器內(nèi)壁和中間隔板采用乙烯基脂玻璃鱗片防腐。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求I所述的翅片式雙相鋼熱管換熱器的煙氣脫硫設(shè)備，其特征是換熱器的吸熱區(qū)的煙氣進(jìn)口經(jīng)風(fēng)機(jī)與裝有煙道擋板門B的原煙氣煙道相連，其煙氣出口與脫硫塔進(jìn)口煙道相通，換熱器的散熱區(qū)進(jìn)口與脫硫塔出口煙道相通，其出口經(jīng)裝有煙道擋板門A的凈煙氣煙道與煙囪相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煙氣脫硫設(shè)備，其特征是所述的換熱器的吸熱區(qū)的進(jìn)口的原煙氣溫度為150°C出口的原煙氣溫度為110-115°C。所述的換熱器的散熱區(qū)進(jìn)口的凈煙氣溫度為55°C -65°C，出口的凈煙氣溫度為約80°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種翅片式雙相鋼熱管換熱器及其應(yīng)用的煙氣脫硫設(shè)備屬于熱交換設(shè)備，特別是使用熱管技術(shù)的翅片式換熱設(shè)備。該翅片式雙相鋼熱管換熱器，包括換熱器外殼、外殼內(nèi)裝有垂直安裝的換熱管，其結(jié)構(gòu)是所述的換熱管為熱管周邊裝有對(duì)稱的矩形翅片的翅片式熱管換熱管，換熱管上下端分別固定在換熱器頂板和底板上，縱橫排列的換熱管在與煙氣流動(dòng)的垂直方向上分成熱管組，各熱管組之間設(shè)有檢查通道，換熱器垂直方向的中部設(shè)有換熱器隔板，隔板下方為與原煙氣煙道相連的換熱器的吸熱區(qū)，隔板上方為與凈煙氣煙道相連的換熱器的散熱區(qū)。設(shè)備具有簡單、工作可靠、維修量小、重量輕、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。其廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
文檔編號(hào)B01D53/50GK102614757SQ20121012032
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者呂和武, 呂揚(yáng), 張友, 杜善國 申請(qǐng)人:山東國舜建設(shè)集團(tuán)有限公司