煙風模擬換熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的煙風模擬換熱裝置，其特點是，包括煙道系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng)、粉塵加料系統(tǒng)、換熱循環(huán)系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)組成，其結構合理，模擬真實，一方面可以為不同類型的換熱器提供測試平臺，可用于換熱器研發(fā)企業(yè)和電力、石油、化工、冶金等使用換熱器的眾多行業(yè)用戶作為換熱器性能評定平臺，可以評價換熱器的換熱能力、防垢能力、防腐蝕能力等，同時縮短煙風系統(tǒng)內換熱器的開發(fā)周期，提供多樣化的測試手段；另一方面，研究新型的換熱器可以有效減少腐蝕的影響，大大降低設備損耗，為該型設備的大規(guī)模應用，實現(xiàn)節(jié)能減排，更好的進行煙氣余熱利用提供基礎性研究方案和數(shù)據(jù)。
【專利說明】煙風模擬換熱裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煙氣余熱回收利用【技術領域】，是一種煙風模擬換熱裝置。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機和環(huán)境危機的加劇，節(jié)能減排已作為我國的一項基本國策?；痣姀S作為消耗一次能源的主要行業(yè)之一，鍋爐燃燒進行加熱、凝結等能量轉換工藝過程后，都會產(chǎn)生各種形式的余熱，如排煙溫度、鍋爐排污、汽輪機排氣等，在余熱資源回收利用方面具有較大的節(jié)能潛力。目前鍋爐排煙是一種潛力較大的余熱資源，排煙溫度一般在120°C -140°C，既浪費了大量熱力資源，又造成嚴重的環(huán)境熱污染。如果能有效利用煙氣余熱，降低排煙溫度，不但可節(jié)約大量能源，而且能有效提高鍋爐的經(jīng)濟效率，降低污染物排放。
[0003]在實際應用中，余熱回收利用有一定的難度，這是因為若排煙溫度低，采用常規(guī)的換熱器，鍋爐尾部受熱面中的煙氣與工質的傳熱溫差減少，傳熱面積增大，在有限空間布置的管多而密，造成煙氣流阻大，引風機動力消耗大、金屬消耗和設備投資增多。一般情況下，排煙溫度每升高15-20°C，鍋爐熱效率大約降低1%。在實際應用中，排煙溫度過低，會使低溫受熱面的壁溫低于酸露點，引起受熱面金屬的嚴重腐蝕，危機鍋爐運行安全。低溫露點腐蝕作用的存在，大大降低了換熱器的使用壽命，浪費了大量熱力資源。因此，開發(fā)新型的防腐蝕高效換熱器成為未來研究的熱點問題。中國實用新型專利公開(公告)號CN201772812U公開了 “一種耐腐蝕塑料換熱器”它采用導熱塑料翅片管作為換熱器的新型傳熱管，具有耐腐蝕、防結垢、重量輕、易成形、加工方便等優(yōu)點，但是存在不易用于固體顆粒雜質的流體換熱，不易清洗，單個換熱器需要成本較高，換熱器不可疊加安裝使用等缺點；文獻[張建福，趙欽新等.煙氣余熱回收裝置的參數(shù)優(yōu)化分析[J].動力工程學報，2010，30 (9)]中提出“利用煙氣深度冷卻器技術以回收煙氣余熱”，可以實現(xiàn)積灰和硫酸蒸汽結露過程的有效分離，但是煙氣冷卻器布置于靜電除塵器和脫硫塔之間，容易造成除塵器堵灰或腐蝕，嚴重時需要檢修，就可能影響整個機組的運行。而且煙氣冷卻器不能拆卸，不便于安裝其他類型的換熱器，此系統(tǒng)利用價值不大，不能為研究不同類型的換熱器提供試驗平臺。
[0004]目前關于煙風系統(tǒng)中換熱器性能的研究還缺乏必要的研究平臺，換熱器的各種參數(shù)及使用效果只能在實際環(huán)境中進行監(jiān)測分析，這種情況造成了如下困境:(I)大大增加了換熱器的研發(fā)周期以及試驗費用；(2)由于現(xiàn)場一般都是直接生產(chǎn)運行，對試驗的安排有很大掣肘，甚至有些試驗無法完成；(3)某些破壞性的試驗會對生產(chǎn)運行造成重大影響，顯然無法在現(xiàn)場實現(xiàn)。

【發(fā)明內容】

[0005]針對以上存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可以研究不同換熱器、低溫省煤器等換熱設備在氣固流體換熱中的換熱特性，包括換熱性能、污垢性能、腐蝕情況、積灰結焦等情況的煙風模擬換熱裝置，它能夠為新型換熱器的開發(fā)提供試驗研究平臺，大大降低了換熱器的研發(fā)周期，解決了腐蝕對換熱器的影響，節(jié)省了試驗裝置的費用。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種煙風模擬換熱裝置，其特征是，它包括煙道系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng)、粉塵加料系統(tǒng)、換熱循環(huán)系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，所述的煙道系統(tǒng)包括煙道、煙氣分析儀、酸露點檢測儀和煙氣流量計，煙道上方的煙氣采樣口設有煙氣分析儀，煙道的進口處和煙道的出口處分別設有煙氣流量計，煙道的出口處設有酸露點檢測儀、風速計；所述的燃煤系統(tǒng)包括燃煤鍋爐、鼓風機、風量控制閥和給煤機，鍋爐的進風口通過風量控制閥與鼓風機連接，鍋爐的進煤口與給煤機連接；所述的粉塵加料系統(tǒng)包括灰斗、螺旋給料機和灰量控制閥，灰斗的出灰口與螺旋給料機連接，螺旋給料機通過灰量控制閥與燃煤鍋爐的進灰口連接；所述的換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器、壁溫檢測儀、上水箱、下水箱、流量計、水泵、上水管和下降管，換熱器置于煙道內，換熱器的進口聯(lián)箱通過下降管與上水箱連接，換熱器的出口聯(lián)箱通過下降管與下水箱連接，換熱器的進水口、出水口均設有水流量計，換熱器的上下表面均設有壁溫檢測儀，上水箱與下水箱之間連接水泵；所述的回收系統(tǒng)包括與煙道尾部煙氣出口依次連接的除塵裝置、固體顆?；厥昭b置和脫硫裝置；
所述的排煙系統(tǒng)包括引風機和風道，脫硫裝置與風道連接的管路上設置引風機；所述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器組，數(shù)據(jù)采集卡以及上位機，傳感器組的溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器分別與數(shù)據(jù)采集卡信號連接，數(shù)據(jù)采集卡與上位機連接。
[0007]由于本發(fā)明的煙風模擬換熱裝置是由煙道系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng)、粉塵加料系統(tǒng)、換熱循環(huán)系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)組成的，其結構合理，模擬真實，一方面可以為不同類型的換熱器提供測試平臺，可用于換熱器研發(fā)企業(yè)和電力、石油、化工、冶金等使用換熱器的眾多行業(yè)用戶作為換熱器性能評定平臺，可以評價換熱器的換熱能力、防垢能力、防腐蝕能力等，同時縮短煙風系統(tǒng)內換熱器的開發(fā)周期，提供多樣化的測試手段；另一方面，研究新型的換熱器可以有效減少腐蝕的影響，大大降低設備損耗，為該型設備的大規(guī)模應用，實現(xiàn)節(jié)能減排，更好的進行煙氣余熱利用提供基礎性研究方案和數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為煙風模擬換熱測控裝置結構示意圖。
[0009]圖中:I燃煤鍋爐，2鼓風機，3風機閥門，4給煤機，5灰斗，6螺旋給料機，7灰量控制閥，8煙道，9煙氣流量計，10保溫層，11換熱器，12壁溫檢測儀，13煙氣分析儀，14上水箱，15下水箱，16水流量計，17水泵，18上水管，19下降管，20風速計，21酸露點檢測儀，22除塵裝置，23收集裝置，24脫硫裝置，25引風機，26風道，27傳感器組，28數(shù)據(jù)采集卡，29上位機。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明的煙風模擬換熱裝置包括燃煤鍋爐I，鼓風機2，風量控制閥3，給煤機4，灰斗5，螺旋給料機6，灰量控制閥7，煙道8，煙氣流量計9，換熱器11，壁溫檢測儀12，煙氣分析儀13，上水箱14，下水箱15，水流量計16，水泵17，上水管18，下降管19，風速計20，酸露點檢測儀21，除塵裝置22，收集裝置23，脫硫裝置24，引風機25，風道26，傳感器組27，數(shù)據(jù)采集卡28，上位機29。水泵17為變頻水泵，煙氣流量計9為智能渦街流量計9，傳感器組27由溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器組成。
[0012]煙道系統(tǒng)包括煙道8、煙氣分析儀13、酸露點檢測儀21和煙氣流量計。煙道8采用防腐蝕的不銹鋼材質制成lm*0.5m大小的矩形煙道，煙道外有保溫層10，保溫層厚度為50mm,煙道上方的煙氣采樣口設有煙氣分析儀13，煙道8的進口處和煙道8的出口處分別設有煙氣流量計9，煙道8的出口處設有酸露點檢測儀21。煙道8的出口安裝風速計20，用以測量煙道8煙氣的排出煙速。
[0013]燃煤系統(tǒng)包括燃煤鍋爐1、鼓風機2、風量控制閥3和給煤機4。通過給煤機4人工加煤，將煤炭送入鍋爐1，鍋爐I另一側連接鼓風機2，在鼓風機2安全運轉下，向燃煤鍋爐I的爐膛輸送燃料燃燒所需要的空氣，使得煤炭在爐膛內充分燃燒。燃煤鍋爐I可以產(chǎn)生煙氣，通過給煤機4調節(jié)加煤量，同時通過風量控制閥3控制鼓風機2的送風量，實現(xiàn)不同流速和成分組成的煙氣。
[0014]粉塵加料系統(tǒng)包括灰斗5、螺旋給料機6和灰量控制閥7。固體顆粒加料器采用螺桿的螺旋加料方式或風機吹灰的方法，將火電廠現(xiàn)場收集的飛灰加入煙道8，用于模擬控制粉塵在煙氣中的固體顆粒濃度。
[0015]換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器11、壁溫檢測儀12、上水箱14、下水箱15、流量計16、水泵17、上水管18和下降管19。換熱器11的進口聯(lián)箱通過下降管19與上水箱14連接，換熱器11的出口聯(lián)箱通過下降管19與下水箱15連接，換熱器11的進水口、出水口均設有水流量計16，換熱器11的上下均表面均設有壁溫檢測儀12，上水箱14與下水箱15之間連接水泵17，水泵17為變頻水泵，通過變頻水泵的變頻器來改變水泵的轉速，以實現(xiàn)水泵流量和壓力的調節(jié)。
[0016]回收系統(tǒng)包括與煙道8尾部煙氣出口依次連接的除塵裝置22、固體顆?；厥昭b置23和脫硫裝置24。將煙道8尾部煙氣出口排出的煙氣經(jīng)過除塵過濾，把粉塵從煙氣中分離出來，再經(jīng)脫硫裝置24進行脫硫，脫硫裝置24采用石灰石濕法脫硫，把煙氣中的酸性氧化物SO2以及其他污染物吸收，使煙氣得以充分凈化。
[0017]排煙系統(tǒng)包括引風機25和風道26。脫硫裝置24與風道26連接的管路上設置引風機25，將經(jīng)過凈化處理的煙氣通過風道26排出室外。
[0018]數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器組27，數(shù)據(jù)采集卡28以及上位機29。傳感器組27由溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器組成，分別將溫度、壓力和流量信號按一定規(guī)律變換成電信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制，然后將采集的信息傳入數(shù)據(jù)采集卡28，數(shù)據(jù)采集卡28與上位機29相連，將信息傳輸?shù)缴衔粰C29中進行分析、處理。
【權利要求】
1.一種煙風模擬換熱裝置，其特征是，它包括煙道系統(tǒng)、燃煤系統(tǒng)、粉塵加料系統(tǒng)、換熱循環(huán)系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)，所述的煙道系統(tǒng)包括煙道、煙氣分析儀、酸露點檢測儀和煙氣流量計，煙道上方的煙氣采樣口設有煙氣分析儀，煙道的進口處和煙道的出口處分別設有煙氣流量計，煙道的出口處設有酸露點檢測儀、風速計；所述的燃煤系統(tǒng)包括燃煤鍋爐、鼓風機、風量控制閥和給煤機，鍋爐的進風口通過風量控制閥與鼓風機連接，鍋爐的進煤口與給煤機連接；所述的粉塵加料系統(tǒng)包括灰斗、螺旋給料機和灰量控制閥，灰斗的出灰口與螺旋給料機連接，螺旋給料機通過灰量控制閥與燃煤鍋爐的進灰口連接；所述的換熱循環(huán)系統(tǒng)包括換熱器、壁溫檢測儀、上水箱、下水箱、流量計、水泵、上水管和下降管，換熱器置于煙道內，換熱器的進口聯(lián)箱通過下降管與上水箱連接，換熱器的出口聯(lián)箱通過下降管與下水箱連接，換熱器的進水口、出水口均設有水流量計，換熱器的上下表面均設有壁溫檢測儀，上水箱與下水箱之間連接水泵；所述的回收系統(tǒng)包括與煙道尾部煙氣出口依次連接的除塵裝置、固體顆?；厥昭b置和脫硫裝置；所述的排煙系統(tǒng)包括引風機和風道，脫硫裝置與風道連接的管路上設置引風機；所述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器組，數(shù)據(jù)采集卡以及上位機，傳感器組的溫度傳感器、壓力傳感器和流量傳感器分別與數(shù)據(jù)采集卡信號連接，數(shù)據(jù)采集卡與上位機連接。
【文檔編號】G01M99/00GK103969073SQ201410213100
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權日:2014年5月20日
【發(fā)明者】王恭, 曹生現(xiàn), 宋盼, 趙波 申請人:東北電力大學