一種能夠強化換熱及防止低溫腐蝕的水媒氣液換熱系統的制作方法

本實用新型屬于脫硫除塵煙氣環保處理技術領域，具體涉及一種能夠強化換熱及防止低溫腐蝕的水媒氣液換熱器，在某些程度可降低低溫腐蝕及強化換熱，將凈煙氣加熱到可以允許的排放溫度，并獲得一部分可用的熱水。

背景技術：

近年來，針對燃煤火電、化工、采暖的潔凈燃燒技術已經發展非常快，脫硫已經成為必備設備，濕法脫硫之后的煙氣溫度在40-50℃左右的，如果在凈煙氣排出時不采取加溫措施，這樣的結果是直接導致大量煙氣低溫排放。低溫度的煙氣難以擴散，并且會出現大量的白色煙羽現象，造成煙氣污染。近年來的霧霾現象也與其有很大的關系，所以脫硫煙氣必須采取加熱措施。

對煙氣加熱處理后，其作用表現為：

(1)煙氣再加熱可以將濕法煙氣脫硫的排煙溫度從50℃升高到80℃左右，提高煙氣溫度，增大了煙羽的熱浮力，從而提高煙氣從煙囪排放時的抬升高度。

(2)安裝煙氣加熱器后排煙溫度在80℃左右，因此使得煙囪出口附近的煙氣不產生凝結，使白煙在較遠的地方形成。

解決煙氣降溫-升溫的方法較多，按加熱介質和換熱方式不同，主要有以下幾類：

(1)氣-氣換熱器(GGH)，雖然現在被廣泛使用，但其存在堵灰結垢、漏風、腐蝕等問題，效果也受到一定的影響。

(2)蒸汽-煙氣換熱器，需要使用大量的蒸汽加熱煙氣，具有很大的局限性，在很多場合并不適用。

(3)水-煙氣換熱器，利用水充當介質，將高溫煙氣的熱量帶給低溫煙氣，實現高溫煙氣的降溫，低溫煙氣的升溫。

在煙氣脫硫產業的發展過程中，國內外的各大小公司，都根據各自的生產工藝特點及不同時期的技術局限性，先后在不同行業和工況場合，應用了各種不同的煙氣降溫-升溫處理方式。在使用水-煙氣換熱器時，傳統的熱媒式煙氣換熱器，低溫煙氣與低溫水在同一側，高溫煙氣與高溫水在同一側，這樣既不利于傳熱，增加換熱面積，而且由于低溫換熱面與低溫煙氣的接觸會發生嚴重的低溫腐蝕，管段受熱面需要用非常昂貴的鋼材來抵御管段腐蝕，大大的提高了制作換熱器的成本。專利ZL201410200462.8所提出的管段采用三段式設計，即高溫段、中溫段、低溫段，由于其所設計的采用串聯模式，雖然在高溫段與低溫煙氣換熱，但在中溫段、低溫段溫度還是比較低，由于通過濕式脫硫除塵后，從脫硫塔出來的凈煙氣露點溫度還是會大于90℃，然而熱媒水管段受熱面的壁溫還是低于凈煙氣露點，不能將煙氣的低溫腐蝕程度控制在一個所允許的程度，低溫腐蝕還是比較大。同樣的，在低溫段、中溫段還是需要采用比較昂貴的防腐鋼材，所以并沒有實際解決問題。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于針對上述熱媒式氣液煙氣換熱器所存在的問題，提供一種能夠強化換熱及防止低溫腐蝕的水媒氣液換熱器。

本實用新型的目的是通過如下的技術方案來實現的：該能夠強化換熱及防止低溫腐蝕的水媒氣液換熱系統，它包括與鍋爐類設備的排煙管道依次串聯的原煙氣氣液換熱器、除塵器、引風機、脫硫塔、凈煙氣氣液換熱器和煙囪；原煙氣氣液換熱器的水媒出水管通過蒸汽輔熱器或水管并聯連接到第一循環水泵上，第一循環水泵再與凈煙氣氣液換熱器的水媒進水管連接，凈煙氣氣液換熱器的水媒出水管依次與熱水箱、冷熱水混合水箱和第二循環水泵串聯，第二循環水泵連接到原煙氣氣液換熱器的水媒進水管上；熱水箱的出水管還與生活或工業熱水供用管連接，冷熱水混合水箱的進水管還與工藝冷水供水管連接；蒸汽輔熱器的進汽管與鍋爐連接并設有閥門，蒸汽輔熱器與原煙氣氣液換熱器和第一循環水泵的連接管道上均設有閥門，原煙氣氣液換熱器與第一循環水泵的連接管道上也設有閥門。

具體的，所述原煙氣氣液換熱器和凈煙氣氣液換熱器的結構是，其內的水媒管以換熱器中心為軸線繞成至少2段蛇管狀，并分段采用并聯連接到水媒進水管和水媒出水管上。

進一步，所述原煙氣氣液換熱器和凈煙氣氣液換熱器內的水媒管采用ND耐腐鋼管制成。

本實用新型具有如下有益效果：

(1)在凈煙氣氣液換熱器各個部分管段內水媒溫度都處在幾個較高水溫的情況下，提高了管段的壁溫，由于脫硫后的凈煙氣露點大概在90℃-120℃，在某些特定場合，比如煙氣露點在100℃以下時，可以有效地減輕低溫腐蝕。

(2)提高了管段內水媒與管外煙氣的換熱效果。由于管段內水媒溫度都較高，沒有了低溫段，水媒與凈煙氣的溫差都比較大，根據傳熱的基本公式Q＝KF△T，由于溫差△T的提高，換熱效果提高。

(3)由于強化了換熱效果，可以有效地減少換熱面積，也就是說可以節省出一部分管段材料，節省造價成本。

(4)從凈煙氣氣液換熱器出來的一部分熱水可以用于其他方面的生活用水，由于在凈煙氣氣液換熱器出來的熱水還處于一個較高的水溫，而由于原煙氣溫度較高，溫度降比較大，所以從凈煙氣端換熱出來的熱水需要與一部分冷水混合降溫，而自然就可以多出一些熱水供其他方式使用。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的原理結構示意圖。

圖2是圖1中凈煙氣氣液換熱器的內部原理結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的描述。

參見圖1，本實施例包括與鍋爐1的排煙管道依次串聯的原煙氣氣液換熱器2、除塵器3、引風機4、脫硫塔5、凈煙氣氣液換熱器6和煙囪12。從圖1中可見，原煙氣氣液換熱器2的水媒出水管通過閥門13、蒸汽輔熱器10、閥門14或閥門15及水管并聯連接到第一循環水泵11上，蒸汽輔熱器10的進汽管與鍋爐1的排汽管連接并設有閥門16。第一循環水泵11再與凈煙氣氣液換熱器6的水媒進水管連接，凈煙氣氣液換熱器6的水媒出水管依次與熱水箱7、冷熱水混合水箱8和第二循環水泵9串聯，第二循環水泵9連接到原煙氣氣液換熱器2的水媒進水管上。從圖1中還可見，熱水箱7的出水管還與生活或工業熱水供用管連接，冷熱水混合水箱8的進水管還與工藝冷水供水管連接。

參見圖2，是本實施例的凈煙氣氣液換熱器6的內部結構示意圖，從圖2中可見，其內的水媒管以換熱器中心為軸線繞成3段蛇管狀，各段的進水端61、62、63并聯連接到換熱器的水媒進水管上，各段的出水端64、65、66并聯連接到換熱器的水媒出水管上。從圖1中可見，原煙氣氣液換熱器2的結構與凈煙氣氣液換熱器6的結構相同。在換熱器內，水媒管采用ND鋼制成圓管，并將管段分成多個部分并聯連接，高溫水流入換熱器內，由于并聯連接管段，所以管段內的水都保持一個較高水溫，提高了管段壁溫并且增加了兩種換熱流體的溫差，優化了傳熱，減少了傳熱面積。在某些除硫效率較高的場合，脫硫后的凈煙氣的露點溫度可能在90℃-100℃，這樣由于換熱面的溫度大于露點溫度，可以有效地減輕由于壁溫過低而引起的低溫煙氣與低溫壁面接觸從而發生低溫腐蝕。另外，由于水媒氣液換熱器內的圓管以換熱器中心為軸線而環繞成蛇管狀，因此中心線周圍是個空心的，大量煙氣可從其中經過與管段受熱面換熱。由于強化了換熱效果，可以有效地減少換熱面積，也就是說可以節省出一部分管段材料，可以大大減輕換熱器的制作成本。

本實施例的工作過程包括：煙氣流向：從鍋爐排出的180℃高溫原煙氣通過原煙氣氣液換熱器2降溫至80℃后，通過除塵器3除塵后，在引風機4的作用下送入脫硫塔5，出來的50℃凈煙氣通過凈煙氣氣液換熱器6升溫為80℃送入煙囪；水媒流向：原煙氣經過原煙氣氣液換熱器2與水換熱，被加熱的水直接在第一循環水泵11的動力下經過凈煙氣氣液換熱器6；或者，當鍋爐不在滿負荷工作時，由于原煙氣溫度不能將水加溫到所需要的100℃溫度，被加熱的熱水先流入蒸汽輔熱器10，通過蒸汽輔熱器10再次將水溫提高后，再流入凈煙氣氣液換熱器6，用于50℃凈煙氣換熱；蒸汽來自鍋爐，也可來自其他設備，當蒸汽與熱水換熱后，成為冷凝水排出；關于是否開啟蒸汽輔熱，可通過閥門控制蒸汽管道及熱水管道；被凈煙氣氣液換熱器6冷卻的熱水進入熱水箱7；在凈煙氣端換熱后的水媒還是溫度比較高的熱水，所以與凈煙氣換熱后的熱水可以支出一部分給予生活、工業等其他方面的用水，一部分與工藝冷水在冷熱水混合水箱8內混合降溫，冷熱水混合水箱8內的溫水在第二循環水泵9的動力下流入原煙氣氣液換熱器2，整個過程完成煙氣的冷卻、加熱處理。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例說明，并未對細節方面作進一步描述。其中換熱器內流水管段的并聯個數，根據實際情況而選擇。所有類似的結構，在不脫離本發明原理的前提下，均應屬于本實用新型的保護范圍。