一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，包括導熱油套管式熱管換熱器、管式換熱器、導熱油泵、汽包和膨脹槽，膨脹槽設(shè)有兩個進口和一個出口，導熱油套管式熱管換熱器具有的導熱油出口通過導熱油管路與管式換熱器具有的導熱油進口相連，管式換熱器具有的導熱油出口通過導熱油管路與膨脹槽的第一進口相連，膨脹槽的出口通過設(shè)有導熱油泵與導熱油套管式熱管換熱器具有的導熱油進口相連；管式換熱器的導熱油進口的前端與膨脹槽的第二進口之間連接有一條導熱油旁路管，汽包具有的冷卻水出口Ⅱ與管式換熱器具有的冷卻水進口Ⅰ相連，管式換熱器具有的水汽出口Ⅰ汽包具有的水汽進口Ⅱ相連，汽包具有的蒸汽出口將產(chǎn)生蒸汽供給用戶。
【專利說明】一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于余熱利用裝置，具體的說是一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在工廠運行中，會產(chǎn)生大量的中高溫含塵煙氣，煙氣中含有大量的顯熱。為降低能耗，實現(xiàn)資源優(yōu)化利用，同時滿足大氣污染物排放要求，通常采用余熱回收系統(tǒng)來回收煙氣余熱，產(chǎn)生蒸汽或熱水滿足生產(chǎn)和生活的需要。
[0003]現(xiàn)國內(nèi)的余熱回收系統(tǒng)中的換熱器基本以翅片管或熱管式換熱器為主。在回收高含塵、高含硫的中高溫煙氣時，煙氣的露點溫度一般較高，可達200°C以上，尤其是在煙氣中含硫量較高的工況條件下。若采用一般的水管式換熱裝置，很難保證換熱管的壁面溫度始終保持在露點溫度以上。當?shù)蜏毓r或在裝置開、停車階段，仍會在換熱管表面發(fā)生露點腐蝕，一旦發(fā)生泄露，管內(nèi)工作介質(zhì)(水或?qū)嵊?大量向煙道內(nèi)泄露，造成停產(chǎn)和設(shè)備不可逆的損壞。若采用一般水套管熱管換熱管，為保證壁面溫度高于露點溫度，需要提高冷側(cè)水的飽和溫度，即需要大大提高冷側(cè)水的工作壓力，隨著冷側(cè)水壓力的提高，導致設(shè)備在運行過程中存在高溫高壓爆管的危險，而且投資較大，所產(chǎn)水蒸汽參數(shù)未必與廠區(qū)用戶參數(shù)匹配。因此給這類煙氣的回收帶來了很大的難度，該問題日益突出。
[0004]如:鈦白生產(chǎn)過程中，煅燒工序會產(chǎn)生大量的尾部煙氣，其煙氣特點為:煙氣中硫含量較大(0.2%-1%)，含水量很高(15%-35%)，煙氣溫度在250-400°C之間。此類煙氣的露點溫度通常在200-260°C。在回收此類煙氣熱量的過程中，很容易出現(xiàn)腐蝕的情況，給煙氣回收帶來了很大的難題。
[0005]目前該行業(yè)的煙氣余熱回收工藝有三種，如下所述:
1.水管式鍋爐:此結(jié)構(gòu)的鍋爐采用普通的翅片管進行余熱回收，熱側(cè)煙氣走管外，冷側(cè)的介質(zhì)采用水，在換熱管內(nèi)部流動，通過換熱管與煙氣進行換熱。但是為保證受熱面溫度，汽-水側(cè)壓力很高(260°C對應(yīng)的水的飽和壓力為?4.7Mpa)。其次這種結(jié)構(gòu)型式的鍋爐無法保證換熱管外壁面溫度始終高于露點溫度，因此設(shè)備運行不久，就會發(fā)生換熱管遭腐蝕，穿孔等現(xiàn)象，管內(nèi)介質(zhì)向煙道內(nèi)大量泄露，造成停產(chǎn)等重大損失。
[0006]2.水熱管式鍋爐:此結(jié)構(gòu)鍋爐相對上一種鍋爐的優(yōu)勢在于:冷熱側(cè)介質(zhì)完全隔離，不會發(fā)生泄漏的情況。但此類鍋爐的難題在于，為保證壁面溫度高于露點溫度，需要盡可能提高冷側(cè)介質(zhì)(水)的飽和溫度，即提高冷側(cè)套管中水的壓力。當壓力提高，使得熱管處于高溫高壓的狀態(tài)，經(jīng)驗證，大多情況下，熱管會處于爆管的邊緣，大大提高了熱管爆管的危險性，并且降低熱管的使用壽命。如果降低冷側(cè)介質(zhì)(水)的飽和溫度，壁面溫度無法保證高于露點溫度；實踐中，有三套熱管式余熱鍋爐，冷側(cè)工作壓力選取為1.6Mpa (G)，201°C,使用3個月后即全部失去換熱作用。
[0007]3.導熱油翅片管式鍋爐:此類鍋爐相對第一種類型鍋爐是將冷側(cè)介質(zhì)由水變?yōu)閷嵊?。其?yōu)勢是在低溫工況下，熱的導熱油可以換熱管內(nèi)反復(fù)循環(huán)，從而控制壁面溫度在露點溫度之上10-20°C，可有效避免低溫腐蝕情況的發(fā)生。同時，又無需采用很高的壓力，設(shè)備可以在較低的壓力下長時間運行。此類鍋爐雖然可以有效回收煙氣中的熱量，但是仍有發(fā)生泄漏的可能，一旦冷側(cè)導熱油與熱側(cè)煙氣發(fā)生直接接觸，有隨時發(fā)生爆炸的危險，造成人員和財產(chǎn)的損失，存在較大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:
如何避免水熱管爆管或使用不穩(wěn)定的高壓熱管；
如何可以有效控制熱管壁面溫度，防止低溫腐蝕的發(fā)生；
如何有效避免煙氣中灰塵在熱管表面聚集形成堵塞管間通道的現(xiàn)象；
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，具體技術(shù)方案為:
針對以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，可有效解決了設(shè)備在上述情況下長時間運行過程中發(fā)生低溫腐蝕或熱管爆管的問題，避免因煙氣中的灰塵聚集在熱管壁面上，導致熱管堵塞等，有效延長設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)效率。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方法來實現(xiàn)的:一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，包括導熱油套管式熱管換熱器、管式換熱器、導熱油泵、汽包和膨脹槽，膨脹槽設(shè)有兩個進口和一個出口，導熱油套管式熱管換熱器具有的導熱油出口通過導熱油管路與管式換熱器具有的導熱油進口相連，管式換熱器具有的導熱油出口通過導熱油管路與膨脹槽的第一進口相連，膨脹槽的出口通過設(shè)有導熱油泵與導熱油套管式熱管換熱器具有的的導熱油進口相連；
管式換熱器的導熱油進口的前端與膨脹槽的第二進口之間連接有一條導熱油旁路管，在導熱油旁路管及管式換熱器的導熱油進出口處均設(shè)置相應(yīng)的閥門；
汽包具有的冷卻水出口 II通過下降管道與管式換熱器具有的冷卻水進口 I相連，管式換熱器具有的水汽出口 I通過上升管道與汽包具有的水汽進口 II相連，汽包具有的蒸汽出口將產(chǎn)生蒸汽供給用戶；煙氣從所述導熱油套管式熱管換熱器具有的煙氣進口進入，在導熱油套管式熱管換熱器內(nèi)與熱管工質(zhì)發(fā)生逆流換熱后由其具有的煙氣出口排出。
[0010]本技術(shù)方案采用油作為工作介質(zhì)，可以使設(shè)備在熱油工作溫度內(nèi)(200-280°C)能低壓運行，因此避免了水熱管爆管或使用不穩(wěn)定的高壓熱管。
[0011]本發(fā)明科學合理的在管式換熱器和膨脹槽進口之間設(shè)置一旁路，可以通過調(diào)節(jié)旁路上的閥門控制循環(huán)管路中進入管式換熱器中導熱油的流量，從而可避免回到導熱油套管式熱管換熱器的導熱油入口溫度過低，可以有效控制熱管壁面溫度，防止低溫腐蝕的發(fā)生；另外，通過有效控制熱管壁面溫度，防止煙氣低溫結(jié)露，從而有效避免煙氣中灰塵在熱管表面聚集，形成堵塞管間通道的現(xiàn)象，保證設(shè)備可以長期安全穩(wěn)定的運行；一舉兩得。
[0012]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
前述的耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，導熱油套管式熱管換熱器中垂直于水平面方向設(shè)有熱管，熱管上端相應(yīng)位置套設(shè)有套管，且熱管上端局部伸入套管中，套管下端水平方向設(shè)有導熱油進口 I，套管上端水平方向設(shè)有導熱油出口 I，熱管與套管之間設(shè)有密封擋板，密封擋板下方水平方向還設(shè)有煙氣進口和煙氣出口。[0013]前述的耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，導熱油套管式熱管換熱器下端的煙氣進口和煙氣出口還分別設(shè)有測溫探頭。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本技術(shù)方案采用油作為工作介質(zhì)，可以使設(shè)備在熱油工作溫度內(nèi)(200-400°C)能低壓運行，因此避免了水熱管爆管或使用不穩(wěn)定的高壓熱管；采用套管式熱管換熱器冷、熱側(cè)介質(zhì)相互獨立流動，中間有密封擋板封死，即使在熱管發(fā)生泄漏的情況下，也可以避免冷、熱側(cè)介質(zhì)直接接觸；而且在管式換熱器和膨脹槽進口設(shè)置一支路，且支路上設(shè)有閥門，可以通過調(diào)節(jié)支路上的閥門控制循環(huán)管路中進入管式換熱器中導熱油的流量，從而可避免回到導熱油套管式熱管換熱器的導熱油入口溫度過低，可以有效控制熱管壁面溫度，防止低溫腐蝕的發(fā)生。
[0015]本發(fā)明通過有效控制熱管壁面溫度，防止煙氣低溫結(jié)露，從而有效避免煙氣中灰塵在熱管表面聚集，形成堵塞管間通道的現(xiàn)象，保證設(shè)備可以長期安全穩(wěn)定的運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是導熱油套管式熱管換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1-導熱油套管式熱管換熱器，2-管式換熱器，3-導熱油泵，4-汽包，5-膨脹槽，6-下降管道，7-上升管道，8-閥門，101-煙氣進口，102-煙氣出口，103-導熱油進口 I，104-導熱油出口 I，105-熱管，106-套管，107-密封擋板，201-導熱油進口 II，202-導熱油出口 II，203-冷卻水進口 I，204-水汽出口 I，401-冷卻水出口 II，402-水汽進口 II，403-蒸汽出口。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明做進一步的詳細說明:
實施例1
如圖所示，本實施例提供一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，包括導熱油套管式熱管換熱器1、管式換熱器2、導熱油泵3、汽包4和膨脹槽5，導熱油套管式熱管換熱器I下端設(shè)有煙氣進口 101和煙氣出口 102，導熱油套管式熱管換熱器I上端設(shè)有導熱油進口I 103和導熱油出口 I 104，導熱油進口 I 103與導熱油泵3的出口連接，導熱油泵3的進口與膨脹槽5的出口連接。
[0018]管式換熱器2分為熱側(cè)和冷測，管式換熱器2熱側(cè)設(shè)有導熱油進口 II 201和導熱油出口 II 202，管式換熱器2冷側(cè)設(shè)有冷卻水進口 I 203和水汽出口 I 204，導熱油出口I 104分別與膨脹槽5的第一進口和管式換熱器2的導熱油進口 II 201連接，且導熱油出口 I 104與膨脹槽5的第一進口之間形成的支路設(shè)有閥門8，導熱油出口 II 202與膨脹槽5的第二進口連接，管式換熱器2的熱側(cè)和冷測工作介質(zhì)分別為:油和水。
[0019]汽包4設(shè)有冷卻水出口 II 401、水汽進口 II 402和蒸汽出口 403，冷卻水出口 II 401通過下降管道6與冷卻水進口 I 203連接，蒸汽出口 403通過上升管道7與水汽出口 I 204連接，蒸汽出口 403與外部系統(tǒng)連接，導熱油套管式熱管換熱器I下端的煙氣進口 101和煙氣出口 102還分別設(shè)有測溫探頭。[0020]本實施例的工作過程為:高含塵、高含硫的中高溫煙氣通過導熱油套管式熱管換熱器I后，通過熱傳遞的方式把中高溫煙氣熱量傳遞給管式換熱器2中的油，油溫度升高后在通過熱傳遞的方式把熱量傳遞給汽包4中的水，水溫度升高，變成水蒸氣，水蒸氣通過上升管道7流至汽包4中，汽包4中的水蒸氣通過蒸汽出口 403把水蒸氣送至用戶，同時被冷卻的油流入膨脹槽5中，通過導熱油泵3把低溫的油抽至導熱油套管式熱管換熱器I中升溫循環(huán)，通過控制閥門8控制油的流量及油溫，并且汽包4中的水通過下降管道6流至管式換熱器2中繼續(xù)升溫循環(huán)。
[0021]實施例2
本實施例用于鈦白生產(chǎn)過程中，對煅燒工序會產(chǎn)生大量尾部煙氣進行回收利用，本實施例采用與實施例1相同的設(shè)備，且煅燒工序產(chǎn)生大量的尾部煙氣從導熱油套管式熱管換熱器I具有的煙氣進口 101進入，在導熱油套管式熱管換熱器I內(nèi)與熱管工質(zhì)發(fā)生逆流換熱后由其具有的煙氣出口 102排出。
[0022]本實施例的工作過程為:煅燒工序產(chǎn)生大量的尾部煙氣通過導熱油套管式熱管換熱器I后，通過熱傳遞的方式把中高溫煙氣熱量傳遞給管式換熱器2中的油，油溫度升高后在通過熱傳遞的方式把熱量傳遞給汽包4中的水，水溫度升高，變成水蒸氣，水蒸氣通過上升管道7流至汽包4中，汽包4中的水蒸氣通過蒸汽出口 403把水蒸氣送至用戶，同時被冷卻的油流入膨脹槽5中，通過導熱油泵3把低溫的油抽至導熱油套管式熱管換熱器I中升溫循環(huán)，通過控制閥門8控制油的流量及油溫，并且汽包4中的水通過下降管道6流至管式換熱器2中繼續(xù)升溫循環(huán)。
[0023]這樣，實施例采用導熱油套管式熱管換熱器，阻止了冷側(cè)工質(zhì)與熱側(cè)廢氣接觸，避免了冷側(cè)工質(zhì)向煙道中大量泄露的可能，保證了余熱回收裝置不會對主工藝生產(chǎn)造成影響；采用導熱油，在較低壓力下即可保證換熱面溫度維持在露點溫度以上，保證了熱管設(shè)備的使用安全和使用壽命；在低溫工況下，熱的導熱油可以換熱管內(nèi)反復(fù)循環(huán)，從而控制壁面溫度在露點溫度之上10_20°C，可有效避免低溫腐蝕情況的發(fā)生。
[0024]所以本實施例可有效解決了設(shè)備長時間運行過程中發(fā)生低溫腐蝕或熱管爆管的問題，避免因煙氣中的灰塵聚集在熱管壁面上，導致熱管堵塞等，有效延長設(shè)備的使用壽命，安裝方便，維護簡單，提高生產(chǎn)效率。
[0025]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，包括導熱油套管式熱管換熱器(I)、管式換熱器(2)、導熱油泵(3)、汽包(4)和膨脹槽(5)，所述膨脹槽(5)設(shè)有兩個進口和一個出口，其特征在于:所述導熱油套管式熱管換熱器(I)具有的導熱油出口通過導熱油管路與管式換熱器(2)具有的導熱油進口相連，所述管式換熱器(2)具有的導熱油出口通過導熱油管路與所述膨脹槽(5)的第一進口相連，所述膨脹槽(5)的出口通過設(shè)有導熱油泵(3)與所述導熱油套管式熱管換熱器(I)具有的的導熱油進口相連； 所述管式換熱器(2)的導熱油進口的前端與所述膨脹槽(5)的第二進口之間連接有一條導熱油旁路管，在所述導熱油旁路管及所述管式換熱器(2)的導熱油進出口處均設(shè)置相應(yīng)的閥門； 所述汽包(4)具有的冷卻水出口 II (401)通過下降管道(6)與所述管式換熱器(2)具有的冷卻水進口 I (203)相連，所述管式換熱器(2)具有的水汽出口 I (204)通過上升管道(7)與所述汽包(4)具有的水汽進口 II (402)相連，所述汽包(4)具有的蒸汽出口(403)將產(chǎn)生蒸汽供給用戶；煙氣從所述導熱油套管式熱管換熱器(I)具有的煙氣進口( 101)進入，在導熱油套管式熱管換熱器(I)內(nèi)與熱管工質(zhì)發(fā)生逆流換熱后由其具有的煙氣出口(102)排出。
2.如權(quán)利要求1所述的耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，其特征在于:所述導熱油套管式熱管換熱器(I)中垂直于水平面方向設(shè)有熱管(105)，所述熱管(105)上端相應(yīng)位置套設(shè)有套管(106)，且熱管(105)上端局部伸入套管(106)中，所述套管(106)下端水平方向設(shè)有導熱油進口 I (103)，所述套管(106)上端水平方向設(shè)有導熱油出口 I (104)，所述熱管(105)與套管(106)之間設(shè)有密封擋板(107)，所述密封擋板(107)下方水平方向還設(shè)有煙氣進口(101)和煙氣出口(102)。
3.如權(quán)利要求1所述的耐用防露堵組合式煙氣余熱利用裝置，其特征在于:所述導熱油套管式熱管換熱器(I)下端的煙氣進口(101)和煙氣出口(102)還分別設(shè)有測溫探頭。
【文檔編號】F22B1/18GK103791477SQ201410064186
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】李來所, 朱瑞賀, 江厚月, 梁正華, 周杰, 劉宇浩 申請人:江蘇智道工程技術(shù)有限公司