本實用新型涉及一種用于尿素熱解的扭曲橢圓管空氣換熱器系統(tǒng)。

背景技術：

尿素作為SCR脫硝的常用還原劑，主要工藝有熱解制氨和水解制氨工藝，相比較而言，熱解制氨工藝由于系統(tǒng)簡單、投資成本低、運行穩(wěn)定、響應速度快、維護量小，越來越多地被電廠采用。目前工程上較為常規(guī)的尿素熱解法是采用鍋爐的冷(熱)一次風作為熱解風源。但即使采用熱一次風(300℃左右)，也達不到尿素完全熱解的溫度(600℃左右)要求，因此仍需對熱一次風進行第二次再熱。其常規(guī)的手段主要有兩種：一是通過電加熱器進行加熱，二是通過燃油進行加熱。電加熱器因為系統(tǒng)較為簡單而應用得較多。采用電加熱器和燃油方式都具有能耗過大、運行成本高的缺點。

為解決上述問題，已有一種將空氣引入爐膛內(nèi)，用煙氣通過受熱面來加熱二次風的技術方案。該方案中受熱面采用光管蛇形管，管內(nèi)介質(zhì)為熱二次風，管外煙氣縱向沖刷換熱管，經(jīng)過熱力計算后，設計合理的布置方式和換熱面積，將熱二次風加熱到600℃以上。

光管方案已有運行成功的案例，但也存在一定缺點：由于常壓的熱二次風換熱能力有限，在800℃以上的煙溫下，管壁溫度在600℃以上，所以受熱面必須采用奧氏體不銹鋼，導致空氣換熱器成本較高，此外，光管形式的換熱器，通常需要采用較大的管間距，其換熱器體積較大，在爐膛空間不夠的情況下有一定的布置難度。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供了一種換熱系數(shù)更高的用于尿素熱解的扭曲橢圓管空氣換熱器系統(tǒng)，解決了光管形式換熱器換熱面積和換熱器體積較大，在爐膛空間不夠的情況下布置較大管間距有難度的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是提供了一種用于尿素熱解的扭曲橢圓管空氣換熱器系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫空氣換熱器，高溫空氣換熱器通過管道與尿素熱解爐連接，高溫空氣換熱器的受熱面管由扭曲橢圓管組 成。

優(yōu)選地，所述的高溫空氣換熱器的進口端與旁路的一端連接，旁路的另一端與高溫空氣換熱器的出口端連接，旁路上設有氣體流量調(diào)節(jié)閥。

優(yōu)選地，所述的高溫空氣換熱器的出口端與尿素熱解爐的進口端之間的管道上還設有電加熱器。

優(yōu)選地，多根所述的扭曲橢圓管之間的管間距與扭曲橢圓管長軸的長度相等，相鄰的扭曲橢圓管長軸部位通過周期性接觸點相互支撐，扭曲橢圓管短軸部位相對應形成間隙。

優(yōu)選地，所述的扭曲橢圓管上位于懸吊點處設置成可設置懸吊裝置的圓管。

本實用新型的空氣混合器使進入尿素熱解爐的高溫空氣溫度均勻，通過增加旁路避免高溫空氣換熱器出口過高的空氣溫度對系統(tǒng)材料的影響，電加熱器可以使得低負荷工況下也能滿足尿素熱解的最低溫度需要，高溫空氣換熱器的受熱面管采用多根麻花狀的扭曲橢圓管組成。

由于扭曲橢圓管的特殊形狀，將管間距設置成與橢圓管長軸的長度相等，相鄰的螺旋扁管長軸部位通過周期性接觸點相互支撐，短軸部位相對應形成間隙?？梢孕纬芍芷谛缘狞c接觸，相互支撐，因此可以在保證煙氣流通面積的前提下減小管間距，增大煙氣流速，同時螺旋形的截面積可以同時增加管內(nèi)和管外的流體擾動，相比目前廣泛采用的光管受熱面，在同等阻力條件下可增加30％以上的總換熱系數(shù)，減少昂貴的奧氏體不銹鋼耗量，另外，由于管間距可以取得較小，換熱器的體積也大大減小，在爐膛空間不夠的情況下更加容易布置。

附圖說明

圖1為一種用于尿素熱解的扭曲橢圓管空氣換熱器系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖2為高溫空氣換熱器的受熱面管的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本實用新型為一種用于尿素熱解的扭曲橢圓管空氣換熱器系統(tǒng)，如圖1所示，其結(jié)構為：從空預器冷一次風管道引接冷空氣至鍋爐高煙溫區(qū)域(600℃-900℃)內(nèi)，在高溫空氣換熱器1內(nèi)經(jīng)高溫煙氣加熱至600℃后，再從高溫空氣換熱器1引出送入尿素熱解爐3中加熱和分解霧化后的尿素溶液。為了使進入尿素 熱解爐3的高溫空氣溫度均勻，在高溫空氣換熱器1的出口端與尿素熱解爐3的進口端間的熱空氣管道上設有空氣混合器2。

高溫空氣換熱器1的兩端并聯(lián)有旁路，即高溫空氣換熱器1的進口端與旁路的一端連接，旁路的另一端與高溫空氣換熱器1的出口端連接。當機組滿負荷運行時，如煙溫過高，為了避免高溫空氣換熱器1出口過高的空氣溫度對系統(tǒng)材料的影響，可以通過旁路將入口的冷空氣引出一部分至高溫空氣換熱器1出口的高溫空氣中將溫度降低至需要的溫度，冷空氣流量由旁路上的氣體流量調(diào)節(jié)閥4控制。

為了確保在低負荷工況下也能滿足尿素熱解的最低溫度需要，在高溫空氣換熱器1的出口端與尿素熱解爐3的進口端間的熱空氣管道上還可以設置電加熱器5作為備用熱源。當機組低負荷運行時，如煙溫過低，高溫空氣換熱器1的出口溫度不能滿足尿素熱解溫度要求時，可啟動管道上的電加熱器5進一步提高溫度。

高溫空氣換熱器1的受熱面管采用如圖2所示的多根扭曲橢圓管6組成。每個扭曲橢圓管6的截面為橢圓形或長圓形的直管沿軸向扭曲成麻花狀。該扭曲橢圓管6在并排布置時將管間距設置與扭曲橢圓管6長軸的長度相等，相鄰的扭曲橢圓管6長軸部位通過周期性接觸點7相互支撐，扭曲橢圓管6短軸部位相對應形成間隙?？尚纬芍芷谛缘慕佑|點，形成自支撐結(jié)構。將扭曲橢圓管6在位于懸吊點8處設置成圓管，在圓管處可設置懸吊裝置。