CN209726246U - 一种防结垢组合式烟气加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种防结垢组合式烟气加热器，属于燃煤电厂烟气加热领域。所述防结垢组合式烟气加热器包括安装架、板式换热器和管式换热器，板式换热器和管式换热器均设置在安装架上，且管式换热器沿烟气流动方向布置在板式换热器的前方；板式换热器上设置有第一热媒介进口和第一热媒介出口；管式换热器上设置有第二热媒介进口和第二热媒介出口。本实用新型将传统管壳式换热器和传统板式换热器的优势结合起来，在板式换热器前方布置管式换热器，利用管式换热器将可溶性盐、石灰石浆液和石膏颗粒等受热析出形成垢类，以形成干净烟气；同时，利用板式换热器的高效换热性能加热烟气，可有效减少换热面积，降低改造和运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃煤电厂烟气加热领域，尤其涉及一种防结垢组合式烟气加热器。
背景技术
目前我国燃煤电厂脱硫设施90％以上机组均采用石灰石一石膏湿法脱硫工艺，为满足超低排放限值要求，大部分脱硫装置未设置烟气－烟气再热器(GGH)。脱硫后的饱和湿烟气直接从烟囱排入大气，易对进烟道和烟囱形成腐蚀，并且饱和湿烟气与温度较低的环境空气混合降温，水蒸汽过饱和凝结，对光线产生折射、散射，使烟羽呈现出白色或者灰色的“湿烟羽”，不利于污染物的扩散，且影响环境美观。
现有技术下设置GGH设备的脱硫装置多采用传统金属管壳式换热器或板式换热器。金属管壳式换热器具有不易堵灰、不易结垢、耐磨损腐蚀等性能，但是其换热系数低，造成换热面积大，设备重量大，工程改造量大，换热器阻力大，造价成本及运行费用高，且对引风机压头裕量要求高。
传统宽通道板式换热器加热烟气时换热系数高，设备结构紧凑，但烟气中的可溶性盐、石灰石浆液和石膏颗粒等受热析出，粘结在受热面上，难以清理，造成结垢堵塞，影响设备的安装运行。
发明内容
基于以上所述，本实用新型的目的在于提出一种防结垢组合式烟气加热器，以解决在对烟气加热时传统管式换热器换热效率低和传统板式换热器易结垢、难清理的技术问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
提供一种防结垢组合式烟气加热器，包括安装架、板式换热器和管式换热器，所述板式换热器和所述管式换热器均设置在所述安装架上，且所述管式换热器沿烟气流动方向布置在所述板式换热器的前方；所述板式换热器上设置有第一热媒介进口和第一热媒介出口；所述管式换热器上设置有第二热媒介进口和第二热媒介出口。
作为优选，所述板式换热器内设置有多对换热板对。
作为优选，所述板式换热器采用模块化设计，每个换热模块内所述换热板对数量为10～80对。
作为优选，多片所述换热板等间距间隔布置形成多个平行换热通道，所述换热通道的方向平行于所述烟气流动方向。
作为优选，所述管式换热器包括第一封头、第二封头和多排换热管；多排所述换热管焊接在所述第一封头和所述第二封头中间；
作为优选，所述换热管的外径为28～38mm。
作为优选，所述换热管等间距布置。
作为优选，相邻两根所述换热管之间的间距为80～120mm。
作为优选，所述换热管不等间距错列布置。
作为优选，所述换热管为直管或蛇形管。
本实用新型可实现的有益效果为：
本实用新型将传统金属管壳式换热器和传统宽通道板式换热器的优势结合起来，在板式换热器烟气入口布置换热管，利用换热管吸附可溶性盐、石灰石浆液和石膏颗粒等受热析出形成的垢类，以形成干净烟气。垢类粘结在管式换热器换热管上，当结垢达到一定厚度时，由于换热管的表面张力和变负荷时的热胀冷缩，所结垢类会自然脱落，可实现自动清洁。同时，由于阻垢在换热管上析出，避免了板式换热器的结垢及堵塞，从而避免了对板式受热面造成损伤。利用板式换热器的高效换热性能加热烟气，可有效减少换热面积，降低改造和运行成本。
附图说明
图1是依据本实用新型的防结垢组合式换热器的主视图；
图2是依据本实用新型的防结垢组合式换热器的左视图；
图3是图2中Ⅰ处的放大图；
图4是图2中Ⅱ处的放大图；
图5是依据本实用新型的防结垢组合式换热器的俯视图。
图中：1、烟气通道；2、安装架；3、板式换热器；31、第一热媒介进口；32、换热板；33、第一热媒介出口；4、管式换热器；41、第二热媒介进口；42、第一封头；43、换热管；44、第二封头；45、第二热媒介出口；5、烟气。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型实施例，而非对本实用新型实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型实施例相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本实用新型提供一种防结垢组合式加热器，包括安装架2、板式换热器3和管式换热器4，板式换热3和管式换热器4均设置在安装架2上，管式换热器4沿烟气5流动方向布置在板式换热器3的前方。所述防结垢组合式换热器通过将安装架2与烟气通道1侧壁固定而设置在烟气通道1中，其中安装架2与烟气通道1侧壁通过螺栓或者卡槽连接。安装架2配置为上下两侧集箱式的结构，板式换热器3布置在上侧集箱中，管式换热器4布置在下侧集箱中。烟气5先后流经管式换热器3和板式换热器2，被析出杂质和经过两次加热后排入大气。
结合图2及图5可以更具体地展示本实用新型实施例的结构。板式换热器3上设置有第一热媒介进口31和第一热媒介出口33，热媒介可选地为高温气体或高温液体。在火力发电领域，优选地热媒介为脱硫前高温原烟气或蒸汽，脱硫前高温原烟气或蒸汽从第一热媒介进口31导入板式换热器3，经换热后温度降低从第一热媒介出口32排出。板式换热器3内设置有多对换热板32对，可选地，换热板32为不锈钢板片、钛及钛钯合金板片、哈氏合金板片、丁腈橡胶板片、钼板片或者石墨板片。不锈钢板片具有强度高、传热能力强及成本低的优点，常用于腐蚀性较低的液液之间、液气之间或者气气之间的热传递，因此优选地本实施例中换热板32为不锈钢板片。并且进一步优选地，在不锈钢板片上压制有波纹，波纹可以使流体产生湍流，进一步增大传热系数。换热板32对的数量为10～80对，多对换热板32等间距间隔布置，形成一组平行的换热通道，其中每个换热通道均平行于烟气5流动方向。当然在其他实施例中，多对换热板32也可不等间距间隔布置。
管式换热器4上设置有第二热媒介进口41、第二热媒介出口45、第一封头42、第二封头44和多排换热管43，第一封头42、多排换热管43和第二封头44通过焊接依次连接在一起。其中第二热媒介进口41同样可选地连通高温气体或高温液体，优选地第二热媒介进口41连通脱硫前高温原烟气或蒸汽，脱硫前高温原烟气或蒸汽经换热温度降低后，从第二热媒介出口45排出。第一封头42用于将从第二热媒介进口41导入的高温气体分流到各换热管43中，第二封头44用于将换热管43流出的气体汇流，然后经第二热媒介出口45排出。
在管式换热器4中，换热管43的排数不少于2排，多排换热管43焊接在第一封头42和第二封头44中间。由于当换热管43外径过小时，换热效率低，而换热管43外径过大时，成本较高，因此在本实施例中，换热管43的外径优选为28～38mm，并且为保证换热效果和避免堵塞，多根换热管43等间距布置，且相邻两根换热管43之间的间距设置为80～120mm，换热管43的形状为直管或蛇形管。当然在其他实施例中，多根换热管43也可不等间距错列布置。管式换热器4焊接工艺成熟，设备可长期稳定可靠运行。并且换热管43管束可辅助换热，提高板式换热器3烟气入口的扰流度，增强换热效率。
下面结合图2和图3对本实施例的防结垢组合式加热器的换热原理进行阐述，烟气5在烟气通道1中首先流经管式换热器4的多排换热管43，同时换热管43中通入高温热媒介，高温热媒介的温度在100℃以上，温度较低的烟气5从相邻换热管43的间隙流过，通过换热管43管壁与热媒介进行热交换，实现初步加热。初步加热后烟气5一般可从50℃升高到80℃左右。随着烟气5温度升高，湿度减小，烟气5中的可溶性盐、石灰石浆液和石膏颗粒等受热析出，粘结在换热管43管壁上，当结垢达到一定厚度时，由于换热管43管壁的表面张力和变负荷时的热胀冷缩，所结垢类自然脱落，实现自动清洁。
烟气5经初步加热和析出阻垢后，继续向前流至板式换热器3。由于换热器3中的换热板32为宽通道并联式布置，烟气5被导入两两间隔的换热通道，如第一通道、第三通道、第五通道、、、，或第二通道、第四通道、第六通道、、、，相应地，从第一热媒介进口31导入的高温热媒介进入与烟气5通道相邻的通道，如第二通道、第四通道、第六通道、、、，或第一通道、第三通道、第五通道、、、，烟气5与高温热媒介通过换热板32进行热交换，被进一步加热，二次加热后烟气5的温度可升高到95℃以上。经过两次加热及析出阻垢后，烟气5中的污染物含量明显减少且温度明显提高，再被排入空气后可大大减小对空气的污染，并且可显著减少“湿烟羽”现象的出现。
根据工况环境和布置空间，本实施例的防结垢组合式加热器可采用立式布置或卧式布置。
防结垢组合式加热器卧式布置时，当热媒介为蒸汽时，换热管43为直管，安装坡度为2‰～10‰，以利于疏水，当热媒介为液态时，换热管43为蛇形管，以提高换热效率和节约热媒介用量。
防结垢组合式加热器立式布置时，当热媒介为蒸汽时，换热管43为直管，当热媒介为液态时，换热管43为蛇形管，以提高换热效率和节约热媒介用量。
本实用新型将传统金属管壳式换热器和传统宽通道板式换热器的优势结合起来，在板式换热器3烟气入口布置管式换热器4，利用换热管43吸附可溶性盐、石灰石浆液和石膏颗粒等受热析出形成的垢类，同时，利用板式换热器3的高效换热性能加热烟气，可有效减少换热面积，降低改造和运行成本。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种防结垢组合式烟气加热器，包括安装架(2)，其特征在于，还包括板式换热器(3)和管式换热器(4)，所述板式换热器(3)和所述管式换热器(4)均设置在所述安装架(2)上，且所述管式换热器(4)沿烟气(5)流动方向布置在所述板式换热器(3)的前方；所述板式换热器(3)上设置有第一热媒介进口(31)和第一热媒介出口(33)；所述管式换热器(4)上设置有第二热媒介进口(41)和第二热媒介出口(45)。
2.根据权利要求1所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述板式换热器(3)内设置有多对换热板(32)对。
3.根据权利要求2所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述板式换热器(3)采用模块化设计，每个换热模块内所述换热板(32)对数量为10～80对。
4.根据权利要求2所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，多片所述换热板(32)等间距间隔布置形成多个平行换热通道，所述换热通道的方向平行于所述烟气(5)流动方向。
5.根据权利要求1所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述管式换热器(4)包括第一封头(42)、第二封头(44)和多排换热管(43)；多排所述换热管(43)焊接在所述第一封头(42)和所述第二封头(44)之间。
6.根据权利要求5所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述换热管(43)的外径为28～38mm。
7.根据权利要求5所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述换热管(43)等间距布置。
8.根据权利要求7所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，相邻两根所述换热管(43)之间的间距为80～120mm。
9.根据权利要求5所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述换热管(43)不等间距错列布置。
10.根据权利要求5所述的防结垢组合式烟气加热器，其特征在于，所述换热管(43)为直管或蛇形管。
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