[发明专利]一种与静电除尘器一体化的新型管屏式水管换热器

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉烟气余热利用技术领域，具体涉及一种与静电除尘器一体化的新型管屏式水管换热器。

背景技术

煤炭是我国最主要的一次能源，燃煤发电在我国电力生产中占最主要的地位，所以，提高燃煤机组的发电效率、降低煤炭能源消耗，对我国的节能减排具有重要意义。烟气余热损失是燃煤锅炉热损失中最主要的一项，占大中型锅炉输入热量的4～8%，占锅炉总热损失的80%左右。通常情况下，燃煤锅炉的排烟温度每升高12℃，其排烟热损失增加约1%。

现在，静电除尘技术已经广泛应用于燃煤锅炉的烟尘治理行业。然而，静电除尘器进口的烟气温度通常较高，导致进入高压静电收尘电场中烟气的粉尘比电阻增大，降低了静电除尘效率，使现有静电除尘器无法满足逐渐提高的环保要求（20～30mg/m³），很难达到国家新的烟气排放标准。

可见，燃煤锅炉排烟温度偏高，不仅造成烟气余热的巨大浪费，而且降低了电除尘器的除尘效率，使其不能达到理想的除尘效果，最后导致排放烟气的含尘量很难达到国家标准要求。所以，降低燃煤锅炉的排烟温度，对烟气的余热进行利用，既可以提高燃煤电厂效率，也可以提升电除尘器的除尘效率，从而达到节能、环保的双重效益。

现有的烟气余热利用技术，其换热器均布置在除尘器前或除尘器后的水平或垂直烟道内，但是，有些情况下，受空间所限，烟道布置极其紧凑，在空气预热器和除尘器入口的喇叭口之间缺少烟道直段布置余热回收装置；有时虽然设计有烟道直段，但是，由于烟道直段上方布置了脱硝反应器，余热回收装置受到极大限制，尤其不利于现有电厂的改造，有鉴于此，我们提出了一种与静电除尘器一体化的新型管屏式水管换热器。

现有的烟气余热利用技术，绝大多数采用水管式换热器，其换热器均为蛇形管束结构，通过数量巨大的180度弯头连接而成，不仅换热器结构复杂，而且大量的180度占据庞大的空间。现有的烟气余热利用技术中，也有采用热管式换热器的，但是和水管换热器相比，热管换热器蒸发吸热段金属耗量相当，但是增加了冷凝放热段，致使结构复杂，体积庞大，成本较高，而且，热管换热器的换热管内的工作液体一旦充填完成，其金属壁温就不再变化，无法根据锅炉燃烧煤种的变化而调节，很难适应国内燃煤电厂煤种多变，导致烟气酸露点经常变化的特殊情况。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种与静电除尘器一体化的新型管屏式水管换热器，该换热器不占用静电除尘器入口前的其他有效空间，结构紧凑，可实现模块化生产、拼装，现场安装、拆卸极为方便，不仅能合理利用烟气余热，降低烟尘比电阻和烟气体积及烟气流速，从而在节能的同时，提高静电除尘器的除尘效率。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种与静电除尘器一体化的新型管屏式水管换热器，所述管屏式水管换热器由多个管屏组成，每个管屏由两端的换热器集箱4和连通两端换热器集箱4的多排换热管束5组成，相邻管屏两端的换热器集箱4管端之间通过大直径弯头6连接形成相邻管屏的工质连通，所述每个管屏的换热管束5布置于除尘器喇叭形入口的中段2内的烟道结构中。

所述多个管屏水平或垂直布置在静电除尘器喇叭形入口的中段3内的烟道结构中，和每个管屏相对应的方形或矩形烟道隔板直接焊接在每排管屏的换热管束5上并和管屏整装出厂，现场拼装、焊接时，后面管屏的方形烟道隔板紧贴前面烟道隔板的外侧，部分重叠后以整圈焊接。

所述换热管束5采用H型翅片管、螺旋形翅片管或针形翅片管扩展受热面，所述的扩展受热面的翅片间距沿烟气流动方向从前向后依次递减。所述每个管屏上的换热管束5为1～4排，每个管屏上的换热管束5采用相同直径、相同长度的直管。

所述管屏上的换热管束5沿烟气流动方向从前向后采用不同直径但相同长度的直管，其管径从前向后依次增加。

所述管屏式水管换热器相邻管屏的换热器集箱4管径沿烟气流动方向从前向后随着换热管束5管径的依次增大而逐渐增大，后面管屏的大直径换热器集箱4需经缩颈工艺之后再通过大直径弯头6和前面管屏的换热器集箱4端部实现等径连接。

所述换热器沿烟气流动方向的尾部布置有导流装置9，所述导流装置9包括一排水平布置的光管9-1，在光管9-1的前端即迎风面上沿每个光管9-1的轴向上焊接有上下导流方向导流板9-2，在光管9-1的后端即背风面焊接有竖直方向的多个左右导流方向导流板9-3。在所述换热器的尾部布置有导流装置，该导流装置具有良好的导流作用，使换热器出口的气流具有良好的扩散性，气流扩散方向与换热器后的喇叭口后段的扩展方向相同。