[发明专利]一种分段式烟气换热装置

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器，具体地，本发明涉及一种主要适用于利用烟气温度来加热所需能源介质的热交换器。与传统的热交换器相比较，本发明的新型烟气换热装置具有维护成本低、运行稳定性强、延长设备使用寿命的特点，有效的解决了低温腐蚀对换热器带来的危害。

技术背景

我们所熟知的动力燃料包括煤、高炉煤气、焦炉煤气、重油、轻油、天然气等。通过对这些燃料的燃烧来获取相应的热量。这些燃料燃烧后都会产生大量的烟气。而这些烟气的温度在化工工艺中经常被加以利用，所需介质通过热交换器来吸收烟气的余热，一方面能够提高所需介质的温度，另一方面能够提升热效率。

上述动力燃料的成分中包含硫，燃烧生成SO₂(S+O₂→SO₂)，之后进一步氧化生成SO₃(2SO₂+O₂→2SO₃)，SO₃与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽(SO₃+H₂O＝H₂SO₄)。当待换热介质进口温度较低，使得管壁温度低于硫酸蒸汽露点时，就会导致硫酸蒸汽析出凝结在受热面管道上造成硫酸腐蚀，称之为低温腐蚀。

迄今为止，工业上的烟气换热器多采用管式换热器，在管式换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；另一种(烟气)在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。在管式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。

由于内部管束温度不同，管式烟气换热器低温段常受到低温腐蚀的困扰，低温腐蚀造成管束腐蚀破损。另一方面，现有技术中的换热器多为一体式，修复难度大，受结构限制，无法对腐蚀破损管束进行局部更换，想要恢复换热器功效只能采取整体更换的方式。由此导致现有烟气换热器易出现低温腐蚀现象，且由于现有烟气换热器的结构限制，其修复难度大、工期长、耗费大。

发明内容

针对所述现有烟气换热器易出现低温腐蚀现象，且由于结构限制修复难度大、工期长、耗费答等问题，本发明目的在于：提供一种可很好的解决低温腐蚀，且更易维护和修复的烟气换热器。

本发明的一种分段式烟气换热装置技术方案如下：

一种分段式烟气换热装置，包括换热器低温段与高温段，其特征在于：

所述换热器低温段与高温段分离，所述换热器低温段与高温段中间通过一个密闭的空腔相连接。

根据本发明所述一种分段式烟气换热装置，其特征在于：待加热介质首先在换热器低温段进行加热之后，进入换热器的空腔室内，然后，再进入到换热器的高温段进行加热。

由此，可确保腔室后的管束壁温高于烟气中酸的露点。

根据本发明所述一种分段式烟气换热装置，其特征在于：

所述低温段管束采用分段连接，可以进行局部更换。

根据本发明所述一种分段式烟气换热装置，其特征在于：

所述空腔室开设有检修人孔门。

由此，可方便人员进入内部维护。

根据本发明所述一种分段式烟气换热装置，其特征在于：所述低温段长度计算方法如下，

烟气中SOx与水结合的露点温度在80℃左右，因此计算出换热器入口温度至达到酸露点温度的距离即可确定低温段长度，

F＝Q/(K*B*△tpj) (1)

式中F—低温段换热面积，m²；

Q—换热量,W；

B—污垢系数；

K—换热器传热系数，W/(m²·K)

△tpj—对数平均温度差，℃

式中△ta，△tb—热媒入口及出口处的最小温度差值，℃

得到低温段总换热面积F后即可求出低温段长度l

l＝F/(2πr*n) (3)

式中r＝单根受热面管半径，m

n＝受热面管数量

由于计算中一些偏差值，在确认低温段长度时乘以保证系数t＝1.25，确保其准确性，

L＝1.25l。