[发明专利]一种用于测试烟气余热换热器积灰特性的装置及方法

说明书

一种用于测试烟气余热换热器积灰特性的装置及方法，其包括测试段换热器和分别与测试段换热器相连的烟气循环回路、水循环回路和测试系统。烟气循环回路中测试段换热器气侧高温含尘烟气引自锅炉，流经换热器后送回锅炉内部；水循环回路中换热器水侧供水直接来自锅炉供水；测试系统通过随时监测和计算测试段换热器的换热系数随时间的下降趋势和下降量，计算换热器的污垢热阻，进而来评价换热管的积灰特性。本发明可在不影响锅炉运行的情况下随意更换测试管件的管型及布置方式，测试段可实现可视化，方便监测测试段的积灰情况。本发明克服了以往需要测量积灰重量而带来的人为误差，以及测试装置安装在锅炉内部，拆装、更换换热管不便等的缺陷。

技术领域

本发明属于工业余热回收领域，具体涉及一种用于测试烟气余热换热器积灰特性的装置及方法。

背景技术

我国是能源消耗大国，在能源消耗比例中工业耗能占到最大的份额，约占总能耗的70％以上，其中至少有50％转化为载体不同、温度不同的工业余热，大部分可回收利用。随着全世界对能源问题及节能减排的持续关注，换热器被广泛应用于工业过程中进行烟气余热回收利用。烟气与换热设备工质之间进行对流换热，其换热性能对设备整体的运行效果以及余热利用的效率有着重要影响。由于烟气余热回收场合的限制，烟气换热器通常工作于高含尘的环境中，相对于较为洁净的气体，余热烟气中烟尘颗粒的存在增加了问题的复杂性。烟气中烟尘颗粒易在换热器表面发生沉积，进而削弱换热器的传热性能，增大换热器的流动阻力，从而降低了设备及系统的运行效率，带来严重的经济损失。因此，如何测试换热器或换热管的积灰性能，进而优选或设计出能有效抗积灰的烟气换热器，已成为了工业余热回收利用领域亟待解决的重大问题。

目前普遍存在的测试烟气余热回收用换热器或换热管积灰特性的装置主要有实验室冷态测试装置和安装于锅炉内部的测试装置等。对于实验室冷态测试装置，首先冷态的气体载体与实际换热器所处的高温烟气环境相差较大，此外实验室测试中的灰尘颗粒通常为人为控制进料，包括测量时的积灰重量称重，均带来了较大的人为误差。对于安装于锅炉内部的测试装置，其测试装置通常安装于锅炉内部，拆装和更换换热器或换热管通常要配合锅炉的启停，对实际锅炉的运行造成不良影响，同时也带来了测试的不便性。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于测试烟气余热换热器积灰特性的装置及方法，其在测试结束后不需要拆卸换热管进行积灰量称重，而是通过随时监测和计算换热器的换热系数随时间的下降趋势和下降量，计算换热器的污垢热阻，进而来评价换热管的积灰特性，从而克服了以往需要测量积灰重量而带来的人为误差，以及测试装置安装在锅炉内部，拆装、更换换热管不便等的缺陷。

为达到上述目的，本发明的装置包括测试段换热器和分别与测试段换热器相连的烟气循环回路、水循环回路和测试系统；

所述的烟气循环回路包括安装于锅炉除尘器前侧侧壁面的带有烟气进口阀门和烟气出口阀门的烟气进口与烟气出口，所述的烟气进口通过烟气进口段管道与测试段换热器的进口相连通，测试段换热器的出口经烟气出口段管道与烟气出口相连，且在烟气出口段管道上还安装有引风机；

所述的水循环回路包括分别与测试段换热器的进水口、出水口相连通的暖气供水管和暖气回水管，在靠近暖气供水管和暖气回水管的管路上分别安装有截止阀，在靠近测试段换热器的进水口和出水口的管路上分别安装球阀，在测试段换热器的出水口与暖气回水管之间安装有流量计；

所述的测试系统包括安装于烟气进口段管道的与数据采集仪相连的风速探测仪和烟气分析仪，安装于测试段换热器的进口、出口、进水口和出水口的与数据采集仪相连的温度传感器，所述数据采集仪与中央处理器相连。

所述的烟气进口段管道包括烟气进口段以及与其相连的进口延长段，烟气进口段的前端与烟气进口相连，进口延长段的后端与测试段换热器的进口相连，且在烟气进口段与进口延长段之间的管道上安装有整流栅。