[发明专利]一种仿形烟气流道结构的烟气冷凝换热器

说明书

本发明公开了一种仿形烟气流道结构的烟气冷凝换热器，由烟气冷凝单元、锥形分气盘、仿形外壳和除雾器组成；多个圆弧单元组成环形烟气冷凝单元；烟气在锥形分气盘和仿形外壳的共同引导下均匀分配至每个烟气冷凝单元的进口面，冷凝水收集在锥形分气盘中；烟气冷凝单元可采用激光焊螺旋翅片管，削弱冷凝水缝隙腐蚀并扩展换热面，显著降低换热器重量；本发明取消横断脱硫塔截面托盘的传统设计，配合外置或内置的烟气再热器即可实现烟气消白；换热器形状与原烟道形状相仿，替换部分原烟道即可安装烟气冷凝换热器，解决了冷凝再热系统占地空间大、安装空间紧张的难题，实现低成本、低阻力高效紧凑烟气冷凝消白的重大需求。

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体涉及一种仿形烟气流道结构的烟气冷凝换热器。

背景技术

近年来，雾霾问题持续存在，虽然燃煤机组大多已完成超低排放改造(NOx<50mg/Nm³，SO₂<35mg/Nm³，PM10<5mg/Nm³)，燃气锅炉大多也已完成低氮改造(NOx<80mg/Nm³)。但每年从秋季开始，全国范围内仍出现大面积的雾霾天气，尽管主要大气污染物排放量与2013年峰值相比已出现了明显的下降。雾霾的生成，需要高湿的环境条件，化石能源的大量使用将会生成大量的水蒸气，显著提高空气湿度，为雾霾的滋生提供基础条件。因此进一步减少雾霾天气，需要减湿，通过烟气冷凝除去燃煤、燃气、燃油机组排烟中30％以上的水蒸气，降低空气湿度。

2016年之后，我国天津、河北、上海等地陆续出台了以减湿作为主要控制指标的烟气消白政策，但烟气消白政策在推行过程中遇到了极大的阻力。烟气冷凝换热器投资成本大，运行费用高，给工业企业带来极大的经济压力；特别是，我国燃煤锅炉机组多数已完成了脱硫脱硝改造、湿电改造等诸多改造，现场空间极为紧凑，烟气冷凝换热器安装空间不足。当烟气冷凝器布置在脱硫塔顶部时，产生的冷凝水必须收集起来，否则会落到脱硫塔浆池中破坏脱硫塔水平衡，为达此目的，已有发明都是采用设置横断烟气流道整个截面的内置托盘以确保烟气流过后冷凝水收集于托盘排出，但目前的收集冷凝水的内置托盘装置烟气阻力极高，多在300Pa以上，造成引风机电耗大幅度增加。进入2019年后，多地的烟气消白政策陷入了停滞，市场上亟待一种投资低、运行费用低、占地空间小的烟气冷凝换热器。

目前的烟气冷凝换热器专利多侧重于烟气消白系统设计，引入溴化锂热泵或冷却塔循环水作为烟气冷凝换热器的冷源，将烟气冷凝换热器多级布置等等。市场上的烟气冷凝换热器以光管和高频焊螺旋翅片管为主。光管冷凝换热器没有扩展受热面，只能采用小管径管来提高单位体积内的换热面积，管板焊接工作量巨大，且换热器体积大、烟风阻力高，换热器投资和运行费用均较高；高频焊螺旋翅片管烟气冷凝换热器，受到高频焊工艺的制约，翅距难以小于7mm，翅高一般低于管子直径的30％，管子翅化比较低，且高频焊的翅片与基管熔合较差，翅片与基管之间的缝隙在冷凝液环境中易引发缝隙腐蚀，导致翅片脱落，换热器换热能力大幅度衰减。亟待一种新工艺翅片管，既可以抵抗脱硫烟气冷凝液的腐蚀，又有着较高的翅化比，显著减小换热器体积，降低换热器重量和烟风阻力。

发明内容

为了实现锅炉排烟中水蒸气的深度冷凝，降低空气湿度，缓解雾霾问题，本发明的目的在于提供一种仿形烟气流道结构的烟气冷凝换热器，本发明解决了烟气冷凝换热器占地面积大的难题，通过仿形设计，使烟气冷凝换热器与原烟道实现紧凑低阻力连接，解决了冷凝再热系统占地空间大、安装空间紧张的难题，实现低成本、低阻力高效紧凑烟气冷凝消白的重大需求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：