专利名称：分离式烟气再热器及其换热方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电厂烟气脱硫或类似领域中回收余热的换热器，较常规的烟气再热器具有无烟气泄露、布置灵活、对主机负荷变化适应力强且能耗较低的特点。
背景技术：
在目前公知的该领域中，常见的烟气再热器(GGH)有两种回转式GGH和水媒式GGH。前者的缺点包括一、由于自身结构原因存在原烟气向净烟气的泄露问题，会污染脱硫后的净烟气，降低脱硫效率；二、回转式GGH属于整体式换热器，烟道进出的位置相对换热器固定，无法灵活布置；三、在主机负荷降低时无法保证要求的净烟气出口温度；四、各类动设备的存在使得能耗很高。后者分为原烟气侧和净烟气侧，利用往复循环的高压水达到热交换的目的，在低负荷时还可以辅以蒸汽加热。因此，后者可以克服回转式GGH存在的前三个缺点。但是大流量、高扬程的循环水泵的能耗依然很高。
发明内容
技术问题为了克服现有烟气再热器存在的问题，本发明提供一种分离式烟气再热器及其换热方法，它利用循环水的蒸发冷凝来实现烟气再热的目的。
技术方案本发明的分离式烟气再热器分为原烟气换热器和净烟气换热器两部分，原烟气换热器与净烟气换热器之间有较大的空间距离；这两部分通过蒸汽上升管和凝结水下降管连通起来，即原烟气换热器的输出端通过蒸汽上升管与净烟气换热器的输入端相接，净烟气换热器的输出端通过凝结水下降管与原烟气换热器的输入端接，形成一个循环回路。
在凝结水下降管中串接有蒸汽辅助加热器，在低负荷情况下辅以蒸汽加热以满足净烟气出口温度要求。原烟气换热器和净烟气换热器采用螺旋翅片管束，或采用板式换热片，或为具有双重瓦楞结构的板式换热片。
换热方法为该烟气再热器分为原烟气侧和净烟气侧两部分，该两部分通过蒸汽上升管和凝结水下降管连通起来，原烟气侧设有将热烟放热给水或汽的原烟气换热器，净烟气侧设有将水或汽的热放热给净烟气的净烟气换热器；原烟气侧向净烟气侧传递热是通过介质液-汽、汽-液循环变相吸/放热量并通过其中的汽或液输送管来实现换热的，即在原烟气侧，热烟气将热量传给循环液体；液体受热后蒸发，产生的蒸汽沿着蒸汽上升管到达净烟气侧，释放出汽化潜热而凝结成液体，在重力或者水泵的作用下，经凝结水下降管回到原烟气侧，如此循环往复运行来实现加热净烟气的目的。
在原烟气侧和净烟气侧存在适合高差的情况下，可以利用重力实现水的自然循环；否则就用水泵来推动，即在凝结水下降管中串接有水泵。由于利用了水的相变传热来传递热量，因此循环水的量比较少，即使添加了水泵，其能耗也比较低。
有益效果分离式烟气再热器分为两个独立的部分，将原烟气和净烟气完全隔离分开，杜绝了原烟气向净烟气的泄漏；可以使得设备在烟道上的布置灵活方便，可以经济地各自选择适合其工作环境的材质；用蒸汽作为补充热源，可以在低负荷情况下仍然保证较高的净烟气出口温度；能耗较低，在自然循环情况下甚至没有消耗。
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明螺旋翅片管束的换热器的结构示意图。图3是图2的左视图。
图4是本发明板式换热片的结构示意图。图5是图4是的俯视图。
图6是本发明具有双重瓦楞结构的板式换热片结构示意图。图7是图6是的俯视图。
以上图中有原烟气换热器1、蒸汽上升管2、净烟气换热器3、水下降管4、辅助加热器5、水泵6、上联箱7、螺旋翅片管8、下联箱9、波纹板片10、双重瓦楞板11。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
如图1，分离式烟气再热器分为两部分，即原烟气换热器1和净烟气侧净烟气换热器3。这两个部分是独立分开的，从根本上杜绝了原烟气向净烟气的泄露，并且在烟道上可以自由布置。另外，也可以针对各自的工作环境特点选择适合的材质。这两个部分通过蒸汽上升管2和凝结水下降管4连通起来，形成一个循环回路。在原烟气换热器1和净烟气换热器3存在适合高差的情况下，可以利用重力实现水的自然循环；否则就用水泵6来推动。由于利用了水的相变传热来传递热量，因此循环水的量比较少，即使添加了水泵6，其能耗也比较低。
再热器工作前，需要在原烟气换热器1的换热片内加入一定量的工作介质-水(也可以是其他的低沸点液体，如甲醇、丙酮等)，并且为了水或者其他液体容易汽化，还需要对水循环通道做抽真空处理。工作时，在原烟气换热器1，热烟气将热量传给循环水；水受热后蒸发，产生的蒸汽沿着蒸汽上升管2到达净烟气换热器3释放出汽化潜热而凝结成水，在重力或者水泵的作用下，经水下降管4回到原烟气换热器1，如此循环往复运行来实现加热净烟气的目的。在水下降管4的中间增加一个辅助加热器5，在低负荷情况下可以辅以蒸汽加热以满足净烟气出口温度要求。
分离式烟气再热器中的换热元件可以采用如图2所示的螺旋翅片管束，也可以采用图3、4的板式换热片。螺旋翅片管束由若干螺旋翅片管8、上联箱7、下联箱9构成，工作时水和蒸汽走管束内，烟气走管束外，管外的翅片可以弥补气-气换热器换热系数低的缺点。板式换热片由两片波纹板片10加工而成，工作时水和蒸汽走换热片内，烟气走相邻换热片的间隙。双重瓦楞板11由两片曲率不同的瓦楞板组成，工作时水和蒸汽走换热片内，烟气走相邻换热片的间隙。采用图3、4的分离式烟气再热器更加紧凑，传热性能更好。
权利要求
1.一种分离式烟气再热器，其特征是该烟气再热器分为原烟气换热器(1)和净烟气换热器(3)两部分，原烟气换热器(1)与净烟气换热器(3)之间有较大的空间距离；这两部分通过蒸汽上升管(2)和凝结水下降管(4)连通起来，即原烟气换热器(1)的输出端通过蒸汽上升管(2)与净烟气换热器(3)的输入端相接，净烟气换热器(3)中的输出端通过凝结水下降管(4)与原烟气换热器(1)中的输入端接，形成一个循环回路。
2.根据权利要求1所述的分离式烟气再热器，其特征是在凝结水下降管(4)中串接有水泵(6)。
3.根据权利要求1或2所述的分离式烟气再热器，其特征是在凝结水下降管(4)中串接有蒸汽辅助加热器(5)，在低负荷情况下辅以蒸汽加热以满足净烟气出口温度要求。
4.根据权利要求1所述的分离式烟气再热器，其特征是原烟气换热器(1)和净烟气换热器(3)采用螺旋翅片管束，或采用板式换热片，或为具有双重瓦楞结构的板式换热片。
5.一种如权利要求1所述的分离式烟气再热器的换热方法，其特征是该烟气再热器分为原烟气换热器(1)和净烟气换热器(3)两部分，该两部分通过蒸汽上升管(2)和凝结水下降管(4)连通起来。在原烟气换热器(1)，热烟气将热量传给循环液体；液体受热后蒸发，产生的蒸汽沿着蒸汽上升管(2)到达净烟气换热器(3)，释放出汽化潜热而凝结成液体，在重力或者水泵(6)的作用下，经凝结水下降管(4)回到原烟气换热器(1)，如此循环往复运行来实现加热净烟气的目的。
全文摘要
分离式烟气再热器及其换热方法涉及一种用于电厂烟气脱硫或类似领域中回收余热的换热器，该烟气再热器分为原烟气换热器(1)和净烟气换热器(3)两部分，该两部分通过蒸汽上升管(2)和凝结水下降管(4)连通起来。在原烟气换热器(1)，热烟气将热量传给循环液体；液体受热后蒸发，产生的蒸汽沿着蒸汽上升管(2)到达净烟气换热器(3)，释放出汽化潜热而凝结成液体，在重力或者水泵(6)的作用下，经凝结水下降管(4)回到原烟气换热器(1)，如此循环往复运行来实现加热净烟气的目的。分离式烟气再热器较常规的烟气再热器具有无烟气泄露、布置灵活、对主机负荷变化适应力强且能耗较低的特点。
文档编号F23J15/00GK1818472SQ20061003768
公开日2006年8月16日 申请日期2006年1月10日 优先权日2006年1月10日
发明者孙克勤, 卢作基 申请人:孙克勤, 江苏苏源环保工程股份有限公司, 卢作基, 葛朝晖