专利名称：一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种排烟余热回收利用的节能系统，具体涉及一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置。
背景技术：
目前发电行业的各类电站锅炉，工业中应用的各类工业锅炉，冶金炼钢行业的高炉鼓风炉、焦煤炉以及建材行业和纺织行业的各类烘干炉窑等每天都有携带大量可观余热的烟气排向大气，造成的能量损失极其严重。如对于大型烟煤锅炉机组，锅炉排烟温度设计值通常为125°C左右；对于贫煤和无烟煤锅炉机组，锅炉排烟温度设计值通常为140°C左右；对于高水分褐煤锅炉机组，锅炉排烟温度设计值往往高达150°C左右。在锅炉实际运行中，由于煤质变差、受热面沾污积灰、锅炉漏风等方面的原因，实际排烟温度往往高于这些设计值。近年来，人们越来越注意到这些排烟中携带的大量余热可回收利用，产生巨大的经济和社会效益。如对于600MW的燃煤机组，年运行时间按7000小时，年平均运行负荷按75% 计，如能通过余热回收将排烟温度降低20°C，则每年可回收余热约达3. 52 X IO11KJ,折合为标煤约12000t/Y，当然回收这些余热是要付出一定代价，消耗一定能量的。又如建筑行业的大型建材烘干炉窑，排向大气的烟气热量约占整个烘干用热的60%，造成的能量浪费十分严重。由于排烟余热回收及利用量大面广，总体的节能效果是十分巨大的。国内外现有的分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置存在两方面的不足，一是使用的热媒为水，在北方寒冷地区，在设备停运维修时水会结冰或在设备运行不当时水会凝固堵塞管线；其次是换热器所用的传热管大部分是圆管螺旋肋片传热管，见图2。用于含尘的排烟余热回收和利用时不仅结灰、结垢严重，而且阻力大，消耗风机的电耗大，余热回收的运行成本增加，使得节能效益减少。
发明内容
本发明的目的为了克服现有的分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置存在的不足，提供一种在寒冷的北方地区能够运行及维修方便，可靠性高的新颖的分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置，包括布置在排烟烟道侧的吸热换热器、布置在余热利用侧的释热换热器、充灌有热媒介导热液体的连接管道和循环泵，其特征在于，所述热媒介导热液体为一种有机载热媒介低温导热油，有机载热媒介低温导热油在吸热换热器中吸收电站锅炉、工业锅炉、 冶炼行业的鼓风炉、焦煤炉、建材行业和纺织行业的各类烘干炉窑排烟烟道内的烟气余热， 吸收了余热的有机载热媒介低温导热油通过连接管道输送到释热换热器，经释热换热器传递给需要利用余热的气体介质，实现了余热的回收和利用；所述的吸热换热器及释热换热器均为列管式换热器，所述列管式换热器采用椭圆管H型肋片传热管，所述的椭圆管H型肋片传热管的基管为椭圆管，椭圆管上置有镶嵌焊接的H型肋片。在本发明中所采用的热媒为国际、国内常用的低温导热油，此类导热油除具有热稳定性好、无毒、无臭、无污染、对设备及输送管线无腐蚀外，其导热系数大、比热大、热效率高以及导热油在温度增加时，压力增长率小，蒸发损失少，经济效益好等优点外，尤其是在温度低至-30°C -50°C时仍不凝固，而且低温性能好、粘度低、流动阻力小，特别适用于寒冷的北方地区，在设备停运检修时不凝固，不需要任何附加加热，油泵照常可以起动循环； 在设备运行不当时也不会引起管线的堵塞。本发明中的吸热换热器及释热换热器均为列管式换热器，其中采用的传热管为椭圆管H型肋片传热管，其优点是(1)烟气或气体侧的流动阻力小，能耗低，在相同工作条件下，椭圆管H型肋片传热管管外侧的流动阻力较目前常用的圆管螺旋肋片传热管要减少30 50%左右，而换热面积和换热量可增大10 15%。 (2)在排烟为含尘的烟气时，在相同工作条件下，椭圆管H型肋片传热管的磨损寿命较目前常用的圆管螺旋肋片传热管要高出2 3倍 ，且由于H型肋片在气体流过时会发生轻微的自振动，故具有较好的自清灰效果，避免了烟气通道的堵塞。
图1为分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置原理示意图； 图2为圆管螺旋肋片传热管排列示意图3为椭圆管H型肋片传热管排列示意图4为本发明用作石灰石_石膏湿式脱硫系统中的管式GGH示意图； 图5为椭圆管H型肋片传热管结构示意图； 图6为本发明利用锅炉排烟余热来预热助燃空气原理图； 图7为本发明用于预热进入炉窑的燃气原理图。
具体实施例方式结合附图对本发明作进一步说明，一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置，由图1所示，包括布置在排烟烟道侧的吸热换热器1、布置在余热利用侧的释热换热器 2、充灌有热媒介导热液体的连接管道3和循环泵4，其特征在于，所述热媒介导热液体为一种有机载热媒介低温导热油，如L-65低温导热油、长城牌L-QB320号导热油、美国杜邦(Du Pont)公司的Tetralin导热油、日本新日铁公司(Nippon Steel)的Therm S200导热油等。 有机载热媒介低温导热油在吸热换热器中吸收电站锅炉、工业锅炉、冶炼行业的鼓风炉、焦煤炉、建材行业和纺织行业的各类烘干炉窑排烟烟道内的烟气余热，吸收了余热的有机载热媒介低温导热油通过连接管道输送到释热换热器，经释热换热器传递给需要利用余热的气体介质，实现了余热的回收和利用；所述的吸热换热器及释热换热器均为列管式换热器， 所述列管式换热器采用椭圆管H型肋片传热管，由图3、图5所示，所述的椭圆管H型肋片传热管的基管为椭圆管9，椭圆管上置有镶嵌焊接的H型肋片10。实施例1
在烟气石灰石-石膏湿式脱硫系统中用作管式烟气-净烟气换热器(管式GGH)。目前大型燃煤电站使用的最为广泛的脱硫工艺是石灰石-石膏湿式脱硫工艺，该工艺中要求吸收塔的烟气工作温度一般为80°C左右(不高于95°C)，而脱硫净化后的净烟气温度一般为 45 50°C左右，故在该工艺中通常都设置烟气-净烟气换热器(GGH)，在GGH中，一方面将进吸收塔的未经处理烟气由120 130°C降至90°C左右，另一方面又将经洗涤脱硫、除雾后的净烟气由50°C左右加热至80°C后送入烟@排入大气。 本发明可用作石灰石-石膏湿式脱硫系统中的管式GGH，在本实施例中，包含吸热换热器1、释热换热器2及其连接管道3中冲灌的是有机载热媒介低温导热油。将本发明的吸热换热器1用作为管式GGH中的烟气冷却器放置在增压风机7出口和吸收塔5进口之间的烟道中，通过有机载热媒介低温导热油吸收排烟的余热，使烟温由125°C左右降低至 90°C左右后送入吸收塔5 ；将本发明的释热换热器2用作为管式GGH中的烟气再热器放置在吸收塔5出口和烟囱6进口之间的烟道中，循环泵4将吸收了排烟余热的有机载热媒介低温导热油输送到释热换热器2，用以加热净烟气，将净烟气由50°C左右加热到80°C左右排入烟囱6，见图4。本发明用作石灰石-石膏湿式脱硫系统中的管式GGH (1、2)时由于使用的是有机载热媒介低温导热油，使得在我国北方寒冷地区即使环境温度低至-30°C -50°C时，在设备停运检修时也不会凝固，不需要任何附加加热，循环泵4照常可以起动循环；在设备运行不当时也不会引起管线的堵塞。其次在本实施例中，吸热换热器1和释热换热器2使用的传热管8是基于申请人自行研发的椭圆管H型肋片传热管(专利申请号=201010022469. 7)，见图3、图5。它是由基管9及肋片组10构成，基管9横截面为椭圆形，每一肋片组10为二片矩形钢片，每片钢片中间在与椭圆形基管9镶嵌的一边开有与基管9形状一致的椭圆弧缺口，每一肋片组10的二片矩形钢片对称地与椭圆形基管9镶嵌焊接在一起；沿基管9长度方向每隔10 30毫米间距按上述相同的方式铺设另一组肋片组10，直至布满整根基管9，即形成本发明应用的传热管8。其特点是(1)烟气或气体侧的流动阻力小，能耗低，在相同工作条件下，椭圆管H 型肋片传热管8管外侧的流动阻力较目前常用的圆管螺旋肋片传热管要减少30 50%左右，而换热面积和换热量可增大10 15%。(2)在排烟为含尘的烟气时，在相同工作条件下， 椭圆管H型肋片传热管8的磨损寿命较目前常用的圆管螺旋肋片传热管要高出2 3倍， 且由于H型肋片组10在气体流过时会发生轻微的自振动，故具有较好的自清灰效果，避免了烟气通道的堵塞。总之，本发明专利用作石灰石-石膏湿式脱硫系统中的管式GGH (1,2)时具有不易结灰、不易结垢、腐蚀轻、设备停运检修周期长、烟气或气体侧的流动阻力小等特点，上述特点可显著降低管式GGH (1、2)的运行费用，提高石灰石-石膏湿式脱硫系统的经济效益。 而且在用于我国北方寒冷地区，即使环境温度低至-30°C -50°C时，有机载热媒介低温导热油也不会凝固，不需要任何附加加热，循环泵4照常可以起动循环，给停运维修带来安全和方便。此外即使在设备运行不当时也不会引起管线的堵塞。实施例2
将本发明的释热换热器2用于预热进入锅炉的助燃空气以代替暖风器。将本发明的吸热换热器1放置在锅炉排烟烟道中以吸收排烟的余热，将本发明的释热换热器2放在锅炉暖风器处，将吸收的余热用来预热进入锅炉的助燃空气，代替暖风器。常规的暖风器需要利用蒸汽加热助燃空气，由此造成了机组煤耗的显著增加。由于本发明中循环热媒介为低温导热油，即使在寒冷的北方地区，环境温度低至-30°C -50°C时， 仍能保证安全工作。总之，在北方寒冷地区，从安全和经济两方面考虑，应用本发明专利于利用锅炉排烟余热来预热助燃空气是最佳的选择，见图6。 实施例3
将本发明的释热换热器用于预热燃气炉窑的燃气(天然气或液化石油气等)。将本发明的吸热换热器1放置在炉窑的排烟烟道中以吸收排烟的余热，将本发明的释热换热器2放在炉窑的供气管道中，将吸收的余热用来预热进入炉窑的燃气(天然气或液化石油气等)。常规的燃气炉窑的燃气是直供式，由此造成了机组能耗的显著增加。从经济方面考虑，利用炉窑的排烟余热来预热燃气可取得明显的经济效益，见图7，图中11为燃气炉窑，12为膨胀箱。
权利要求
1. 一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置，包括布置在排烟烟道侧的吸热换热器(1)、布置在余热利用侧的释热换热器(2)、充灌有热媒介导热液体的连接管道(3)和循环泵(4)，其特征在于，所述热媒介导热液体为一种有机载热媒介低温导热油，有机载热媒介低温导热油在吸热换热器(1)中吸收电站锅炉、工业锅炉、冶炼行业的鼓风炉、焦煤炉、建材行业和纺织行业的各类烘干炉窑排烟烟道内的烟气余热，吸收了余热的有机载热媒介低温导热油通过连接管道(3)输送到释热换热器(2)，经释热换热器(2)传递给需要利用余热的气体介质，实现了余热的回收和利用；所述的吸热换热器(1) 及释热换热器(2)均为列管式换热器，所述列管式换热器采用椭圆管H型肋片传热管，所述的椭圆管H型肋片传热管的基管为椭圆管，椭圆管上置有镶嵌焊接的H型肋片。
全文摘要
本发明公开了一种分体式热媒循环型排烟余热回收及利用装置，包括吸热换热器、释热换热器、充灌有热媒介导热液体的连接管道和循环泵，特点是，热媒介导热液体采用一种低温导热油，导热油吸收排烟烟道内的烟气余热，吸收了余热的导热油通过连接管道输送到释热换热器，经释热换热器传递给需要利用余热的气体介质，实现了余热的回收和利用；吸热换热器及释热换热器采用椭圆管H型肋片传热管的列管式换热器。热媒以导热油替换水，使本装置适用于-30℃~-50℃寒冷地区，在设备停运检修时不凝固，不需要任何附加加热；采用椭圆管H型肋片传热管的列管式换热器，烟气或气体侧的流动阻力小，能耗低，具有较好的自清灰效果，避免了烟气通道的堵塞。
文档编号F28D15/00GK102384680SQ20111032635
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者宋若槑, 王启杰, 章卫 申请人:上海和衡能源科技发展有限公司