本实用新型属于节能技术领域，特别涉及一种焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置。
背景技术：
焚烧炉尾气处理装置采用尾气加氢还原吸收工艺对尾气进行净化，尾气焚烧部分采用热焚烧工艺，通过在尾气焚烧炉内补充燃料气达到适宜的反应温度，将尾气及装置产生的废气中残留的含硫化合物进一步氧化成SO2后排放至大气以满足环保要求。由于尾气中含有硫化物，设计和实际运行时，为避免烟气酸露点腐蚀，致使排烟温度偏高，过热器出口排烟温度普遍为250℃，有时还要偏高，使得烟气热损失较大。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置，包括相变段、相变蒸发段、相变高温下段和自控装置，其中：
所述相变段包括相变低温上段和相变低温下段，所述相变低温上段设置在烟道的外部；
所述相变低温下段设置在烟道的内部靠近烟气出口的一侧，所述相变低温下段与所述相变低温上段相连，并通过在所述相变低温上段和所述相变低温下段之间往返循环流动的循环介质传递热量；
所述相变蒸发段设置在烟道的外部，用以接收来自所述相变高温下段传输过来的热量；
所述相变高温下段设置在烟道的内部，且位于所述相变低温下段的上风处；所述相变高温下段与所述相变蒸发段相连，并通过在所述相变高温下段和所述相变蒸发段之间往返循环流动的循环介质传递热量；
所述自控装置与所述相变低温上段、所述相变低温下段、所述相变蒸发段以及所述相变高温下段相连，用以控制所述相变下段的壁温。
优选地，所述相变低温上段的一端具有进水口，用于输入温度较低的水，另一端具有出水口，用于输出经过所述相变低温上段加热后的热水。
优选地，所述相变低温上段的出水口还与热水管相连，从而将多余的热水输送到热水管网。
优选地，所述相变蒸发段的一端具有进水口，所述进水口与所述相变低温上段的出水口相连，以接收来自所述相变低温上段的水；另一端具有蒸汽出口，用于输出经过蒸发形成的蒸汽。
优选地，所述自控装置包括热电阻仪表和DCS系统。
本实用新型提供的焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置可以有效回收烟气余热，并根据烟气的酸露点温度准确控制排烟温度，有效防止酸露腐蚀。
本实用新型的其他特征和优点将在如下的具体实施方式部分详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的一个具体实施方式提供的焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置的结构示意图。
其中，图中的附图标记说明如下：
1-相变低温上段，2-相变低温下段，3-相变高温下段，4-相变蒸发段，5-烟道，6-热水管。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于电和通信领域而言，可以是有线连接，也可以是无线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1，本实用新型提供了一种焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置，包括相变低温段、相变蒸发段、相变高温下段和自控装置。
相变低温段包括相变低温上段1和相变低温下段2。
相变低温上段1设置在烟道5的外部。相变低温上段1用于加热温度较低的水，相变低温上段1的一端具有进水口，用于输入温度较低的水，另一端具有出水口，用于输出经过相变低温上段1加热后的热水。
相变低温下段2设置在烟道5的内部靠近烟气出口的一侧(即尾部烟道)。相变低温下段2与相变低温上段1相连，并通过在相变低温上段1和相变低温下段2之间往返循环流动的循环介质传递热量，从而使得相变低温下段2可以吸收烟道5中的烟气的热量，并将吸收的热量转移到相变低温上段1中，用于加热温度较低的水；在向相变低温上段1中的水转移热量的同时，烟气的温度得到了降低。
为了更好地调节进入相变蒸发段4的热水量，相变低温上段1的出水口还可以与热水管6相连，从而将多余的热水输送到热水管网，用于其他用途。
在一种具体应用示例中，经过相变低温上段1的加热后，常温的冷水可以被加热形成130℃左右的热水；同时，烟气经过相变低温下段2的换热后，烟气的温度可以从180℃降低到155-170℃之间。
相变蒸发段4设置在烟道5的外部，用以接收来自相变高温下段3传输过来的热量。在一种具体实施方式中，相变蒸发段4的一端具有进水口，该进水口与相变低温上段1的出水口相连，以接收来自相变低温上段1的水；另一端具有蒸汽出口，用于输出经过蒸发形成的蒸汽。
相变高温下段3设置在烟道5的内部，且位于相变低温下段2的上风处(即，与相变低温下段2相比更远离烟道5的出口)。相变高温下段3与相变蒸发段4相连，并通过在相变高温下段3和相变蒸发段4之间往返循环流动的循环介质传递热量，从而使得相变高温下段3可以吸收烟道5中的高温烟气的热量，并将吸收的热量转移到相变蒸发段4中，用于进一步加热来自相变低温上段1的热水；在向相变蒸发段4中的水转移热量的同时，烟气的温度得到了初步降低。
在一种具体应用示例中，经过相变蒸发段4的加热后，可以将来自相变低温上段1的130℃的热水转换成0.5MPa、155.5℃的饱和蒸汽；同时，高温烟气经过相变高温下段3的换热后，烟气的温度可以从250℃降低到180℃左右。经过相变蒸发段4的加热后形成的饱和蒸汽可以通过管道输送到公用管网，用于其他的用途。
自控装置(未示出)与相变低温上段1、相变低温下段2、相变蒸发段4以及相变高温下段3相连，从而可以采集烟道5内的烟气的温度、相变低温上段1的进口和出口的水的温度、相变低温下段2的壁温、循环介质的温度、相变蒸发段4内的热水的量和温度以及相变高温下段3的壁温等数据，并根据这些数据调整循环介质的流动速度、温度较低的水通过相变低温上段1的流量、相变低温上段1内的热水进入相变蒸汽发生段4的流速和流量等，从而控制相变低温下段2的壁温(即烟道5出口处的烟气温度)始终高于燃料的酸露点温度，从而保证换热器不结露、不腐蚀，安全运行。具体地，自控装置可以包括热电阻等仪表和DCS系统(Distributed Control System分布式控制系统)，从而可以采用热电阻等仪表作为采集终端，将采集到的上述信号转换为电信号输入到DCS系统中，利用DCS系统分析数据并下发控制参数命令，而且可以通过DCS系统的操作界面设置控制参数(例如相变低温下段2的壁温)，进而实现对相变低温下段2的壁温闭环的、无人干涉的自动控制。
下面以具体的应用实施例来说明本实用新型的焚烧炉烟气余热利用智能相变换热装置。
首先根据具体的工况确定燃料的酸露点温度，并将该温度作为最低的相变低温下段2的控制壁温输入自控装置(例如通过DCS系统输入)。
例如，2014年4月份中原油田普光分公司天然气厂4个运行工况下尾气焚烧炉的烟气露点温度检测结果如下：
工况1和工况2：分别为121单元和142单元(121单元、142单元是指装置的位号，下面的131、111和F-301也是同样的含义)的满负荷正常运行工况，实测SO2含量平均值分别为50ppm和80ppm左右，烟气酸露点温度实测值分别为＜80℃和90℃左右。
工况3：131单元尾气吸收塔C-402胺液未循环工况，尾气中大量的H2S未被胺液吸收，直接进入尾气焚烧炉燃烧，此工况下SO2含量实测值5800ppm左右，两测试口烟气酸露点温度实测值分别为168℃和169℃。
工况4：111单元加氢部分不投用，此工况下硫磺单元过程气直接进入尾气焚烧炉，尾气中H2S含量很高，焚烧后烟气中SO2含量实测值超过仪表量程(＞8000ppm)，两测试口烟气酸露点温度实测值分别为230℃和228℃。
由上可以看出，由于装置运行工况不同，烟气中硫化物含量也随之有较大波动，导致烟气酸露点(烟气酸露点是指此温度下形成腐蚀的温度点)变化较大。
高温烟气首先经过相变高温下段3之后，由相变高温下段3内的循环介质吸收高温烟气中的热量，使得高温烟气的温度初步降低；然后烟气经过相变低温下段2之后，热量传递给在相变低温上段1和相变低温下段2内往返循环流动的循环介质，并由循环介质将热量在相变低温上段1内传递给从相变低温上段1的进水口进入的冷水，使得烟气的温度进一步降低。冷水吸收热量后变成热水，并从相变低温上段1的出水口流出。根据需要，一部分热水可以经过热水管6流出至其他用途，其他热水可以进入相变蒸发段4，并在相变蒸发段4内接收来自相变高温下段3的循环介质带来的热量，从而将经过相变高温下段3高温烟气的热量吸收。在上述过程中，通过自控装置的控制，可以将经过相变低温下段2之后的烟气的温度(相变低温下段2的壁温)控制在烟气的酸露点之上。
事实上，可以仅通过自控装置来控制经过相变低温上段1加热的温度较低的水的流量和流速即可实现对相变低温下段2的壁温的控制，使得烟道出口处的烟气的温度高于烟气的酸露点温度，同时避免了烟道和相变低温下段2的酸露腐蚀。
由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。