一种复合型船用烟气消白换热器的制作方法

本申请涉及烟气消白领域，特别是涉及一种复合型船用烟气消白换热器。

背景技术：

目前船用脱硫装置在使用湿法脱硫过程中，脱硫浆液和高温烟气接触发生反应，将烟气中的有害成分以及颗粒物吸收，由于洗涤后的烟气在排放时，会携带大量水蒸汽，当烟气进入到温度相对较低的环境大气中，饱和湿烟气中的水蒸气会凝结为液滴，这时候会在烟囱处会形成白色的雾，即白烟现象。

由于船舶湿法脱硫的运行工况变化，当船舶靠岸时，主机荷载较低，烟气量相对较小，烟气流速过缓，湿法脱硫系统的除雾器效果不甚理想，此时，高温烟气中夹带饱和蒸汽和及小液滴，在排至温度相对较低的大气中时，会形成“浓烟”。

目前消除“白烟”的技术主要有直接加热法、先冷凝再加热法、以及冷凝法等技术。直接加热烟气技术，原理是使烟气中水蒸气处于不饱和状态，但是需要较大的加热设备，运行能耗较大；烟气冷凝后加热技术，以及冷凝技术，投资较大，需要稳定的冷源来冷却烟气导致设备体积庞大，工艺复杂，运行成本也较高。现有消白设备，不能在船运行工况变化的同时，兼顾船上空间狭小不方便安装等问题，达到烟气消白的效果。

技术实现要素：

基于此，本申请提供一种结构紧凑，安装方便，易于控制和调节，且可以根据船上烟气工况的不同，在不同烟气流速下，对烟气进行消白再处理的复合型船用烟气消白换热器。

本申请提供一种复合型船用烟气消白换热器，包括烟气换热器和换热管，所述烟气换热器安装在与洗涤塔连接的烟囱管道上，烟气换热器包括位于外侧的外壳和位于内侧的主管路，且所述主管路上设有阀门，所述换热管通过减震件螺旋交错布置在烟气换热器与主管路之间。

优选的，所述换热管输入端和输出端分别设有加热蒸汽入口和蒸汽冷凝出口，且换热管输入端和输出端分别与位于换热器外壳外侧的蒸汽输入管和蒸汽输出管连通。

优选的，所述换热管选用直径dn15~dn30的双相不锈钢管，按螺旋方式弯制成形。

优选的，所述减震件选用波纹条板，不同层之间的换热管通过波纹条板固定连接在换热器外壳内部，所述波纹条板一端与换热器外壳连接，另一端与主管路连接。

优选的，所述波纹条板以主管路为轴沿圆周方向均布4-12件。

优选的，所述阀门包括阀门执行机构、阀门连接轴和阀板，阀门执行机构固定在换热器外壳上，阀板位于换热器主管路内，且所述阀板通过阀门连接轴与阀门执行机构输出端连接。

优选的，所述换热器主管路的尺寸小于烟囱管道尺寸。

优选的，所述换热器外壳采用法兰连接在烟囱管道上。

相较现有技术，本实用新型具有以下的特点和有益效果：

1、根据船舶主机工况的不同，对烟气进行调节，当船舶停靠以较低功率运行时，阀门执行机构控制阀门处于关闭状态，烟气经过换热管加热，变为不饱和蒸汽，同时通过换热管的交错布置，使得烟气中的夹杂液滴被交错的换热管拦截，不仅有效拦截了从除雾器逃逸出来的细小雾滴，而且使饱和湿烟气，通过加热变为不饱和烟气，达到消白的效果。

2、当主机负载较高时，烟气流速较高，烟气中的水蒸气高速流经换热管以及主管路，阀门执行机构控制阀门处于打开状态，烟气高速通过阀门，经过缩径的主管路后，再通过原直径尺寸烟囱，避免管路阻力损失过大，影响主机运行，减小了主机负荷。

3、该设备可根据船上的不同工况，选择阀门的开启与关闭，亦可通过调节管程蒸汽的状态，影响烟气的排放状态。

4、该设备安装方便，对原船结构影响较小，螺旋型交叉布置的换热管，不仅安装方便，还能有效利用空间，同时管间采用不锈钢波纹板支撑连接，有效解决换热管振动问题，提高设备的适用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为烟气换热器的结构示意图；

图3为换热管的结构示意图；

图4为波纹条板与换热管间的结构示意图。

附图标记：1、洗涤塔；2、烟囱；3、阀门执行机构；4、烟气换热器；5、蒸汽输入管；6、蒸汽输出管；7、法兰；8、换热管；9、外壳；10、主管路；11、阀门连接轴；12、阀门；15、加热蒸汽入口；16、蒸汽冷凝出口；17、波纹条板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本申请保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220v市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，在本实用新型的揭露中，除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的；术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

参考图1-图3，在本申请实施例中提供了一种复合型船用烟气消白换热器，包括烟气换热器4和换热管8，烟气换热器4安装在与洗涤塔1连接的烟囱管道2上，烟气换热器4包括位于外侧的外壳9和位于内侧的主管路10，且主管路10上设有阀门12，换热管8通过减震件螺旋交错布置在烟气换热器4与主管路10之间，由于船上空间狭小，因此通过将换热管8采用螺旋型上下交错的方式进行布置，不仅加工方便，而且换热效果好，更有效的拦截烟气中的细小雾滴，达到消白效果。

优选的，换热管8输入端和输出端分别设有加热蒸汽入口15和蒸汽冷凝出口16，且换热管8输入端和输出端分别与位于换热器外壳9外侧的蒸汽输入管5和蒸汽输出管6连通。

优选的，换热管8选用直径dn15~dn30的双相不锈钢管，按螺旋方式弯制成形。

优选的，减震件选用波纹条板17，不同层之间的换热管8通过波纹条板17固定连接在换热器外壳9内部，波纹条板17一端与换热器外壳9连接，另一端与主管路10连接，烟气的流速较高，容易引发设备的振动，采用波纹形减振板，可以有效减小换热管8的震动，提高设备适用寿命。

优选的，波纹条板17以主管路10为轴沿圆周方向均布4-12件。

优选的，阀门12包括阀门执行机构3、阀门连接轴11和阀板，阀门执行机构3固定在换热器外壳9上，阀板位于换热器主管路10内，且阀板通过阀门连接轴11与阀门执行机构3输出端连接，阀门执行机构3可以通过主机的运行情况，控制阀门连接轴11带动阀板进行转动，从而选择阀门12的开关状态，减少设备对主机背压的影响，同时达到消除“白烟“的作用。

优选的，换热器主管路10的尺寸小于烟囱管道2尺寸，保证在阀门12关闭时，通过换热器的阻力损失更小，也可以更灵活的布置换热管8，在不影响烟气原本流通状态的情况下，使设备节奏布置更为紧凑。

优选的，换热器外壳9采用法兰7连接在烟囱管道2上，在安装和维护时，更为便捷。

综上所述，本申请实施例提供的上述的一种复合型船用烟气消白换热器，使用时的大致步骤为：经过洗涤塔1净化后的湿烟气，根据运行工况的不同，分两种极端情况，当船舶停靠港口时，船用脱硫系统一般切换为闭式脱硫系统，此时主机负荷较低，烟气量较小，烟气流速低，脱硫塔中的除雾作用不能达到理想效果，此时通过控制阀门执行机构3带动阀门连接轴11上阀板进行转动，对主管路10进行堵塞，使得烟气不能经过主管路10只能经换热器外壳9与主管路10之间的通道进行输送，此时湿烟气夹带细小雾滴在惯性作用下，被换热管8拦截，同时，通过蒸汽输入管5经加热蒸汽入口15向换热管8内输入高温蒸汽，并经蒸汽冷凝出口16通过蒸汽输出管6对剩余蒸汽及换热后产生的冷凝水进行输出，在换热管8的加热作用下，提升排放温度约20-30摄氏度，一般排出后的烟气温度约为70-80摄氏度，使得烟气中的蒸汽过热，变为不饱和蒸汽，此时排放至大气的烟气，由于烟气中的蒸汽处于不饱和状态，蒸汽中不再有液滴凝结析出，同时因为蒸汽的被加热，使得原本的细小液滴蒸发，达到消除“白烟“的效果。

当船舶满负荷航行时，主机流速偏大，船舶处于高速航行状态，烟气流速较大，此时控制阀门执行机构3打开阀门12，使得烟气能经过主管路10进行输送，减少烟气阻力，避免阻力损失过大而影响主机运行，烟气在烟气换热器4中分两种流向，一部分气体沿主管路10通过上部烟囱管道2排至大气，另一部分气体，通过换热器换热管8之间的通道后通过上部烟囱排至大气，其中高速流动的烟气经过缩径后通过正常尺寸的烟囱排至大气。

同时在上述过程中，脱硫后的湿烟气在通过烟气换热器4时，由于烟气换热器4中的换热管8交错布置，高速流动的烟气，在惯性作用下，烟气中夹带的细小液体与换热管8发生碰撞，被拦截，从而进一步提高烟气消白的效果，同时由于船上空间狭小，因此换热管8的布置采用螺旋型上下交错布置，这样不仅加工方便，而且换热效果好，更有效的拦截烟气中的细小雾滴，达到消白效果，同时由于烟气的流速较高，容易引发设备的振动，因此采用波纹形减振板，可以有效减小换热管8的震动，提高设备适用寿命。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。