專利名稱：兩相流高效防腐換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱交換裝置，尤其是涉及一種電力、冶金、石油化工鍋爐和加熱爐的兩相流高效防腐換熱器。
技術背景提高鍋爐和加熱爐的熱效率，最主要的措施就是利用煙氣余熱，降低排煙溫度。在其它條件不變的情況下，鍋爐和加熱爐的排煙溫度每降低約20°C，鍋爐和加熱爐的熱效率就能提高1%。目前，影響鍋爐和加熱爐熱效率提高的最大障礙，就是降低排煙溫度后出現的空氣預熱器傳熱面積灰堵塞問題。積灰堵塞不但減小空氣預熱器的傳熱效率，煙氣阻力增大，還增加了風機的電耗，嚴重時還威脅到鍋爐和加熱爐的正常運行。為解決這一難題， 一種兩相流復合相變換熱器問世，兩相流相變換熱器是利用沸騰吸熱和凝結放熱這一原理進行工作的。現有的兩相流復合相變換熱器一般是按照裝置的設計負荷進行設計制造的， 其熱負荷基本是一定值，通過單回路調節冷凝液的流量來控制兩相流復合相變換熱器的壁面溫度，這種調節方法的不足之處是調節范圍小，調節速度慢。在運行過程中，由于受種種因素的影響，如裝置負荷的變化，天氣溫度的變化，都會影響兩相流復合相變空氣預熱器的負荷，最終造成排煙溫度發生變化。排煙溫度過高，會降低加熱爐的熱效率。排煙溫度過低， 會使兩相流復合相變換熱器煙氣側受到低溫煙氣中酸露點的腐蝕，造成受熱面積灰和露點腐蝕失效，進而使空氣預熱器的熱效率降低、甚至空氣預熱器不能使用
實用新型內容
本實用新型的目的是針對現有技術不足之處而提供一種兩相流高效防腐換熱器。 該裝置的主控回路通過調節換熱器冷凝液的流量，也即調節蒸發段的蒸發量，達到調節蒸發段傳熱面壁溫和排煙溫度的目的。當因裝置負荷變化，或天氣溫度變化時，蒸發段傳熱面壁溫超出主控回路的控制范圍時。可以通過副控回路來達到調節蒸發段傳熱面壁溫和排煙溫度的目的。本實用新型的目的是通過以下措施來實現一種兩相流高效防腐換熱器，它包括鍋爐排煙道、空氣預熱風道，其特征在于，還有擾流子空氣預熱器，相變換熱器，主控制回路、副控制回路；其中所述相變換熱器由蒸發段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器組成，蒸發段輸出口通過蒸汽管道依次接主冷凝段、副冷凝段的輸入口，主冷凝段輸出口通過主冷凝液管返回蒸發段，副冷凝段通過副冷凝液管串接工作液分配器返回蒸發段；所述主控回路由溫度變送器TT2、溫度控制器TC2、熱電偶、主冷凝液調節閥組成， 主冷凝液調節閥安裝在相變換熱器的主冷凝液管上，熱電偶安裝在蒸發段傳熱面面壁上， 熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器、溫度控制器、主冷凝液調節閥控制端口 ；所述副控回路包括由溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥組成的第一副控回路和由溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥組成的第二副控回路；所述第一副控回路的副冷卻液調節閥安裝在工作液分配器返回蒸發段的副冷凝液管上，主控制回路的熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥控制端口 ；所述第二副控制回路的蒸汽調節閥安裝在相變換熱器的蒸汽管道靠近接入副冷凝段之前的位置上，主控制回路的熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥控制端口 ；所述擾流子空氣預熱器的煙道輸入/輸出端、相變換熱器蒸發段的煙道輸入/輸出端串接在鍋爐排煙道上，擾流子空氣預熱器位于上游段，擾流子空氣預熱器的空氣輸入/ 輸出端，相變換熱器主冷凝段、副冷凝段的空氣輸入/輸出端依次串接在空氣預熱風道上， 擾流子空氣預熱器位于下游段。所述相變換熱器的蒸汽管道上安裝有安全控制回路，所述安全控制回路由壓力傳感器、壓力變送器、壓力控制器、排空閥門、排空管組成，所述排空管接蒸汽管道，排空閥門位于排空管尾部，壓力傳感器接蒸汽管道，壓力傳感器信號輸出端經導線依次連接壓力變送器、壓力控制器、排空閥門控制端口。與現有技術相比，本實用新型提出的兩相流高效防腐換熱器，具有如下優點由于采用了雙回路冷凝液調節技術，即主控回路通過調節換熱器冷凝液的流量，也即調節蒸發器的蒸發量，達到調節蒸發器傳熱面壁溫和排煙溫度的目的。當因裝置負荷變化，或天氣溫度變化時，蒸發器傳熱面壁溫超出主控回路的控制范圍時，可以通過副控回路來達到調節蒸發器傳熱面壁溫和排煙溫度的目的。本實用新型的調節傳熱面壁溫的范圍更大，可以更有效的調節傳熱面壁面溫度，避免傳熱面結露和積灰腐蝕。并可定期釋放熱管組內的不凝氣體，保證相變換熱器高效運行，具有良好的應用前景。
圖I是本實用新型提出的一個實施例結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對具體實施方式
作詳細說明在圖I所示本實用新型的一個實施例。圖中，一種兩相流高效防腐換熱器，它包括鍋爐排煙道19、空氣預熱風道2，擾流子空氣預熱器1，相變換熱器，主控制回路、副控制回路；其中所述相變換熱器由蒸發段18、主冷凝段7、副冷凝段11、工作液分配器13組成，蒸發段18輸出口通過蒸汽管道3依次接主冷凝段7、副冷凝段11的輸入口，主冷凝段7輸出口通過主冷凝液管15返回蒸發段18，副冷凝段11通過副冷凝液管12串接工作液分配器 13返回蒸發段7;所述主控回路由溫度變送器TT2、溫度控制器TC2、熱電偶17、主冷凝液調節閥20 組成，主冷凝液調節閥20安裝在相變換熱器的主冷凝液管15上，熱電偶17安裝在蒸發段7 傳熱面面壁上，熱電偶17信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT2、溫度控制器TC2、主冷凝液調節閥20控制端口 ；所述副控回路包括由溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥16組成的第一副控回路和由溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥8組成的第二副控回路； 所述第一副控回路的副冷卻液調節閥16安裝在工作液分配器13返回蒸發段7的副冷凝液管12上，主控制回路的熱電偶17信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT1、溫度控制器 TC1、副冷卻液調節閥16控制端口，所述第二副控制回路的蒸汽調節閥8安裝在相變換熱器的蒸汽管道3靠近接入副冷凝段11之前的位置上，主控制回路的熱電偶17信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥8控制端口 ；所述擾流子空氣預熱器I的煙道輸入/輸出端、相變換熱器蒸發段7的煙道輸入/ 輸出端串接在鍋爐排煙道19上，擾流子空氣預熱器I位于上游段，擾流子空氣預熱器I的空氣輸入/輸出端，相變換熱器主冷凝段7、副冷凝段11的空氣輸入/輸出端依次串接在空氣預熱風道2上，擾流子空氣預熱器I位于下游段。本實用新型進一步采取如下措施所述相變換熱器的蒸汽管道上安裝有安全控制回路，所述安全控制回路由壓力傳感器P、壓力變送器PP、壓力控制器PC、排空閥門5、排空管4組成，所述排空管4接蒸汽管道3，排空閥門5位于排空管4尾部，壓力傳感器P接蒸汽管道3，壓力傳感器P信號輸出端經導線依次連接壓力變送器PP、壓力控制器PC、排空閥門 5控制端口。本實用新型的工作流程是這樣的高溫煙氣(350 380°C)首先進入擾流子管換熱段1，與空氣換熱后，溫度降低到 200 220°C，經煙氣管道19進入蒸發段18，與蒸發段18內的工作液換熱后，煙氣溫度降到約120°C后排向煙囪。15. 5°C冷空氣首先流過副冷凝段11，經熱風管道2進入主冷凝段7，與來自蒸發段 18的蒸汽換熱后，空氣溫度升至100 120°C，經熱風管道進入擾流子管換熱段1，進一步被加熱到200 250°C，然后進入鍋爐或加熱爐的熱風系統。蒸發段18的工作液吸收煙氣的熱量后蒸發，經蒸汽管道3進入主冷凝段7，與空氣換熱后冷凝，經主冷凝液管15回到蒸發段18。副冷凝段11通過蒸汽管道與副冷凝段11 連接在一起。與空氣換熱冷凝后，冷凝液經副冷凝液管12進入工作液分配器13貯存起來。當相變換熱器蒸發段的傳熱面壁溫高于設定值時，主控回路開始啟動，熱電偶17 檢測到的溫度值會通過溫度變送器TT2傳給溫度控制器TC2，溫度控制器TC2根據預先設定的數值，啟動主冷凝液調節閥20，使回流的工作液流量增大，也就是增加蒸發段18中的工作液量，使其蒸發量增加，吸熱能力也增加，達到降低蒸發段傳熱面壁溫的目的。當相變換熱器蒸發段的傳熱面壁溫低于設定值時，主控回路開始啟動，熱電偶17 檢測到的溫度值會通過溫度變送器TT2傳給溫度控制器TC2，溫度控制器TC2根據預先設定的數值，啟動主冷凝液調節閥20，使回流的工作液流量減小，也即減小蒸發段18中的工作液量，使其蒸發量減小，吸熱能力也減小，達到提高蒸發段傳熱面壁溫的目的。當出現因裝置負荷變化，或天氣溫度變化等變化因素，蒸發段傳熱面壁溫超出主控回路的控制范圍時。則通過副控回路來達到調節蒸發段傳熱面壁溫和排煙溫度的目的。 具體工作流程如下當相變換熱器蒸發段的傳熱面壁溫高于主控回路控制的設定值時，副控回路的第一副控制回路開始啟動，熱電偶17檢測到的蒸發段傳熱面壁溫溫度值，通過溫度變送器 TTl傳給溫度控制器TCl，溫度控制器TCl根據預先設定的數值，打開工作液調節閥16，使工作液分配器13的工作液通過重力，經副冷凝液管補充到蒸發段18中，增加蒸發段18中的工作液量，使其蒸發量增加，吸熱能力也增加，達到降低傳熱面壁溫的目的。當排煙溫度達到設定值時，控制系統會關閉工作液調節閥16，使工作液分配器13的工作液不再進入蒸發段18中。從而保證排煙溫度在設定數值內。當相變換熱器蒸發段的傳熱面壁溫低于主控回路控制的設定值時，副控回路的第二副控制回路開始啟動，熱電偶17檢測到的排煙溫度值會通過溫度變送器TT3傳給溫度控制器TC3，溫度控制器TC3根據預先設定的數值，打開蒸汽調節閥8，使蒸發段18的蒸汽通過蒸汽管道、蒸汽調節閥8、進入副冷凝段11。通過與冷空氣換熱，介質蒸汽冷凝成液體，進入工作液分配器13儲存起來。這樣，蒸發段18內的蒸發量將減少，蒸發段煙氣側的吸熱能力也將減小，達到提高蒸發段傳熱面壁溫的目的。當蒸發段傳熱面壁溫達到設定值時，控制系統會關閉蒸汽調節閥8，使蒸發段18的工作液蒸汽不再進入冷凝器9。當相變換熱器運行一段時間后，相變換熱器內會產生一定的不凝氣體。當相變換熱器內的壓力高于設定值時，壓力傳感器P檢測到的壓力值會通過壓力變送器PP傳給壓力控制器PC，壓力控制器PC根據預先設定的數值，安全控制回路會打開排空閥門5，使不凝氣體從排空管4排出。當相變換熱器內壓力在設定值之內時，安全控制回路會關閉排空閥門
5。從而保證相變換熱器高效工作。上面結合附圖描述了本實用新型的實施方式，實施例給出的結構并不構成對本實用新型的限制，本領域內熟練的技術人員在所附權利要求的范圍內做出各種變形或修改均在保護范圍內。
權利要求1.一種兩相流高效防腐換熱器，它包括鍋爐排煙道、空氣預熱風道，其特征在于，還有擾流子空氣預熱器，相變換熱器，主控制回路、副控制回路；其中所述相變換熱器由蒸發段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器組成，蒸發段輸出口通過蒸汽管道依次接主冷凝段、副冷凝段的輸入口，主冷凝段輸出口通過主冷凝液管返回蒸發段，副冷凝段通過副冷凝液管串接工作液分配器返回蒸發段；所述主控回路由溫度變送器TT2、溫度控制器TC2、熱電偶、主冷凝液調節閥組成，主冷凝液調節閥安裝在相變換熱器的主冷凝液管上，熱電偶安裝在蒸發段傳熱面面壁上，熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器、溫度控制器、主冷凝液調節閥控制端口 ；所述副控回路包括由溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥組成的第一副控回路和由溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥組成的第二副控回路；所述第一副控回路的副冷卻液調節閥安裝在工作液分配器返回蒸發段的副冷凝液管上，主控制回路的熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥控制端口 ；所述第二副控制回路的蒸汽調節閥安裝在相變換熱器的蒸汽管道靠近接入副冷凝段之前的位置上，主控制回路的熱電偶信息輸出端經導線依次連接溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥控制端口 ；所述擾流子空氣預熱器的煙道輸入/輸出端、相變換熱器蒸發段的煙道輸入/輸出端串接在鍋爐排煙道上，擾流子空氣預熱器位于上游段，擾流子空氣預熱器的空氣輸入/輸出端，相變換熱器主冷凝段、副冷凝段的空氣輸入/輸出端依次串接在空氣預熱風道上，擾流子空氣預熱器位于下游段。
2.根據權利要求I所述的兩相流高效防腐換熱器，其特征在于，所述相變換熱器的蒸汽管道上安裝有安全控制回路，所述安全控制回路由壓力傳感器、壓力變送器、壓力控制器、排空閥門、排空管組成，所述排空管接蒸汽管道，排空閥門位于排空管尾部，壓力傳感器接蒸汽管道，壓力傳感器信號輸出端經導線依次連接壓力變送器、壓力控制器、排空閥門控制端口。
專利摘要本實用新型涉及一種兩相流高效防腐換熱器，它包括鍋爐排煙道、空氣預熱風道、擾流子空氣預熱器，相變換熱器，主控制回路、副控制回路；所述相變換熱器由蒸發段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器組成，所述主控回路由溫度變送器TT2、溫度控制器TC2、熱電偶、主冷凝液調節閥組成，所述副控回路包括由溫度變送器TT1、溫度控制器TC1、副冷卻液調節閥組成的第一副控回路和由溫度變送器TT3、溫度控制器TC3、蒸汽調節閥組成的第二副控回路；本實用新型具有如下優點采用雙回路冷凝液調節技術，可以更有效的調節傳熱面壁面溫度，避免傳熱面結露和積灰腐蝕。并可定期釋放熱管組內的不凝氣體，保證相變換熱器高效運行，具有良好的應用前景。
文檔編號F27D17/00GK202350077SQ20112042732
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者王增輝, 王海斌, 馬忠民, 齊永生 申請人:上海華阜科技發展有限公司