臥式高效液氨蒸發器的制作方法

本實用新型涉及火力發電煙氣脫硝工藝技術領域，尤其是涉及一種臥式高效液氨蒸發器。

背景技術：

在火力發電煙氣脫硝工藝中，一般會用到氨氣。通常情況下，氨氣是由液氨通過蒸發器吸熱氣化產生。由于液氨具有一定危險性，所以要建獨立的氨區，并強制安裝大量防火、防雷、防爆等設備，系統較為復雜，成本也很高。

傳統的蒸發器是采用水浴式蒸發器原理，氣化量較小，設備體積也很大，僅能滿足一兩臺鍋爐的供氨量。而借鑒石化天然氣行業采用的蒸汽立管夾套蒸發原理，蒸發量變大了，但又難以控制氨氣用量小的工況下同步實現蒸發量變小的問題。

本公司申請的高效液氨蒸發器(立式)雖然能解決上述問題，但是仍然存在如下弊端：

1、熱交換量與液氨液位的高低存在變量關系，難以控制輸出端的氣氨需求量；

2、較小蒸發量的工況下會出現氨罐內無法注入液氨，蒸汽來不及冷凝而造成氨罐頂部溫度過高，浪費能源。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種臥式高效液氨蒸發器，其不僅能夠實現多臺鍋爐全程可調氣化輸出氨氣，還能夠節省氨區投建成本。

為解決上述技術問題，本實用新型的實施方式提供了一種臥式高效液氨蒸發器，其包括：具有冷凝水出口的臥式冷凝水罐體；具有液氨入口、氣氨出口的臥式液氨罐體；臥式冷凝水罐體的左、右端部呈開口狀且設置有法蘭盤，臥式冷凝水罐體的左開口端、右開口端分別設置有左開口封閉端、右開口封閉端，臥式冷凝水罐體內部為冷凝水室；臥式液氨罐體與臥式冷凝水罐體的頂部相連而讓臥式液氨罐體懸置于臥式冷凝水罐體的冷凝水室中，臥式液氨罐體自左向右設置有多層穿過液氨室的外蒸汽管，每層外蒸汽管的數量為多根；

臥式冷凝水罐體的左開口封閉端設置有蒸汽室，左開口封閉端設置有與多層外蒸汽管配合的多層內蒸汽管，臥式液氨罐體的左封閉端設置有供內蒸汽管插入外蒸汽管的插入口，蒸汽室的蒸汽自內蒸汽管進入到外蒸汽管的右端部，而后自內蒸汽管與外蒸汽管之間的間隙返回臥式液氨罐體左端部所設插入口，最后進入到冷凝水室。

與現有技術相比，本實用新型提供的高效液氨蒸發器由于具有多組蒸汽加熱組件，可以根據氣氨輸出工況任意排列組合出合適的蒸汽加熱組件進行工作，蒸汽冷凝水二次利用腔體積蓄的蒸汽冷凝水余溫不僅能夠實現冷凝水熱量的回收利用，而且能夠在關閉所有蒸汽加熱組件的情況下仍能夠維持一定時間的液氨氣化作業，或者是伴隨最低工況下所開啟的一組蒸汽加熱組件進行工作，此種工作模式實現了不管是多臺還是單臺鍋爐都能夠實現氣氨輸出量的可調化，對于氣氨輸出量較大的高負荷輸出也能夠滿足氣氨供應要求，為用戶節省氨區投建成本起到至關重要的作用；而由于液氨罐體外部設置夾套罐體，從而避免冷凝水泄漏滴落到蒸汽輸送管道而造成蒸汽輸送管道油漆出現氣蝕，有效提高整套設備的工作壽命。與此同時，進一步改進后的本實用新型還具有如下優點：

1、由于臥式狀態可以讓換熱管完全浸入液氨內，使得輸出氣氨的蒸發量成為可控的常量；

2、氨罐不會出現冷熱不均現象；

3、冷凝水可以進一步和液氨做水浴式交換，從而進一步降低能耗。

綜上，本實用新型小到50kg/h---2000kg/h無縫平滑變換，解決了從一臺爐30％的發電量到8臺爐滿負荷運行都能做到平滑變化，滿足以上工況用氨量。這是迄今為止世界獨一無二的液氨蒸發設備。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，臥式冷凝水罐體的頂部自左向右貫通設置有臥式液氨罐體安裝口，臥式液氨罐體焊接安裝于臥式液氨罐體安裝口處。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，多層外蒸汽管的分布形式為：下一層外蒸汽管的數量小于上一層外蒸汽管的數量。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，臥式液氨罐體的左端部與臥式冷凝水罐體的距離為dmm，d＞0。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，臥式冷凝水罐體的直徑大于臥式液氨罐體的直徑。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，液氨入口靠近臥式液氨罐體的右端部設置，氣氨出口靠近臥式液氨罐體的左端部設置，液氨入口的輸入管道豎向延伸至臥式液氨罐體所設外蒸汽管處。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，左開口封閉端、右開口封閉端設置有與臥式冷凝水罐體的法蘭盤配合的外法蘭盤，左開口封閉端、右開口封閉端與臥式冷凝水罐體通過法蘭結構可拆卸地連為一體，左開口封閉端、右開口封閉端與臥式冷凝水罐體之間設置有密封結構。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，右開口封閉端設置有數量與多層外蒸汽管配合的盲孔，臥式液氨罐體的右端部緊貼右開口封閉端，而自左向右插入外蒸汽管的內蒸汽管延伸至對應的盲孔處，且延伸至盲孔的內蒸汽管不與盲孔孔底接觸。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，臥式液氨罐體安裝口設置有弧形封板。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，每層內蒸汽管設置有控制閥。

附圖說明

圖1為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器示意圖；

圖2為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器內部結構示意圖；

圖3為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中液氨室示意圖；

圖4為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中液氨室剖視圖；

圖5為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中冷凝水室示意圖；

圖6為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中冷凝水室剖視圖；

圖7為本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中封板剖視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。

本實用新型的實施方式提供了一種臥式高效液氨蒸發器，參見圖1-6所示，其包括具有冷凝水出口(圖中未示)的臥式冷凝水罐體1以及具有液氨入口2A、氣氨出口2B的臥式液氨罐體2。

其中，臥式冷凝水罐體1的左、右端部呈開口狀且設置有法蘭盤1E(圖3和圖4中略去了法蘭盤，在圖1中可以看出該結構)，臥式冷凝水罐體1的左開口端、右開口端分別設置有左開口封閉端、右開口封閉端，臥式冷凝水罐體內部為冷凝水室1B。臥式液氨罐體2與臥式冷凝水罐體1的頂部相連而讓臥式液氨罐體2懸置于臥式冷凝水罐體1的冷凝水室中，臥式液氨罐體2自左向右設置有多層穿過液氨室2D的外蒸汽管2C，每層外蒸汽管的數量為多根，作為一種示例為：在臥式液氨罐內設置有四層外蒸汽管，而最下面一層設置的數量為五根，第二層到第四層分別為七根、九根、十一根，當然，外蒸汽管設置的層數和每層設置的數量并不僅限于此，可以根據需要進行層數的增減以及每層外蒸汽管數量的增減。

而臥式冷凝水罐體1的左開口封閉端設置有蒸汽室3，該蒸氣室設置有蒸汽輸入口，左開口封閉端設置有與多層外蒸汽管配合的多層內蒸汽管3A，臥式液氨罐體2的左封閉端設置有供內蒸汽管插入外蒸汽管的插入口，外部高溫蒸汽首先進入蒸汽室，而蒸汽室的蒸汽自內蒸汽管進入到外蒸汽管的右端部，而后自內蒸汽管與外蒸汽管之間的間隙返回臥式液氨罐體左端部所設插入口，最后進入到冷凝水室。

從上述內容不難發現，本實用新型提供的高效液氨蒸發器由于具有多組蒸汽加熱組件，可以根據氣氨輸出工況任意排列組合出合適的蒸汽加熱組件進行工作，蒸汽加熱組件的設置數量可以后期進行增減，亦或是通過關閉或者打開不同層數的蒸汽加熱組件進行工作，例如每層內蒸汽管設置有控制閥，在需要降低氣氨輸出量，則關閉相應層數的內蒸汽管，蒸汽冷凝水二次利用腔體積蓄的蒸汽冷凝水余溫不僅能夠實現冷凝水熱量的回收利用，而且能夠在關閉所有蒸汽加熱組件的情況下仍能夠維持一定時間的液氨氣化作業，或者是伴隨最低工況下所開啟的一組蒸汽加熱組件進行工作，此種工作模式實現了不管是多臺還是單臺鍋爐都能夠實現氣氨輸出量的可調化，對于氣氨輸出量較大的高負荷輸出也能夠滿足氣氨供應要求，為用戶節省氨區投建成本起到至關重要的作用；而由于液氨罐體外部設置夾套罐體，從而避免冷凝水泄漏滴落到蒸汽輸送管道而造成蒸汽輸送管道油漆出現氣蝕，有效提高整套設備的工作壽命。與此同時，進一步改進后的本實用新型還具有如下優點：

1、由于臥式狀態可以讓換熱管完全浸入液氨內，使得輸出氣氨的蒸發量成為可控的常量；

2、氨罐不會出現冷熱不均現象；

3、冷凝水可以進一步和液氨做水浴式交換，從而進一步降低能耗。

綜上，本實用新型小到50kg/h---2000kg/h無縫平滑變換，解決了從一臺爐30％的發電量到8臺爐滿負荷運行都能做到平滑變化，滿足以上工況用氨量。這是迄今為止世界獨一無二的液氨蒸發設備。

本實用新型的臥式高效液氨蒸發器中，臥式冷凝水罐體的頂部自左向右貫通設置有臥式液氨罐體安裝口1A，臥式液氨罐體2焊接安裝于臥式液氨罐體安裝口1A處，此結構讓臥式液氨罐體能夠保持安裝穩定性，且臥式液氨罐體的頂部不再浸泡于冷凝水中。

前文已經描述了多層外蒸汽管2C的分布形式為下一層外蒸汽管的數量小于上一層外蒸汽管的數量，當然，也可以每層外蒸汽管的數量一致，但為了工作效率，通常采用前一種布局。

從圖1可以看出，臥式液氨罐體的左端部與臥式冷凝水罐體1的距離為dmm，例如d取值100-200mm。且臥式冷凝水罐體的直徑大于臥式液氨罐體2的直徑。

另外，液氨入口2A靠近臥式液氨罐體的右端部設置，氣氨出口2B靠近臥式液氨罐體2的左端部設置，這樣能夠最大限度的利用熱量進行氣化，液氨入口的輸入管道豎向延伸至臥式液氨罐體所設外蒸汽管處。

并且，左開口封閉端、右開口封閉端設置有與臥式冷凝水罐體1的法蘭盤配合的外法蘭盤3B，外法蘭盤4B，左開口封閉端、右開口封閉端與臥式冷凝水罐體1通過法蘭結構可拆卸地連為一體，左開口封閉端、右開口封閉端與臥式冷凝水罐體之間設置有密封結構，右開口封閉端設置有數量與多層外蒸汽管配合的盲孔4A，臥式液氨罐體2的右端部緊貼右開口封閉端，而自左向右插入外蒸汽管的內蒸汽管延伸至對應的盲孔處，且延伸至盲孔的內蒸汽管不與盲孔孔底接觸，盲孔中可設置陶瓷涂層。臥式冷凝水罐體的右端部與右開口封閉端之間周向設置有密封機構，如此則可讓高溫蒸汽進入到盲孔的同時，臥式冷凝水罐體內的冷凝水不會進入到該區域。

最后，參見圖7，臥式液氨罐體安裝口1A設置有弧形封板5，該弧形封板的曲率與安裝口lA的曲率相同，該弧形封板將臥式冷凝水罐體1的安裝口再次封閉(臥式液氨罐體焊接時已經將冷凝水室與外接隔離開)，能夠讓臥式液氨罐體不與外接環境接觸。

該臥式高效液氨蒸發器的臥式液氨罐體是浸入到臥式冷凝水罐體的冷凝水中的，而右內、外蒸汽管套設構成的蒸汽加熱組件能夠完全浸入液氨中，避免了立式蒸發器會出現無法浸入液氨的情形，而高溫蒸汽從蒸氣室浸入到內蒸汽管后，運動到延伸至盲孔的外蒸汽管，而后返回到該外蒸汽管的左端部(位于臥式液氨蒸汽罐體左端所設插入口)，從而在運動過程中與液氨進行熱交換，逐漸冷凝為冷凝水后進入到冷凝水室。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本實用新型的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。