能够降低烟气漏风率的换热系统的制作方法

本实用新型涉及气相与气相间的换热设备，具体是指能够降低烟气漏风率的换热系统。

背景技术：

气相与气相间换热器(以下简称烟气换热器)是一种利用高温流体的热量经热交换加热低温流体的换热设备，其普遍应用于电力、石油、化工等领域，作用在于余热回收或加热冷工质。对于回转式的烟气换热器来说，一般其结构主要由壳体、换热元件、转动装置等组成，受其结构简单、操作方便、投资低廉等原因影响，其应用广泛。然而，回转式烟气换热器有不足之处，即存在一定量的高压侧介质向低压侧介质泄露(简称漏风率)，从而影响换热效果、导致换热介质间相互掺杂或增加某一介质烟气量等，此种漏风主要由高压侧介质向低压侧介质泄露引起，漏风来源主要由换热元件孔内携带和密封片密封不彻底(固有间隙及温差形变)等产生，且后者为主要因素。

目前，国内外普遍采用的降低漏风率方式为：在换热元件和壳体的边缘使用柔性较好的密封片(简称柔性密封)、密封装置自动跟踪间隙调整、降低换热介质间差压(双层密封)、采用密封风(或低泄露风)并增大该风压等。其中，采用密封风(或低泄露风)方式中，该密封风(或低泄露风)从某一介质中抽取或直接取用空气，经风机加压后导入密封箱内，利用密封箱内介质压力大于各换热介质压力的差压原理来实现阻止换热介质间的串流。

以电力行业脱硫工艺普遍采用的烟气换热器(GGH)为例，在该工艺中，选择既经济又高效可行的烟气换热装置是脱硫工艺中的关键环节，利用未脱硫的高温烟气通过换热器去加热脱硫后的净烟气，使原烟气从130℃降低至100℃，净烟气从50℃被加热到80℃，在提升烟气抬升高度、强化废气扩散的同时，利用烟气换热器既可以回收高温烟气的热量、节省能源，又可以保证脱硫塔的正常工作、减少水消耗，以及提高脱硫塔的脱硫效率、降低对大气的污染。

以电力行业脱硫工艺普遍采用的烟气换热器(GGH)为例，常规GGH的结构如图1、图2所示，该系统包括回转式换热器、低泄露风机7和密封箱3，换热器具有壳体1、换热元件2和转动装置4，换热元件2和转动装置4均内置在壳体1内，换热元件2和转动装置4相连接，转动装置4能够带动换热元件2旋转，密封箱3内置在壳体1的中间，高温高压烟气5从集风箱10的一侧经过换热元件2时，将热量传递给换热元件2而温度降低，吸收热量后的换热元件2经转动装置4旋转进入位于密封箱3另一侧的低温低压烟气6侧，再与低温低压烟气6发生热交换，从而实现对低温低压烟气6的加热，集风箱10用于收集两侧的泄露风。

在此过程中，因高温高压烟气5侧的压力高，约1～3kPa，低温低压烟气6侧压力低，约0～-0.2kPa，该差压引起高压侧向低压侧烟气泄露现象，因此，在两侧烟气换热元件中间设置有密封箱3，低泄露风机7从低温低压烟气6侧抽取部分烟气，并以高于高温高压烟气5和低温低压烟气6压力的方式作为密封风8进入密封箱3内来阻止两侧烟气的相互串流，以此降低高温高压烟气5向低温低压烟气6泄露的趋势。

该运行方式的缺点为，对密封风8风压要求高，约为高压烟气侧压力的2～4倍，且密封效果受密封片的密封性能、密封均匀性和温差形变等因素影响大，当密封片故障、损坏或形变不均匀时，密封风8会大量由密封片损坏或间隙大处进入该侧烟气，即增大了该侧的烟气量，又降低了其它位置的密封效果。此外，由于换热元件2转动过程中会携带部分高温高压烟气5和低温低压烟气6进入密封箱3内成为密封风8的一部分，引起不同烟气间相互混杂，混杂后的烟气再借助密封风8风压高于高温高压烟气5和低温低压烟气6的风压，从而进入高温高压烟气5侧和低温低压烟气6侧，进而影响低温低压烟气6的烟气成分。从设备选材上看，因密封风8主要来自低温低压烟气6，该烟气中含有腐蚀性气体SO₂和SO₃，在烟气中水蒸汽和低温的共同作用下，密封风8对低泄露风机7及其附属烟道有较强腐蚀性，故常规低泄露风机7和其附属烟道均需选用耐腐蚀材料或做防腐处理，增加了投资和维护成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供能够降低烟气漏风率的换热系统，该换热系统能够有效降低回转式烟气换热器的漏风率，相比传统回转式烟气换热器具有投资和维护成本低的优点，还具有较好节能效果。

本实用新型的这一目的通过如下的技术方案来实现的：能够降低烟气漏风率的换热系统，该系统包括回转式换热器、低泄露风机和集风箱，所述换热器具有壳体、换热元件和转动装置，换热元件和转动装置均内置在壳体内，换热元件和转动装置相连接，所述的集风箱内置在壳体的中间，高温高压烟气从集风箱的一侧经过换热元件时，将热量传递给换热元件而温度降低，吸收热量后的换热元件经转动装置旋转进入位于集风箱另一侧的低温低压烟气侧，再与低温低压烟气发生热交换，从而实现对低温低压烟气的加热，集风箱用于收集两侧的泄露风，其特征在于：所述低泄露风机的入口与所述的集风箱相连通，低泄露风机的出口与高温高压烟气侧换热元件的入口或出口相连通，低泄露风机用于收集集风箱的泄露风，然后将收集来的泄露风导入高温高压烟气侧中，所述系统还包括变频控制器和压力传感器，所述变频控制器与低泄露风机相连，用于控制低泄露风机的转速，通过对低泄露风机的变频控制实现集风箱内的压力低于两侧压力的目的，从而降低高温高压烟气向低温低压烟气的泄露量，所述的压力传感器为两根，分别安装在集风箱和低温低压烟气侧的低压端的烟道内，用于监控此二处的压力。

本实用新型中，所述的高温高压烟气也可以是高温低压烟气或低温高压烟气，相应地，低温低压烟气也可以是低温高压烟气或高温低压烟气。

与现有技术相比，本实用新型将低泄露风机的取风方式进行了改变，低泄露风机采用变频控制器控制转速出力，且风机入口连接于集风箱上，出口连接于高压烟气侧换热元件的入口或出口处，用于将集风箱收集来的泄露风导入高压烟气侧内，通过调节变频控制的低泄露风机转速，对集风箱内的烟气进行抽取产生负压，使集风箱内压力低于两侧换热介质的压力，实现高压侧烟气向低压侧烟气泄露的控制，此运行方式还能够使低泄露风机出力同比降低，节能效果显现。

此外，从低泄露风机及其附属烟道材质选择上看，本实用新型采用的泄露风取风方式在当高压侧烟气为高温烟气时，相比现有技术提高了通过低泄露风机的泄露风风温，有利于减少烟气中腐蚀性气体对低泄露风机及其附属烟道的腐蚀，降低了这些设备的投资和维护费用。该换热系统能够广泛应用于诸如电力行业、锅炉余热回收等多个行业中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是现有技术换热系统的结构布置示意图；

图2是现有技术换热系统中换热器的结构示意图；

图3是本实用新型换热系统实施例一的结构布置示意图；

图4是本实用新型换热系统中换热器的结构示意图；

图5是本实用新型换热系统实施例二的结构布置示意图。

附图标记说明

1、壳体；2、换热元件；3、密封箱；4、转动装置；5、高温高压烟气；

6、低温低压烟气；61、高压端；62、低压端；7、低泄露风机；

8、密封风；9、泄露风；10、集风箱；11、压力传感器；

12、变频控制器。

具体实施方式

实施例一

本实用新型能够降低烟气漏风率的换热系统的实施例一如图3、图4所示，该系统包括回转式换热器、低泄露风机7、集风箱10、变频控制器12和压力传感器11。该换热系统能够广泛应用于诸如电力行业、锅炉余热回收等多个行业中。

换热器具有壳体1、换热元件2和转动装置4，换热元件2和转动装置4均内置在壳体1内，换热元件2和转动装置4相连接，转动装置4能够带动换热元件2旋转，集风箱10内置在壳体1的中间，高温高压烟气5从集风箱10的一侧经过换热元件2时，将热量传递给换热元件2而温度降低，吸收热量后的换热元件2经转动装置4旋转进入位于集风箱10另一侧的低温低压烟气6侧，再与低温低压烟气6发生热交换，从而实现对低温低压烟气6的加热，集风箱10用于收集两侧的泄露风。

本实施例中，低泄露风机7的入口与集风箱10相连通，低泄露风机7的出口与高温高压烟气5侧换热元件2的入口相连通，低泄露风机7用于收集集风箱10的泄露风9，然后将收集来的泄露风9导入高温高压烟气5侧中，变频控制器12与低泄露风机7相连，用于控制低泄露风机7的转速，通过对低泄露风机7的变频控制实现集风箱10内的压力低于两侧压力的目的，从而降低高温高压烟气5向低温低压烟气6的泄露量，压力传感器11为两根，分别安装在集风箱10和低温低压烟气6侧的低压端62的烟道内，用于监控此二处的压力。

本实施例中的集风箱10与现有技术的密封箱3结构相同，也可以采用类似的结构，该集风箱10位于高温高压烟气5和低温低压烟气6侧的中间，用于收集两侧的泄露风。该换热系统即能够有效降低回转式烟气换热器的漏风率，又能够降低低泄露风机的投资、运行和维护成本。

本实施例的换热系统在工作时，高温高压烟气5流经换热元件2时，将热量传递给换热元件2而温度降低，吸收热量后的换热元件2经旋转进入低温低压烟气6侧，再与低温低压烟气6发生热交换，从而实现对低温低压烟气6的加热。在高温高压烟气5侧和低温低压烟气6侧的中间位置设置有集风箱10，用于收集两侧的泄露风，低泄露风机7采用变频控制器12控制转速，低泄露风机7的入口连接于集风箱10上，低泄露风机7的出口连接于高压烟气侧换热元件的入口处，用于将集风箱10收集来的泄露风9导入高温高压烟气5侧内。

本实施例通过对低泄露风机7的变频控制和监控集风箱10与低温低压烟气6烟道内烟气压力，实现高温高压烟气5向低温低压烟气泄漏量的调整控制，通过设置在集风箱10与低温低压烟气6侧低压端62烟道内的压力传感器11，当集风箱10内压力接近或高于低压端62烟气压力时，变频控制器12提高低泄露风机7的转速，增加集风箱10内真空度，实现降低高温高压烟气5向低温低压烟气6泄露量的目的。

作为本实施例的变换，高温高压烟气5也可以是高温低压烟气或低温高压烟气，相应地，低温低压烟气6也可以是低温高压烟气或高温低压烟气。

实施例二

本实用新型能够降低烟气漏风率的换热系统的实施例二如图5所示，和实施例一不同的是，该实施例中低泄露风机7的出口连接于高温高压烟气5侧换热元件的出口处。

如上所述，利用本实用新型可以实现降低高压侧烟气向低压侧烟气的泄露量，特别对于在烟气换热器运行使用中出现密封片损坏或脱落时效果更佳明显，同时，在低泄露风机及其附属烟道的材质选择上也因流通烟气条件的改善而能够降低投资和维护成本。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。