专利名称：两相流高效防腐换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热交换装置，尤其是涉及一种电力、冶金、石油化工锅炉和加热炉的两相流高效防腐换热器。
技术背景提高锅炉和加热炉的热效率，最主要的措施就是利用烟气余热，降低排烟温度。在其它条件不变的情况下，锅炉和加热炉的排烟温度每降低约20°C，锅炉和加热炉的热效率就能提高1%。目前，影响锅炉和加热炉热效率提高的最大障碍，就是降低排烟温度后出现的空气预热器传热面积灰堵塞问题。积灰堵塞不但减小空气预热器的传热效率，烟气阻力增大，还增加了风机的电耗，严重时还威胁到锅炉和加热炉的正常运行。为解决这一难题， 一种两相流复合相变换热器问世，两相流相变换热器是利用沸腾吸热和凝结放热这一原理进行工作的。现有的两相流复合相变换热器一般是按照装置的设计负荷进行设计制造的， 其热负荷基本是一定值，通过单回路调节冷凝液的流量来控制两相流复合相变换热器的壁面温度，这种调节方法的不足之处是调节范围小，调节速度慢。在运行过程中，由于受种种因素的影响，如装置负荷的变化，天气温度的变化，都会影响两相流复合相变空气预热器的负荷，最终造成排烟温度发生变化。排烟温度过高，会降低加热炉的热效率。排烟温度过低， 会使两相流复合相变换热器烟气侧受到低温烟气中酸露点的腐蚀，造成受热面积灰和露点腐蚀失效，进而使空气预热器的热效率降低、甚至空气预热器不能使用
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术不足之处而提供一种两相流高效防腐换热器。 该装置的主控回路通过调节换热器冷凝液的流量，也即调节蒸发段的蒸发量，达到调节蒸发段传热面壁温和排烟温度的目的。当因装置负荷变化，或天气温度变化时，蒸发段传热面壁温超出主控回路的控制范围时。可以通过副控回路来达到调节蒸发段传热面壁温和排烟温度的目的。本实用新型的目的是通过以下措施来实现一种两相流高效防腐换热器，它包括锅炉排烟道、空气预热风道，其特征在于，还有扰流子空气预热器，相变换热器，主控制回路、副控制回路；其中所述相变换热器由蒸发段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器组成，蒸发段输出口通过蒸汽管道依次接主冷凝段、副冷凝段的输入口，主冷凝段输出口通过主冷凝液管返回蒸发段，副冷凝段通过副冷凝液管串接工作液分配器返回蒸发段；所述主控回路由温度变送器TT2、温度控制器TC2、热电偶、主冷凝液调节阀组成， 主冷凝液调节阀安装在相变换热器的主冷凝液管上，热电偶安装在蒸发段传热面面壁上， 热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器、温度控制器、主冷凝液调节阀控制端口 ；所述副控回路包括由温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀组成的第一副控回路和由温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀组成的第二副控回路；所述第一副控回路的副冷却液调节阀安装在工作液分配器返回蒸发段的副冷凝液管上，主控制回路的热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀控制端口 ；所述第二副控制回路的蒸汽调节阀安装在相变换热器的蒸汽管道靠近接入副冷凝段之前的位置上，主控制回路的热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀控制端口 ；所述扰流子空气预热器的烟道输入/输出端、相变换热器蒸发段的烟道输入/输出端串接在锅炉排烟道上，扰流子空气预热器位于上游段，扰流子空气预热器的空气输入/ 输出端，相变换热器主冷凝段、副冷凝段的空气输入/输出端依次串接在空气预热风道上， 扰流子空气预热器位于下游段。所述相变换热器的蒸汽管道上安装有安全控制回路，所述安全控制回路由压力传感器、压力变送器、压力控制器、排空阀门、排空管组成，所述排空管接蒸汽管道，排空阀门位于排空管尾部，压力传感器接蒸汽管道，压力传感器信号输出端经导线依次连接压力变送器、压力控制器、排空阀门控制端口。与现有技术相比，本实用新型提出的两相流高效防腐换热器，具有如下优点由于采用了双回路冷凝液调节技术，即主控回路通过调节换热器冷凝液的流量，也即调节蒸发器的蒸发量，达到调节蒸发器传热面壁温和排烟温度的目的。当因装置负荷变化，或天气温度变化时，蒸发器传热面壁温超出主控回路的控制范围时，可以通过副控回路来达到调节蒸发器传热面壁温和排烟温度的目的。本实用新型的调节传热面壁温的范围更大，可以更有效的调节传热面壁面温度，避免传热面结露和积灰腐蚀。并可定期释放热管组内的不凝气体，保证相变换热器高效运行，具有良好的应用前景。
图I是本实用新型提出的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对具体实施方式
作详细说明在图I所示本实用新型的一个实施例。图中，一种两相流高效防腐换热器，它包括锅炉排烟道19、空气预热风道2，扰流子空气预热器1，相变换热器，主控制回路、副控制回路；其中所述相变换热器由蒸发段18、主冷凝段7、副冷凝段11、工作液分配器13组成，蒸发段18输出口通过蒸汽管道3依次接主冷凝段7、副冷凝段11的输入口，主冷凝段7输出口通过主冷凝液管15返回蒸发段18，副冷凝段11通过副冷凝液管12串接工作液分配器 13返回蒸发段7;所述主控回路由温度变送器TT2、温度控制器TC2、热电偶17、主冷凝液调节阀20 组成，主冷凝液调节阀20安装在相变换热器的主冷凝液管15上，热电偶17安装在蒸发段7 传热面面壁上，热电偶17信息输出端经导线依次连接温度变送器TT2、温度控制器TC2、主冷凝液调节阀20控制端口 ；所述副控回路包括由温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀16组成的第一副控回路和由温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀8组成的第二副控回路； 所述第一副控回路的副冷却液调节阀16安装在工作液分配器13返回蒸发段7的副冷凝液管12上，主控制回路的热电偶17信息输出端经导线依次连接温度变送器TT1、温度控制器 TC1、副冷却液调节阀16控制端口，所述第二副控制回路的蒸汽调节阀8安装在相变换热器的蒸汽管道3靠近接入副冷凝段11之前的位置上，主控制回路的热电偶17信息输出端经导线依次连接温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀8控制端口 ；所述扰流子空气预热器I的烟道输入/输出端、相变换热器蒸发段7的烟道输入/ 输出端串接在锅炉排烟道19上，扰流子空气预热器I位于上游段，扰流子空气预热器I的空气输入/输出端，相变换热器主冷凝段7、副冷凝段11的空气输入/输出端依次串接在空气预热风道2上，扰流子空气预热器I位于下游段。本实用新型进一步采取如下措施所述相变换热器的蒸汽管道上安装有安全控制回路，所述安全控制回路由压力传感器P、压力变送器PP、压力控制器PC、排空阀门5、排空管4组成，所述排空管4接蒸汽管道3，排空阀门5位于排空管4尾部，压力传感器P接蒸汽管道3，压力传感器P信号输出端经导线依次连接压力变送器PP、压力控制器PC、排空阀门 5控制端口。本实用新型的工作流程是这样的高温烟气(350 380°C)首先进入扰流子管换热段1，与空气换热后，温度降低到 200 220°C，经烟气管道19进入蒸发段18，与蒸发段18内的工作液换热后，烟气温度降到约120°C后排向烟囱。15. 5°C冷空气首先流过副冷凝段11，经热风管道2进入主冷凝段7，与来自蒸发段 18的蒸汽换热后，空气温度升至100 120°C，经热风管道进入扰流子管换热段1，进一步被加热到200 250°C，然后进入锅炉或加热炉的热风系统。蒸发段18的工作液吸收烟气的热量后蒸发，经蒸汽管道3进入主冷凝段7，与空气换热后冷凝，经主冷凝液管15回到蒸发段18。副冷凝段11通过蒸汽管道与副冷凝段11 连接在一起。与空气换热冷凝后，冷凝液经副冷凝液管12进入工作液分配器13贮存起来。当相变换热器蒸发段的传热面壁温高于设定值时，主控回路开始启动，热电偶17 检测到的温度值会通过温度变送器TT2传给温度控制器TC2，温度控制器TC2根据预先设定的数值，启动主冷凝液调节阀20，使回流的工作液流量增大，也就是增加蒸发段18中的工作液量，使其蒸发量增加，吸热能力也增加，达到降低蒸发段传热面壁温的目的。当相变换热器蒸发段的传热面壁温低于设定值时，主控回路开始启动，热电偶17 检测到的温度值会通过温度变送器TT2传给温度控制器TC2，温度控制器TC2根据预先设定的数值，启动主冷凝液调节阀20，使回流的工作液流量减小，也即减小蒸发段18中的工作液量，使其蒸发量减小，吸热能力也减小，达到提高蒸发段传热面壁温的目的。当出现因装置负荷变化，或天气温度变化等变化因素，蒸发段传热面壁温超出主控回路的控制范围时。则通过副控回路来达到调节蒸发段传热面壁温和排烟温度的目的。 具体工作流程如下当相变换热器蒸发段的传热面壁温高于主控回路控制的设定值时，副控回路的第一副控制回路开始启动，热电偶17检测到的蒸发段传热面壁温温度值，通过温度变送器 TTl传给温度控制器TCl，温度控制器TCl根据预先设定的数值，打开工作液调节阀16，使工作液分配器13的工作液通过重力，经副冷凝液管补充到蒸发段18中，增加蒸发段18中的工作液量，使其蒸发量增加，吸热能力也增加，达到降低传热面壁温的目的。当排烟温度达到设定值时，控制系统会关闭工作液调节阀16，使工作液分配器13的工作液不再进入蒸发段18中。从而保证排烟温度在设定数值内。当相变换热器蒸发段的传热面壁温低于主控回路控制的设定值时，副控回路的第二副控制回路开始启动，热电偶17检测到的排烟温度值会通过温度变送器TT3传给温度控制器TC3，温度控制器TC3根据预先设定的数值，打开蒸汽调节阀8，使蒸发段18的蒸汽通过蒸汽管道、蒸汽调节阀8、进入副冷凝段11。通过与冷空气换热，介质蒸汽冷凝成液体，进入工作液分配器13储存起来。这样，蒸发段18内的蒸发量将减少，蒸发段烟气侧的吸热能力也将减小，达到提高蒸发段传热面壁温的目的。当蒸发段传热面壁温达到设定值时，控制系统会关闭蒸汽调节阀8，使蒸发段18的工作液蒸汽不再进入冷凝器9。当相变换热器运行一段时间后，相变换热器内会产生一定的不凝气体。当相变换热器内的压力高于设定值时，压力传感器P检测到的压力值会通过压力变送器PP传给压力控制器PC，压力控制器PC根据预先设定的数值，安全控制回路会打开排空阀门5，使不凝气体从排空管4排出。当相变换热器内压力在设定值之内时，安全控制回路会关闭排空阀门
5。从而保证相变换热器高效工作。上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，本领域内熟练的技术人员在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。
权利要求1.一种两相流高效防腐换热器，它包括锅炉排烟道、空气预热风道，其特征在于，还有扰流子空气预热器，相变换热器，主控制回路、副控制回路；其中所述相变换热器由蒸发段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器组成，蒸发段输出口通过蒸汽管道依次接主冷凝段、副冷凝段的输入口，主冷凝段输出口通过主冷凝液管返回蒸发段，副冷凝段通过副冷凝液管串接工作液分配器返回蒸发段；所述主控回路由温度变送器TT2、温度控制器TC2、热电偶、主冷凝液调节阀组成，主冷凝液调节阀安装在相变换热器的主冷凝液管上，热电偶安装在蒸发段传热面面壁上，热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器、温度控制器、主冷凝液调节阀控制端口 ；所述副控回路包括由温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀组成的第一副控回路和由温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀组成的第二副控回路；所述第一副控回路的副冷却液调节阀安装在工作液分配器返回蒸发段的副冷凝液管上，主控制回路的热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀控制端口 ；所述第二副控制回路的蒸汽调节阀安装在相变换热器的蒸汽管道靠近接入副冷凝段之前的位置上，主控制回路的热电偶信息输出端经导线依次连接温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀控制端口 ；所述扰流子空气预热器的烟道输入/输出端、相变换热器蒸发段的烟道输入/输出端串接在锅炉排烟道上，扰流子空气预热器位于上游段，扰流子空气预热器的空气输入/输出端，相变换热器主冷凝段、副冷凝段的空气输入/输出端依次串接在空气预热风道上，扰流子空气预热器位于下游段。
2.根据权利要求I所述的两相流高效防腐换热器，其特征在于，所述相变换热器的蒸汽管道上安装有安全控制回路，所述安全控制回路由压力传感器、压力变送器、压力控制器、排空阀门、排空管组成，所述排空管接蒸汽管道，排空阀门位于排空管尾部，压力传感器接蒸汽管道，压力传感器信号输出端经导线依次连接压力变送器、压力控制器、排空阀门控制端口。
专利摘要本实用新型涉及一种两相流高效防腐换热器，它包括锅炉排烟道、空气预热风道、扰流子空气预热器，相变换热器，主控制回路、副控制回路；所述相变换热器由蒸发段、主冷凝段、副冷凝段、工作液分配器组成，所述主控回路由温度变送器TT2、温度控制器TC2、热电偶、主冷凝液调节阀组成，所述副控回路包括由温度变送器TT1、温度控制器TC1、副冷却液调节阀组成的第一副控回路和由温度变送器TT3、温度控制器TC3、蒸汽调节阀组成的第二副控回路；本实用新型具有如下优点采用双回路冷凝液调节技术，可以更有效的调节传热面壁面温度，避免传热面结露和积灰腐蚀。并可定期释放热管组内的不凝气体，保证相变换热器高效运行，具有良好的应用前景。
文档编号F27D17/00GK202350077SQ20112042732
公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者王增辉, 王海斌, 马忠民, 齐永生 申请人:上海华阜科技发展有限公司