一种湿烟气用风冷式螺旋肋片管烟气冷凝换热器的制作方法

1.本实用新型涉及管式换热器领域，尤其涉及一种湿烟气用风冷式螺旋肋片管烟气冷凝换热器。


背景技术：

2.传统烟气
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空气用换热器，烟气和空气均为典型的对流换热方式，烟气可走管内纵向冲刷换热管换热，也可走管外横向冲刷换热管束换热。同样空气也可以走管外横向冲刷或管内纵向冲刷换热管换热（烟气和空气各走一侧），管内气体对换热管和管外气体对换热管的换热能力相差不大，综合经济性考虑，烟气侧和空气侧的换热面积相差不大，换热管采用光管型式的换热器。
3.在某些项目中，如北方缺水地区为了减少整个项目的用水耗量，或者为了减少脱硫后的湿饱和烟气总排放含水量，达到减轻白烟的目的，需要将湿法脱硫后的湿饱和烟气进一步降温，在降温的同时将烟气中的饱和水蒸汽部分要冷凝析出回收。
4.饱和湿烟气降温过程中，烟气中的所含水蒸汽部分冷凝时放出的大量的热，同时由于有饱和水蒸汽冷凝成液态水发生，烟气侧烟气对换热管的整体换热能力较无水蒸汽冷凝过程纯烟气降温大大增强，伴随烟气中的水蒸汽部分被冷凝会释放出大量的热量，释放出的热量需要及时带走。如采用环境风冷，直接用环境的冷风带走热量，所需要冷却的风量大，同时整体传热温差较小，一般情况下需要冷凝的饱和湿烟气和环境风温相差不到20℃，整体传热温差小，空气侧为典型的对流换热，换热能力弱，烟气侧因为有部分饱和水蒸汽冷凝成液态水，换热能力强是纯粹对流换热的数倍，相对空气侧所需要的换热面积更小，因此空气侧需要相对烟气侧数倍的换热面积布置大得多的换热面积。采用传统的烟气
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空气用换热器设备规模会大大增加，传统的烟气
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空气换热器不适用或不经济。


技术实现要素：

5.本实用新型实际要解决的技术问题是：现有的烟气
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空气用换热器由于饱和湿烟气在降温过程中部分水蒸气冷凝释放大量热，导致烟气侧烟气对换热管的整体换热能力较无水蒸汽冷凝过程纯烟气降温强得多，同时由于空气侧的水蒸气含量低，换热方式为典型的对流换热，换热能力弱，因此需要布置烟气侧数倍的换热面积从而导致换热器设备规模大大增加的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种湿烟气用风冷式螺旋肋片管烟气冷凝换热器，包括一个前后侧中部带有空气对流开口及左右侧中部带有烟气开口的方形箱体，烟风道出口及烟风道入口通过所述烟气开口进出所述方形箱体；还包括设置于所述烟风道出口及烟风道入口端头部分的固定环，在所述固定环内固定有第一支撑板，螺旋肋片换热管组贯穿所述第一支撑板后连通烟风道出口及烟风道入口；所述螺旋肋片换热管组包括若干呈圆周排布贯穿所述第一支撑板的若干螺旋状换热管，所述螺旋状换热管外壁设有肋片；在所述方形箱体内还设有弧板，所述弧板将经过所述螺旋肋片换热管组侧面流经管组的空气再次导向螺旋状换热管。
6.特别的，所述螺旋状换热管在靠近烟风道出口端的肋片宽度大于靠近烟风道入口端的肋片宽度。
7.特别的，所述肋片也呈螺旋状布置。
8.特别的，在所述螺旋肋片换热管组的中端外侧还套设有第二支撑板。
9.特别的，风道出口所在竖直高度低于烟风道入口所在竖直高度，且所述烟风道内靠近所烟风道出口一侧的烟风道壁板底部设有向下倾斜的v形排水道。
10.本实用新型的有益效果是：通过将换热管道设置为螺旋状一方面延长饱和湿烟气在换热管内的换热时间，可以提供更大的换热面积，增加换热效率，同时通过弧形板提高冷风利用率，提高冷风换热效率，增大无水蒸汽侧的换热面积，提高无水蒸汽侧的换热能力。
附图说明
11.图1为本实用新型装置方形箱体横向截面示意图。
12.图2为螺旋肋片换热管组结构示意图。
13.其中，方形箱体—1；烟风道出口—11；烟风道入口—12；固定环—13；弧板—14；v形排水道—15；第一支撑板—21；第二支撑板—22；螺旋肋片换热管组—3；螺旋状换热管—31；肋片—32；烟风道壁板—4。
具体实施方式
14.下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
15.一种湿烟气用风冷式螺旋肋片管烟气冷凝换热器，包括一个前后侧中部带有空气对流开口及左右侧中部带有烟气开口的方形箱体1，烟风道出口11及烟风道入口12通过所述烟气开口进出所述方形箱体1；还包括设置于所述烟风道出口11及烟风道入口12端头部分的固定环13，在所述固定环13内固定有第一支撑板21，螺旋肋片换热管组3贯穿所述第一支撑板21后连通烟风道出口11及烟风道入口12；所述螺旋肋片换热管组3包括若干呈圆周排布贯穿所述第一支撑板21的若干螺旋状换热管31，所述螺旋状换热管31外壁设有肋片32；在所述方形箱体1内还设有弧板14，所述弧板14将经过所述螺旋肋片换热管组3侧面流经管组的空气再次导向螺旋状换热管31。
16.作为一个优选的实施例，所述螺旋状换热管31在靠近烟风道出口11端的肋片32宽度大于靠近烟风道入口12端的肋片32宽度。通过增加烟风道入口12一端的肋片32的宽度，一方面增大了无水蒸汽侧的螺旋状换热管31的换热面积，另一方面也能起到加强扰流效应的作用，使得螺旋肋片换热管组3表面的空气发生湍流流动，增大换热系数，提升换热效率。
17.作为一个优选的实施例，所述肋片32也呈螺旋状布置；肋片32围绕所述螺旋状换热管31呈螺旋步骤的作用在于进一步增大换热面积。
18.作为一个优选的实施例，在所述螺旋肋片换热管组3的中部外侧还套设有第二支撑板22；由于一般螺旋状换热管31的长度较长，因此需要在中部套设第二支撑板22，防止在热交换过程中螺旋状换热管31发生形变，起到加固、定形的作用。
19.作为一个优选的实施例，所述烟风道出口11所在竖直高度低于烟风道入口12所在竖直高度，且所述烟风道内靠近所烟风道出口11一侧的烟风道壁板4底部设有向下倾斜的v形排水道15。
20.本实用新型装置的工作原理为：将需要冷凝的饱和湿烟气的行进路线固定为走换热管内部，带走饱和湿烟气的冷凝过程中释放的热量的空气因管外更容易扩展受热面而走管外，在换热管外采用螺旋肋片的方式扩展换热面积，强化管外空气对换热管的对流换热能力，换热器根据烟气量和烟气速度布置管数，根据需要的风量布置换热管间距和长度，使管内烟气冷凝换热和管外空气换热更加均衡合理，减少设备的布置规模。所述固定环13的作用在于当螺旋状换热管31损坏需要更换的时候方便拆卸，换热管设置为螺旋状的作用在于增大饱和湿烟气在换热管内的总长度，也可以设置为直管状，根据实际换热需求调节。同时饱和湿烟气在换热过程中水蒸气冷凝为凝结水，由于换热管本身为螺旋状，而烟风道出口11所在竖直高度又低于烟风道入口12所在竖直高度，因此凝结水在螺旋肋片换热管组3中在后续饱和湿热烟气的带动下不断地从靠近烟风道出口11一侧并流出，经过烟风道内向下倾斜的v形排水道15排出。换热管外空气经由方形箱体1上的空气对流开口进入方形箱体1，一部分正对螺旋肋片换热管组3，与换热管及换热管上的肋片32发生热交换，带走饱和湿烟气自身热量及由于冷凝释放的大部分热量，另一部分由侧面流经螺旋肋片换热管组3的空气在所述弧板14的作用下重新导向螺旋肋片换热管组3的背风面，达到最大化利用空气的目的；所述弧板14可拆卸，视换热需求情况决定是否安装弧板14；肋片32还能起到扰流板的作用，使得螺旋肋片换热管组3表面的空气发生湍流流动，增强了流体微团间的不规则的脉动，令换热系数有所增强，整体的换热系数得以提升，取得更好的换热效果。
21.本实用新型描述中出现的“连接”、“固定”，可以是固定连接、加工成型、焊接，也可以机械连接，具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.本实用新型描述中，出现的术语“中心”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系仅为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的特定的方位，因此并不能理解为对本实用新型的限制。
23.最后应说明的是：以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所描述的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。