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一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統.pdf

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一種 提供 尿素 解熱 煙氣 熱換熱 系統
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摘要
申請專利號:

CN201510315955.0

申請日:

2015.06.10

公開號:

CN104896495A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F23J 15/06申請日:20150610|||公開
IPC分類號: F23J15/06 主分類號: F23J15/06
申請人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
發明人: 盛佳眉; 俸錦興; 王春; 陽緒東; 楊志忠; 何維
地址: 643001四川省自貢市自流井區五星街黃桷坪路150號
優先權:
專利代理機構: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214 代理人: 管高峰; 錢成岑
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510315955.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.04.12|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,屬于電站鍋爐煙氣脫硝領域,包括鍋爐和氣氣換熱器,所述氣氣換熱器包括若干排換熱器管圈,與換熱器管圈進口連通的進口風室及其進口風室接口,與換熱器管圈出口連通的出口風室及其出口風室接口,所述進、出口風室接口通過膨脹節與通風管道連接,所述換熱器管圈在左側包墻至右側包墻之間平行排列成若干排,并通過固定裝置搭掛在鍋爐吊掛管過熱器管子上,所述進、出口風室緊貼后包墻固定布置,并由若干段風室在鍋爐寬度方向上通過膨脹節連接構成,各段風室按鍋爐中心線對稱布置。本發明對鍋爐的影響小且換熱性能好,并克服常規的爐外布置的管殼式換熱器由于高塵煙氣導致的換熱器積灰、堵塞問題。

權利要求書

權利要求書
1.  一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,包括鍋爐和氣氣換熱器,其特征在于:所述氣氣換熱器包括若干排換熱器管圈,與換熱器管圈進口連通的進口風室及其進口風室接口,與換熱器管圈出口連通的出口風室及其出口風室接口,所述進、出口風室接口通過膨脹節與通風管道連接,所述換熱器管圈在左側包墻至右側包墻之間平行排列成若干排,并通過固定裝置搭掛在鍋爐吊掛管過熱器管子上,所述換熱器管圈由換熱器管在鍋爐后包墻至中隔墻方向上水平延伸并在豎直平面上來回彎折形成管圈,換熱器管從鍋爐后包墻的扁鋼間穿出到所述進、出口風室內,且換熱器管在靠近所述進、出口風室處彎折形成叉形結構,所述進、出口風室緊貼后包墻固定布置,并由若干段風室在鍋爐寬度方向上通過膨脹節連接構成,各段風室按鍋爐中心線對稱布置。

2.  如權利要求1所述的提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,其特征在于:所述換熱器管圈靠近中隔墻一端設有防磨裝置。

3.  如權利要求1所述的提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,其特征在于:所述換熱器管圈整體呈近“Y”字形。

4.  如權利要求1所述的提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,其特征在于:所述換熱器管圈的換熱器管在所述進、出口風室處彎折形成叉形結構的部分與水平面夾角為10°~90°。

5.  如權利要求1所述的提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,其特征在于:所述換熱器管圈上還設有管夾固定其來回彎折的換熱器管。

6.  如權利要求1所述的提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,其特征在于:所述氣氣換熱器布置在鍋爐尾部豎井低溫過熱器或低溫再熱器區域。

說明書

說明書一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統
技術領域
本發明屬于電站鍋爐煙氣脫硝領域,尤其涉及一種提供脫硝還原劑尿素熱解熱源的爐內氣氣換熱器。
背景技術
尿素作為脫硝還原劑越來越多地被電廠采用。目前工程上較為常規的尿素熱解法工藝是將空氣或鍋爐的冷(熱)一次風通過加熱器或換熱器加熱到600℃左右作為尿素熱解的熱源。
加熱器通常采用電加熱或燃燒器加熱;換熱器則是利用鍋爐高溫煙氣加熱空氣或鍋爐的冷(熱)一次風。出于節能目的,換熱器技術越來越多地應用于煙氣脫硝尿素熱解領域。
專利文獻:公告號CN202609955U,中國實用新型專利公開說明書提出了一種脫硝用尿素熱解制氨工藝裝置,在鍋爐外部設置換熱器,根據圖示,換熱器結構型式為水平布置的管殼式換熱器,從鍋爐引出煙氣流入換熱器管殼加熱管束內的空氣,用于SCR脫硝還原劑尿素熱解;其缺陷是:即使在換熱器內部安裝了吹灰器,但由于引出的鍋爐煙氣由于含高濃度的煙塵會導致換熱器積灰、堵塞而影響空氣加熱。公告號CN203824376U,是在公告號CN202609955U的基礎上對換熱器進行的改進,將臥式換熱器改進成立式布置的管殼式換熱結構,管束內流通的高塵濃度的煙氣加熱管殼的空氣,這種布置方式雖可減緩管束內積灰、堵塞,但不能根本解決高濃度煙塵堵塞問題而影響換熱。
專利文獻:公布號CN103191640A,中國發明專利申請公開說明書提出了一種SCR脫硝還原劑尿素熱解熱源供給方法和裝置,在鍋爐煙氣區域布置換熱器,將熱的一次風加熱用于SCR脫硝還原劑尿素熱解,未說明換熱器的結構型式。
相對現有技術布置于鍋爐外的換熱器的簡便易行,布置于鍋爐內的換熱器難度更高,現有技術也往往僅僅是籠統提出一個爐內布置換熱器的簡單設想,未見有具體實現的方案,因為其存在兩個顯著難題一直未得以解決:
1)氣氣換熱器對鍋爐的影響,換熱器布置于鍋爐內,必然會對鍋爐造成重大影響,第一是鍋爐本身結構方面的影響,另一方面就是對鍋爐內原有運行環境的影響,如對鍋爐效率和膨脹熱應力的影響等。
2)相對現有技術布置于鍋爐外的換熱器,鍋爐內部運行環境復雜,如何在這復雜環境中保證氣氣換熱器的良好性能更是一個難題。
發明內容
本發明的目的在于:提出一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,對鍋爐的影響小且換熱性能好,并克服常規的爐外布置的管殼式換熱器由于高塵煙氣導致的換熱器積灰、堵塞問題。
本發明目的通過下述技術方案來實現:
一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,包括鍋爐和氣氣換熱器,所述氣氣換熱器包括若干排換熱器管圈,與換熱器管圈進口連通的進口風室及其進口風室接口,與換熱器管圈出口連通的出口風室及其出口風室接口,所述進、出口風室接口通過膨脹節與通風管道連接,所述換熱器管圈在左側包墻至右側包墻之間平行排列成若干排,并通過固定裝置搭掛在鍋爐吊掛管過熱器管子上,所述換熱器管圈由換熱器管在鍋爐后包墻至中隔墻方向上水平延伸并在豎直平面上來回彎折形成管圈,換熱器管從鍋爐后包墻的扁鋼間穿出到所述進、出口風室內,且換熱器管在靠近所述進、出口風室處彎折形成叉形結構,所述進、出口風室緊貼后包墻固定布置,并由若干段風室在鍋爐寬度方向上通過膨脹節連接構成,各段風室按鍋爐中心線對稱布置。
作為選擇,所述換熱器管圈靠近中隔墻一端設有防磨裝置。
上述方案中,減少煙氣對氣氣換熱器的沖刷磨損。
作為選擇,所述換熱器管圈整體呈近“Y”字形。
作為選擇,所述換熱器管圈的換熱器管在所述進、出口風室處彎折形成叉形結構的部分與水平面夾角為10°~90°。
上述方案中,最小化換熱器管圈沿鍋爐深度方向的膨脹差。
作為選擇,所述換熱器管圈上還設有管夾固定其來回彎折的換熱器管。
作為選擇,所述氣氣換熱器布置在鍋爐尾部豎井低溫過熱器或低溫再熱器區域。
上述方案中,換熱器布置在鍋爐后轉向室處,在該位置從爐前往爐后方向煙氣對氣氣換熱器的沖刷較大,換熱性能更佳。
前述本發明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案,均為本發明可采用并要求保護的方案:如本發明,各選擇即可和其他選擇任意組合,本領域技術人員在了解本發明方案后根據現有技術和公知常識可明了有多種組合,均為本發明所要保護的技術方案,在此不做窮舉。
工作過程為:脫硝裝置作為火電廠的重要組成部分,本發明將鍋爐和脫硝作為一個整體考慮,充分利用鍋爐煙氣余熱為SCR脫硝尿素熱解提供熱源,可以為電廠創造良好的經濟效益。該發明優選將煙氣-空氣換熱器布置在鍋爐尾部豎井低溫過熱器或低溫再熱器區域,煙氣溫度在400℃~900℃之間,換熱器與產生熱(冷)一次風的裝置連接并引入一次風由 上述鍋爐煙氣區域的煙氣加熱,經換熱器加熱后的熱風再引入到尿素熱解反應器為其提供熱解熱源。
本發明的有益效果:本發明通過特定限定換熱器的布置位置、布置形式、布置結構,該三方面的結合,既盡量減少了對鍋爐的影響又保證了良好的換熱性能。
本發明通過把進出口風室緊貼鍋爐后包墻固定的方式,使得風室和鍋爐之間的熱應力差大大減小,避免了對鍋爐系統的破壞;進出口風室每隔一段距離為一段,風室間采用膨脹節連接,進一步減小鍋爐與風室間膨脹差,安全可靠。
本發明結構和布置形式,最小化對于鍋爐內部運行環境的影響同時最大化換熱效率,同時又可節省氣氣換熱器連接管管材,降低了氣氣換熱器設備的成本;且不需為進出口集箱設置復雜的吊掛裝置。
本發明結構簡單,制造和現場安裝方便,充分利用大型電站鍋爐的煙氣熱量加熱空氣作為尿素熱解的熱源,在電廠運行上將創造顯著的商業價值。
附圖說明
圖1是本發明實施例的氣氣換熱器布置結構主視示意圖;
圖2是本發明實施例的氣氣換熱器布置結構俯視示意圖;
其中換熱器管圈1、進口風室2、進口風室接口3、出口風室4、出口風室接口5、風室固定裝置6、煙氣密封裝置7、防磨裝置8、管夾9、管圈固定裝置10、鍋爐吊掛管過熱器管子11、后包墻12、中隔墻13、左側包墻14、右側包墻15。
具體實施方式
下列非限制性實施例用于說明本發明。
參考圖1、2所示,一種提供尿素熱解熱源的爐內煙氣熱換熱系統,包括鍋爐和氣氣換熱器,氣氣換熱器布置在鍋爐尾部豎井低溫過熱器或低溫再熱器區域。氣氣換熱器包括若干排換熱器管圈1,與換熱器管圈1進口連通的進口風室2及其進口風室接口3,與換熱器管圈1出口連通的出口風室4及其出口風室接口5,進、出口風室接口3、5通過膨脹節與通風管道連接,換熱器管圈1在左側包墻14至右側包墻15之間平行排列成若干排,并通過管圈固定裝置10搭掛在鍋爐吊掛管過熱器管子11上(利用鍋爐原有的吊掛管過熱器管子進行吊掛固定,無損鍋爐結構),換熱器管圈1由換熱器管在鍋爐后包墻12至中隔墻13方向上水平延伸并在豎直平面上來回彎折形成管圈,換熱器管從鍋爐后包墻12的扁鋼間穿出到進、出口風室2、4內,且換熱器管在靠近進、出口風室2、4處彎折形成叉形結構,該叉形結構的部分與水平面夾角a為10°~90°,換熱器管圈1整體呈近“Y”字形(參見 圖1)。換熱器管圈1靠近中隔墻13一端設有防磨覆蓋裝置8,用以減少從爐前往爐后方向煙氣對氣氣換熱器的沖刷磨損,換熱器管圈1上還設有管夾9固定其來回彎折的換熱器管,管夾9用以對換熱器管圈1進行限位固定。進、出口風室2、4緊貼后包墻12固定布置,并由若干段風室在鍋爐寬度方向上通過膨脹節連接構成,各段風室按鍋爐中心線對稱布置。
上述系統布置、工作流程:
電廠風機出口的管路通過膨脹節與氣氣換熱器進口風室接口3相接,出口風室接口5同樣通過膨脹節與出口熱風管路相接。鍋爐一次風通過風機引入到氣氣換熱器進口風室2,空氣再進入一排排換熱器管圈1中,經后豎井的高溫煙氣加熱后進入到換熱器出口風室4,然后經與出口風室接口5連接的熱風管道引入到尿素熱解反應器中作為熱解熱源。
換熱器進出口風室2、4在鍋爐寬度方向上不采用整體式,考慮到減小鍋爐后包墻12與風室間膨脹差,進出口風室每一定距離為一段,風室間采用膨脹節連接,按鍋爐中心線對稱布置。通過計算,在進出口風室2、4上每隔一段距離設置風室固定裝置6。在鍋爐后包墻相應位置預設有與換熱器進出口風室2、4密封配合的預埋件,在進出口風室2、4管圈穿包墻處還設置有煙氣密封裝置7,防止煙氣進入風室內。現場安裝好后在風室的外表面和熱風管道上布置一定厚度的保溫材料。
換熱器布置在鍋爐后轉向室處,在該位置從爐前往爐后方向煙氣對氣氣換熱器的沖刷較大,所以在換熱器管圈1的最左端設置有防磨覆蓋裝置8。通過性能計算確定管圈橫向管排數量以及縱向管排數量的合理性,并相應設置管夾9對換熱器管圈1進行限位固定。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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