煙氣冷卻器及煙氣處理系統技術方案

煙氣冷卻器及煙氣處理系統。煙氣冷卻器由至少一組串聯的傳熱管形成，每個傳熱管包含：中部具有橢圓截面但兩端具有圓形截面的液流管，其中所述圓形的直徑在32mm至51mm之間，所述橢圓的長軸與短軸長度之比在1.9至2.9之間；以及在液流管外表面上相互隔開的多對煙氣翅片，每對煙氣翅片包括相互對齊排列并且共同形成矩形外輪廓的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片，第一煙氣翅片和第二煙氣翅片的形狀相同，均設置有與橢圓管外表面形狀相適配的橢圓弧缺口，每對煙氣翅片的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片之間具有沿所述橢圓長軸方向延伸的外側縫隙。第一煙氣翅片、第二煙氣翅片和液流管各自獨立成型并通過焊接連成一體。

【技術實現步驟摘要】

本技術總體涉及煙氣處理技術。
技術介紹
申請人之前獲得的煙氣換熱器專利CN101762199B中所提出的橢圓基管H型翅片傳熱管具有抗磨損、抗積灰性能良好、流動阻力小、功耗低、結構緊湊、單位空間可容納更多受熱面等優點。近年來在華能集團、申能集團、中信集團等所下轄電廠獲得應用，并取得較好效果。但是，近年來因環保要求嚴苛，超低排放技術和低溫電除塵器技術獲得大力發展和推廣，煙冷器被設置于電除塵器上游，煙塵濃度高達10000～60000mg/Nm3，煙塵磨損加劇，積灰越發嚴重，且煙氣降溫幅度高達50℃，因此對傳熱管的流動阻力、流動功耗、傳熱能力等均提出了更高要求。此外，現有煙氣處理過程各個步驟之間缺乏有機整合，導致整個過程能耗過大。
技術實現思路
本技術的目的是提供改進的煙氣處理系統及其煙氣冷卻器，其能克服現有技術的某種或某些缺陷。根據本技術的第一方面，提供了一種煙氣冷卻器，由至少一組串聯的傳熱管形成，每個傳熱管包含：中部具有橢圓截面但兩端具有圓形截面的液流管，其中所述圓形的直徑在32mm至51mm之間，所述橢圓的長軸的長度為2a，短軸的長度為2b，其中a與b的比值在1.9至2.9之間；以及在液流管外表面上沿液流管軸向以10mm至30mm之間的均勻間距相互隔開的多對煙氣翅片，每對煙氣翅片包括相互對齊排列并且共同形成矩形外輪廓的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片，其中所述矩形的長邊的長度為A，短邊的長度為B，第一煙氣翅片和第二煙氣翅片的形狀相同，均設置有與橢圓管外表面形狀相適配的橢圓弧缺口，每對煙氣翅片的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片之間具有沿所述橢圓長軸方向延伸的外側縫隙，所述外側縫隙厚度W在6mm至12mm之間，其中第一煙氣翅片、第二煙氣翅片和液流管各自獨立成型并通過焊接連成一體。如后所進一步論述，采用這種設計的傳熱管的綜合性能得以顯著提高。其中a與b的比值優選在2.5左右。根據本技術的傳熱管的單管實施例，每個傳熱管僅包含單個液流管，其中A與2a的比值在1.3至2.3之間，優選在1.5至2.2之間，并且B與2b的比值在2.0至4.0之間，優選在2.2至3.0之間。根據本技術的一個具體單管實施例，所述圓形的當量直徑為32mm，相對應的橢圓形2a為58mm，2b為21mm，A為100mm，B為72mm，W為8mm。根據本技術的另一個具體單管實施例，所述圓形的直徑或當量直徑為38mm，相對應的橢圓形2a為60mm，2b為22mm，A為106mm，B為74mm，W為8mm。根據本技術的傳熱管的雙管實施例，每個傳熱管包含有且僅有兩個平行隔開布置的液流管，其中A與2a的比值在2.6至4.6之間，優選在3.0至4.4之間，并且B與2b的比值在2.0至4.0之間，優選在2.2至3.0之間。根據本技術的一個具體雙管實施例，所述圓形的直徑或當量直徑為32mm，相對應的橢圓形2a為58mm，2b為21mm，A為210mm，B為72mm，W為8mm。根據本技術的另一個具體雙管實施例，，所述圓形的直徑或當量直徑為38mm，相對應的橢圓形2a為60mm，2b為22mm，A為220mm，B為74mm，W為8mm。根據本技術的傳熱管的優選實施例，煙氣冷卻器的液流管和/或煙氣翅片的材質可以選自碳素鋼、ND鋼以及不銹鋼。根據本技術的第二方面，提供了一種煙氣處理系統，其包括：布置在冷卻煙道內的上述煙氣冷卻器；位于冷卻煙道下游的煙氣凈化裝置，用于對來自冷卻煙道的煙氣進行凈化處理；位于煙凈化裝置下游的煙氣再加熱裝置，具有液流管，用于對經過煙氣脫硫裝置脫硫后的煙氣進行再加熱處理；以及位于煙氣加熱裝置下游的煙氣排放裝置，用于排放經過煙氣再加熱裝置加熱后的煙氣，其中煙氣冷卻器的液流管與煙氣加熱裝置的液流管連通并形成循環管路。本技術的煙氣處理系統由于采用了改進的傳熱管或煙氣冷卻器，并使用從上游煙氣所回收的熱能來加熱下游待排放煙氣，從而顯著降低了整個煙氣處理過程中的能耗，跟進了國家對例如電廠等所不斷提出的節能環保改進要求。根據本技術的煙氣凈化裝置可以包括煙氣除塵、脫硫裝置等。煙氣排放裝置可以為直接通向大氣的煙囪。根據本技術的煙氣處理系統還可以包括：位于煙氣冷卻器上游的具有空氣管路的空氣預熱器、位于空氣預熱器上游的煙氣脫硝裝置以及位于煙氣脫硝裝置上游的鍋爐，其中煙氣脫硝裝置對來自鍋爐的煙氣進行脫硝處理，空氣預熱器利用脫硝后的煙氣對其空氣管路中的空氣進行預熱處理，其中空氣預熱器的空氣管路與鍋爐的燃燒室連通。該實施例在煙氣冷卻器上游設置空氣預熱器以在對煙氣持續降溫的同時利用回收熱能加熱空氣并送入鍋爐燃燒室，從而提高了鍋爐燃燒效率，并使煙氣排放更加環保?？諝忸A熱器可以由鍋爐的尾部受熱面構成。附圖說明圖1為根據本技術的單管型傳熱管的立體圖；圖2為根據本技術的單管型傳熱管的截面示意圖；圖3為現有實例的單管型傳熱管的截面尺寸示意圖；圖4為根據本技術的對應于Φ32當量圓管的單管型傳熱管的相應橢圓基管的截面尺寸示意圖；圖5為根據本技術的對應于Φ38當量圓管的單管型傳熱管的相應橢圓基管的截面尺寸示意圖；圖6為根據本技術的雙管型傳熱管的立體圖；圖7為根據本技術的雙管型傳熱管的截面示意圖；圖8為根據本技術的對應于Φ32當量圓管的雙管型傳熱管的相應橢圓基管的截面尺寸示意圖；圖9為根據本技術的對應于Φ38當量圓管的雙管型傳熱管的相應橢圓基管的截面尺寸示意圖；圖10為使用不同彎管接頭互連本技術的雙管結構時的俯視示意圖。圖11為流體在圓管下游的分離和漩渦；圖12為流體在橢圓管下游的分離和漩渦；圖13為隨著橢圓管長短軸之比增大，分離點后移的示意圖；圖14為根據本技術的電廠鍋爐煙氣處理系統。具體實施方式下面結合實施例和附圖對本技術做進一步說明，本領域技術人員應該理解，實施例和附圖只是為了更好地理解本技術，并不用來做出任何限制。參見圖1，根據本技術的單管型傳熱管包括單個橢圓管10以及沿橢圓管10的縱向或軸向布置的多對相互對齊的翅片(或可稱作“H型翅片”)。根據實際情況需要，每對翅片以10-30mm的間距均勻隔開。每對翅片包括上翅片21以及下翅片22。橢圓管10、上翅片21以及下翅片22的材質可以選自碳素鋼、ND鋼以及不銹鋼，各自獨立成型并隨后通過焊接例如高頻閃光電阻焊再連成一體。傳熱管可以再進一步組裝為熱交換器(亦可稱作“換熱器”或“煙氣冷卻器”)安裝在例如電廠的煙道中，如后所進一步詳細描述。橢圓管10通常通入待加熱液體例如水，因此亦可稱作“液流管”。雖然圖示橢圓管10全長均為一致的橢圓截面，但橢圓管10也可以設計成兩端仍然為圓形截面，只是作為主體的中部制成橢圓截面。這種兩端具有圓形截面的橢圓管10在后期組裝連接過程中具有優勢，可以仍然使用常規的圓截面彎管接頭進行互連。上翅片21和下翅片22通常直接處于例如煙道的高溫高粉塵煙氣或煙霧環境中，因此亦可稱作“第一煙氣翅片”和“第二煙氣翅片”。上翅片21和下翅片22形狀完全相同或基本相同(圖示互為鏡像)，大致均具有矩形外輪廓，中央部分開設與橢圓管外表面形狀相適配或相吻合的橢圓弧缺口以平滑焊接在橢圓管10上。每對翅片的上翅片21和下翅片22彼此相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煙氣冷卻器，由至少一組串聯的傳熱管形成，其特征在于，每個傳熱管包含：中部具有橢圓截面但兩端具有圓形截面的液流管，其中所述圓形的直徑在32mm至51mm之間，所述橢圓的長軸的長度為2a，短軸的長度為2b，其中a與b的比值在1.9至2.9之間；以及在液流管外表面上沿液流管軸向以10mm至30mm之間的均勻間距相互隔開的多對煙氣翅片，每對煙氣翅片包括相互對齊排列并且共同形成矩形外輪廓的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片，其中所述矩形的長邊的長度為A，短邊的長度為B，第一煙氣翅片和第二煙氣翅片的形狀相同，均設置有與橢圓管外表面形狀相適配的橢圓弧缺口，每對煙氣翅片的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片之間具有沿所述橢圓長軸方向延伸的外側縫隙，所述外側縫隙厚度W在6mm至12mm之間，其中第一煙氣翅片、第二煙氣翅片和液流管各自獨立成型并通過焊接連成一體。

【技術特征摘要】
1.一種煙氣冷卻器，由至少一組串聯的傳熱管形成，其特征在于，每個傳熱管包含：中部具有橢圓截面但兩端具有圓形截面的液流管，其中所述圓形的直徑在32mm至51mm之間，所述橢圓的長軸的長度為2a，短軸的長度為2b，其中a與b的比值在1.9至2.9之間；以及在液流管外表面上沿液流管軸向以10mm至30mm之間的均勻間距相互隔開的多對煙氣翅片，每對煙氣翅片包括相互對齊排列并且共同形成矩形外輪廓的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片，其中所述矩形的長邊的長度為A，短邊的長度為B，第一煙氣翅片和第二煙氣翅片的形狀相同，均設置有與橢圓管外表面形狀相適配的橢圓弧缺口，每對煙氣翅片的第一煙氣翅片和第二煙氣翅片之間具有沿所述橢圓長軸方向延伸的外側縫隙，所述外側縫隙厚度W在6mm至12mm之間，其中第一煙氣翅片、第二煙氣翅片和液流管各自獨立成型并通過焊接連成一體。2.根據權利要求1的煙氣冷卻器，其特征在于，每個傳熱管僅包含單個液流管，其中A與2a的比值在1.3至2.3之間并且B與2b的比值在2.0至4.0之間。3.根據權利要求2的煙氣冷卻器，其特征在于，A與2a的比值在1.5至2.2之間，B與2b的比值在2.2至3.0之間。4.根據權利要求2的煙氣冷卻器，其特征在于，所述圓形的直徑為32mm，2a為58mm，2b為21mm，A為100mm，B為72mm，W為8mm。5.根據權利要求2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王啟杰，曹絳敏，宋若槑，章衛，張錫奇，于煒，鄭為民，
申請(專利權)人：上海和衡能源科技發展有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31