一種抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕的煙氣加熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋爐煙氣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕的煙氣加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤產(chǎn)生的二氧化硫、三氧化硫等有害氣體是導(dǎo)致大氣污染、酸雨形成的重要原因之一。目前，濕法煙氣脫硫工藝(FGD)在大型燃煤設(shè)備的煙氣脫硫工藝中仍處于主導(dǎo)地位。濕法煙氣脫硫工藝主要是在脫硫塔中使用石灰漿液洗滌煙氣，并通過(guò)增加氣液接觸面積來(lái)獲得較高的脫硫效率。
[0003]經(jīng)過(guò)濕法脫硫后的煙氣溫度一般在40?50°C之間，水蒸氣含量處于飽和狀態(tài)，并攜帶有眾多不同大小的液滴。雖然脫硫塔內(nèi)布置有除霧器，但常用的平板、折板式除霧器對(duì)直徑較小的液滴的脫除能力十分有限，且很容易出現(xiàn)液滴二次攜帶的問題，故脫硫塔出口的煙氣里仍有大量液滴存在。這些液滴中含有高濃度的SO42、SO32、Cl、F等酸性離子，使液滴呈酸性，具有很強(qiáng)的腐蝕性，極易對(duì)下游煙道、煙囪造成復(fù)合型低溫腐蝕。并且由于排煙溫度較低，煙氣的浮力也較低，對(duì)煙氣中的污染物擴(kuò)散十分不利，導(dǎo)致設(shè)備附近污染物落地濃度增加。低溫?zé)煔鈴臒焽枧懦龊?，處于飽和狀態(tài)的水蒸氣遇冷發(fā)生凝結(jié)，形成大量白霧。
[0004]為了避免以上問題的發(fā)生，可在脫硫塔后加裝煙氣加熱系統(tǒng)，將脫硫后的煙氣溫度提升至80°C左右，再由煙囪排放。但是由于脫硫塔出口處的濕煙氣攜帶有大量具有很強(qiáng)腐蝕性的酸性液滴，會(huì)對(duì)脫硫塔后的煙氣加熱器本身造成嚴(yán)重的復(fù)合型低溫腐蝕。特別是煙氣加熱器中使用的翅片管，極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，導(dǎo)致煙氣加熱器失效報(bào)廢，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0005]近年來(lái)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了多種優(yōu)質(zhì)抗復(fù)合型低溫腐蝕的新材料，但價(jià)格都非常昂貴，完全使用這些材料來(lái)制造煙氣加熱器并不現(xiàn)實(shí)。一些廠家在煙氣加熱器入口處布置數(shù)排使用抗復(fù)合型低溫腐蝕的材料制造的光管，代替容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的翅片管，以攔截?zé)煔庵械囊旱尾?duì)煙氣進(jìn)行加熱。但由于光管束的換熱能力較差，需要更多的管束來(lái)將煙氣加熱至預(yù)定溫度，造成煙氣加熱器體積增加，制造成本大幅上升。因此，開發(fā)一種具有抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕功能、設(shè)計(jì)合理且成本較低的煙氣加熱器具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕的煙氣加熱器，其不僅能夠起到加熱煙氣、降低煙氣中液滴的攜帶率、減小煙氣相對(duì)濕度、保護(hù)下游煙道和煙囪的作用，并且本身受濕煙氣造成的復(fù)合型低溫腐蝕的影響較小，制造成本也相對(duì)合理。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
[0008]—種抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕的煙氣加熱器，包括外殼I和內(nèi)部管束；所述外殼I一側(cè)設(shè)置有煙氣入口，相對(duì)側(cè)設(shè)置有煙氣出口 ；所述內(nèi)部管束為在外殼I內(nèi)部沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向依次設(shè)置的開縫管束、鰭片管束和翅片管束；所述開縫管束由多根密集錯(cuò)列布置的開縫管2組成；所述鰭片管束由多根錯(cuò)列布置的鰭片管3組成，鰭片管3之間由彎頭6相連，最前排和最后排的鰭片管3分別與鰭片管束的入口集箱7和出口集箱8連通；所述翅片管束由多根錯(cuò)列或順列布置的翅片管4組成，翅片管4之間由彎頭9相連，最前排和最后排的翅片管4分別與翅片管束的入口集箱10和出口集箱11連通。
[0009]所述開縫管2為豎直布置或水平布置，開縫管2的排數(shù)大于或等于3 ;所述鰭片管3為水平布置；所述翅片管4為水平布置。
[0010]所述翅片管的排數(shù)多于開縫管和鰭片管。
[0011]所述開縫管2壁面上與煙氣來(lái)流方向?yàn)轭A(yù)設(shè)角度的位置處開有一系列交錯(cuò)排列的、穿透管壁的軸向縫隙。
[0012]所述預(yù)設(shè)角度為75°?90°，所述軸向縫隙均位于開縫管2的背風(fēng)側(cè)。
[0013]每條軸向縫隙的寬度與所述開縫管直徑之比小于0.2 ;每條軸向縫隙沿軸向的長(zhǎng)度與所述開縫管長(zhǎng)度之比小于0.25。
[0014]所述軸向縫隙交錯(cuò)排列，即軸向相鄰的兩條軸向縫隙位于所在開縫管壁面上不同的角度處以保證開縫管的強(qiáng)度。
[0015]所述開縫管2至少一端與集液槽5連通，管內(nèi)液體流入集液槽5中，未與集液槽5連通的端部密封；集液槽5連接有疏水管或進(jìn)行定期排水。
[0016]所述開縫管2的材料為抗復(fù)合型低溫腐蝕的非潤(rùn)濕性氟塑料；所述鰭片管3的材料為抗復(fù)合型低溫腐蝕的雙相不銹鋼或奧氏體不銹鋼或316L不銹鋼表面涂敷有氟塑料薄層的復(fù)合材料；鰭片管3的制造工藝為擠壓成形，并采取擠壓后殘余應(yīng)力消除措施。
[0017]所述翅片管4為H型翅片管、螺旋翅片管或針翅管。
[0018]所述鰭片管3和翅片管4內(nèi)流通有換熱介質(zhì)；所述介質(zhì)為熱水、蒸汽或其他熱媒介質(zhì)。
[0019]所述鰭片管束和翅片管束之間設(shè)置有吹灰器，定期向兩邊的管束進(jìn)行吹灰。
[0020]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0021]如前所述，脫硫塔后的濕煙氣中攜帶有大量酸性液滴，這些液滴中含有高濃度的SO42、SO32、Cl、F等離子，具有很強(qiáng)的腐蝕性，極易在對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的復(fù)合型低溫腐蝕。
[0022]脫硫塔后的濕煙氣通過(guò)本發(fā)明提出的抗?jié)駸煔鈴?fù)合型低溫腐蝕的煙氣加熱器時(shí)，首先經(jīng)過(guò)錯(cuò)列布置的開縫管束。較大直徑的液滴會(huì)由于慣性的作用撞擊在開縫管的迎風(fēng)偵U，由于開縫管使用親水性很差的非潤(rùn)濕性氟塑料材料制造，液體在管壁上會(huì)不斷積聚，并在煙氣的推動(dòng)下沿著管壁面向開縫管的兩側(cè)流動(dòng)，在遇到開縫管壁面上的縫隙時(shí)將通過(guò)縫隙流入開縫管內(nèi)部，并順著開縫管的內(nèi)壁匯集至集液槽中。未被第一排開縫管收集的大液滴和撞擊過(guò)程中形成的二次液滴會(huì)隨煙氣撞擊到后側(cè)錯(cuò)列布置的數(shù)排開縫管壁面進(jìn)一步得到收集。由于開縫管布置得十分密集，可以對(duì)煙氣中的大液滴進(jìn)行有效的攔截脫除。開縫管和集液槽相連接處采用水封，其余端部密封，避免煙氣通過(guò)開縫管發(fā)生泄露。開縫管上的軸向縫隙采用交錯(cuò)排列，以保證開縫管的強(qiáng)度。開縫管使用優(yōu)質(zhì)抗復(fù)合型低溫腐蝕的非潤(rùn)濕性氟塑料材料制造，幾乎不受到低溫腐蝕的影響，具有極高的可靠性。并且由于開縫管不參與煙氣換熱，使用傳熱系數(shù)略低的塑料材料進(jìn)行制造并不會(huì)影響煙氣加熱器的換熱性會(huì)K。
[0023]通過(guò)開縫管束的煙氣中的液滴攜帶率已大大降低，且液滴直徑較小，此時(shí)煙氣通過(guò)鰭片管束。鰭片管內(nèi)流動(dòng)有高溫工質(zhì)，可以對(duì)煙氣進(jìn)行加熱，使煙氣溫度快速上升，小液滴發(fā)生氣化。擁有擴(kuò)展表面的鰭片管比光管具有更好的換熱能力，大幅加速了這一換熱過(guò)程，減少了材料消耗和煙氣加熱器體積。由于煙氣攜帶的液滴中含有大量Cl-離子，容易在殘余應(yīng)力的作用下使金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，所以此處使用擠壓成型并進(jìn)行過(guò)擠壓后殘余應(yīng)力消除的鰭片管比使用存在著大量焊接殘余應(yīng)力的普通翅片管更為合適。同時(shí)，鰭片管使用抗復(fù)合型低溫腐蝕的雙相不銹鋼或奧氏體不銹鋼制造，或使用316L不銹鋼表面涂敷有氟塑料薄層的復(fù)合材料制造，對(duì)復(fù)合型低溫腐蝕也有很好的耐受力。
[0024]煙氣通過(guò)鰭片管束之后進(jìn)入翅片管束，翅片管內(nèi)流動(dòng)有高溫工質(zhì)。相對(duì)光管，翅片管束的換熱能力有大幅提升，煙氣可以得到較快的加熱并達(dá)到預(yù)定排煙溫度。通過(guò)開縫管束和鰭片管束進(jìn)入翅片管束的煙氣里攜帶的液滴已非常少，同時(shí)煙氣溫度也有所上升，煙氣已由濕煙氣轉(zhuǎn)變?yōu)楦蔁煔?，干煙氣?duì)金屬的腐蝕能力相對(duì)較低，造成應(yīng)力腐蝕開裂的風(fēng)險(xiǎn)也較小。因此此處翅片管采用普通低合金鋼制造即可，大幅降低了制造成本。
[0025]本發(fā)明中采用合理布置的三種不同管束，在達(dá)到對(duì)脫硫塔后濕煙氣進(jìn)行加熱的目的的同時(shí)，有效減小了濕煙氣復(fù)合型低溫腐蝕造成的危害，確保了煙氣加熱器及下游煙道和煙囪