复合相变换热器.doc

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1、复合相变换热器回收CFB锅炉烟气余热复合相变换热器余热回收技术与装置(FXH)是一种用于低温排烟热源回收的装置，采用复合相变换热器(FXH)回收CFB锅炉尾部烟气余热，加热自来水，热自来水供外用户，锅炉排烟温度将从150～155℃降低至115℃，改造静态投资回收期约为1.69a;FXH的进口烟气温度不宜超过155℃，所选燃煤的烟气露点温度在94.3℃较适宜，“最大幅度”有效地进行降温节能、提高热效率和防腐能力。在锅炉各项热损失中，排烟损失占锅炉总热损失的比例最大。在高参数锅炉中表现更为明显，排烟损失占锅炉总热损失的比例占70～80%，甚至更高。其经济性直接影响着生

2、产效益。兴化热电有限公司拥有2台UG－75/9.8－M型CFB锅炉，锅炉的设计排烟温度为140℃，但日常运行时该值为150～155℃，这势必降低了锅炉的经济性。目前，回收烟气余热的方法主要有以下2种:一种是采用热管技术，但热管存在长时间使用易失效的问题，替换和更新所需费用高，经济性差;另一种是采用吸收式制冷机集中供冷技术，但该方法实施难度较大，涉及面广，并存在间歇性、不能常年运转的问题。通过与力合公司合作，我们采用力合复合相变换热器(FXH)技术回收锅炉尾部烟气余热，加热自来水，有效降低锅炉排烟温度，提高锅炉的经济性。1.复合相变换热器1.1.工作原理通过优化设计

3、构造成一个相互关联的结构化的整体，充分利用气（化）液（化）间“两相同向流动”、“汽液相变换热”、“工质自然循环”，将气化潜热与液化潜热交替进行,在2243kJ/kg高效率的热量级的高性能的传热。在换热平均温差20度时，与传统的烟气横掠列管换热的气气换热器的20kJ/kg·20℃换热能力相比，具有102以上的量级性的传热特性,用软化水相变潜热传递热量，在热管下端面加热，水吸收热量汽化为饱和蒸汽，在一定的压差下上升到热管上端面，向外释放出热量，并凝结成液体，饱和水经汽水分离器回到受热段，并再次汽化，往复循环，完成了把热量从高端传向低端的单向导热。FXH具有换热管束壁温

4、整体均匀、可控可调，避免低温腐蚀，最大限度降低排烟温度的优点。工作原理是上下换热器通过气水分离装置连通，饱和蒸汽和饱和水在密闭系统内自然循环。下部换热器吸收锅炉尾部烟气余热，形成饱和蒸汽，上部换热器放热，饱和蒸汽相变成饱和水。由中央控制单元PLC集中控制，使上换热器冷却速率与下换热器吸热速率平衡，饱和蒸汽与饱和水自然循环达到平衡，壁温在1.64倍大气压力下保持115℃恒定不变。调整冷却速率与吸热速率平衡点，即可在一定范围内调整壁温1.2.复合相变换热器技术主要特点作为一种涉及“设计原理”变更，高效可靠的原创性节能技术，复合相变换热技术有如下主要特点：（1）节能：能

5、够在锅炉的设计和改造中，大幅度降低烟气的排放温度，使大量中、低温热能被有效回收，产生十分可观的经济效益；（2）防腐：在降低排烟温度的同时，保持金属受热面壁面温度始终高于酸露点，从根本上避免了结露腐蚀和由此发生的堵灰，大幅度降低设备的维护成本；（3）保证换热器金属受热面最低壁面温度处于可控可调状态，使复合相变换热器具有相当幅度的调节能力，使排烟温度和壁面温度保持相对稳定，并能适应锅炉的燃料品种以及负荷的变化；（4）节能是最大减排；（5）在保留热管换热器具有高效传热特性的同时，通过适时排放不凝气体有效解决相变换热器可能出现的老化问题，大大延长设备的使用寿命。1.3.复

6、合相变换热器应用引用《强化传热》，目前锅炉的烟气酸露点温度为90℃，年运行时间在7500小时左右，使用一般热管换热，排烟温度为150℃。从原锅炉工艺设计方面来讲，由于受传统设计理念的影响，如果锅炉排烟温度155℃时（若进口风温20℃），其空预器冷风进口端的换热器壁温大约87.5℃，则低于计算酸露点94.3℃。如进一步降低锅炉的排烟温度并保证目前空预器的管壁温度不低于烟气露点，采用传统技术是无法做到的。复合相变换热器余热回收技术成功地解决了锅炉低温排烟温度难以降低的世界性难题，是中低温热源利用上的一次世界性突破，复合相变换热器适用于气-气、气-液各种热交换形式，广泛

7、适用于冶金、石油、化工、电力等各种行业的空气预热器、煤气预热器、预热锅炉、热风炉工业窖炉等设备中。2.锅炉烟气余热的回收利用2.1.技术方案在原锅炉烟气系统尾部水平段，即除尘设备之前水平烟道加装一台复合相变换热器（FXH）吸热段。其作用为：加热自来水。相变换热器的最低壁面温度设定在100℃(高于烟气酸露点94.3℃)，将排烟温度从155℃降低到115℃，回收热量用于将流量为24.55t/h的自来水从20℃加热到80℃。图2-1随着锅炉负荷的变化以及冬夏送风进口风温的变化都将使换热器最低壁面温度和排烟温度发生变化，极有可能造成低温腐蚀的严重后果。我们可以通过旁通自控

8、阀自动调节