一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置
技术领域
本实用新型涉及垃圾焚烧领域，具体是一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置。
背景技术
目前，随着城市的飞速发展，城市生活垃圾问题日益严重，如何实现城市生活垃圾无害化、减量化和资源化已成为世界性面临的一大难题。其中垃圾焚烧作为一种垃圾处理方式在国内已得到了广泛应用。同时，随着社会对环境问题日益重视，垃圾焚烧产生的污染物排放标准也越来越严格，垃圾焚烧产生的含有污染物的烟气须经过尾部的一系列烟气净化处理工艺后才能达到排放要求。
垃圾焚烧产生的烟气中含有一定的酸性气体以及氮氧化物，为达到酸性气体排放以及Nox排放的超低要求，越来越多的工艺流程中设置了湿法洗涤脱酸以及催化脱硝工艺，作为尾气处理设备的重要一环，为达到催化脱硝催化剂的使用温度以及烟气经过洗涤后烟气脱白的要求，在工艺流程中设置蒸汽烟气换热器成为一种必然的趋势，也得到越来越广泛的应用。其主要作用是通过高压饱和蒸汽将烟气加热到合适的温度，即烟气温度由原来的相对较低的温度升高到催化剂的使用温度或是烟气脱白需要的温度，加热后的烟气再进入下一道烟气处理工艺流程。
目前，现有的烟气蒸汽换热装置由两级或一级换热组成：两级结构一般为：第一级来自汽机抽汽，利用来自汽机的低压过热蒸汽将烟气由原来的100℃-110℃加热到140℃-150℃，此时，低压蒸汽凝结为低压水；第二级来自汽包抽汽，利用来自汽包的高压饱和蒸汽凝结潜热将第一级的烟气进一步加热到180℃-200℃，此时，高压饱和蒸汽凝结为高压饱和水；或是仅有一级汽包抽汽进行热交换，产生高压饱和水，该结构的换热系统未能充分利用饱和水的热量，造成热量损失，同时为了将烟气加热到需要的温度，需要的换热面积较大，换热装置体积较大，经济性不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，设计一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置，该装置能将烟气加热到合适温度，满足烟气的使用条件，并充分地利用工质热量。
本实用新型的技术方案是：
一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置，其特征在于：该装置包括换热器、汽水分离装置与换热管路；
所述换热器中设有沿着烟气流动方向布置且依次连通的一级换热管箱、二级换热管箱与三级换热管箱；所述一级换热管箱上设有烟气进口，三级换热管箱上设有烟气出口，每个换热管箱中设有换热管；
所述换热管路包括连通三级换热管进口的三级高压饱和蒸汽引入管、两端连通三级换热管出口与汽水分离装置进口的三级高压饱和水引出管、连通二级换热管进口的二级低压过热蒸汽引入管、两端连通二级换热管出口与一级换热管进口的二级低压饱和水引出管、两端连通汽水分离装置第一出口与一级换热管进口的一级低压饱和水引出管、连通一级换热管出口的一级低压水引出管、两端连通汽水分离装置第二出口与二级换热管进口的二级低压饱和蒸汽引出管。
所述换热管为螺旋鳍片管，包括管体以及环绕在管体外部的螺旋形鳍片。
所述一级低压水引出管上设有第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门。
该装置还包括疏水管路；所述疏水管路包括连通一级换热管出口与疏水池的疏水管，疏水管上设有疏水阀。
该装置还包括旁通管路；所述旁通管路包括与一级低压水引出管并联的旁通管以及设置在旁通管上的旁通阀，旁通管的一端连通一级换热管出口，另一端连通第三阀门与第四阀门之间的一级低压水引出管。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用三级换热器，可充分利用高压饱和蒸汽和低压过热蒸汽的热量、提高了换热效率，减少了换热面积，使蒸汽烟气换热装置结构更紧凑、经济效益更高，低温烟气经三级换热后由原来的100℃-110℃升高到180℃-230℃，满足了后续烟气处理对温度的要求，换热器内与烟气接触的所有部位均采用防腐蚀性能优异的ND钢或碳钢包敷铝合金制作，能够有效抵御低温酸腐蚀，延长使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的连接关系示意图。
图2是换热管的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置，包括换热器1、汽水分离装置3、换热管路、疏水管路与旁通管路。
所述换热器为三级换热结构，包括沿着烟气流动方向布置的一级换热管箱13、二级换热管箱12与三级换热管箱11，一级换热管箱上设有烟气进口1.2并且一级换热管箱与二级换热管箱连通，三级换热管箱上设有烟气出口1.1并且三级换热管箱与二级换热管箱连通，一级换热管箱内部设有一级换热管62，二级换热管箱内部设有二级换热管52，三级换热管箱内部设有三级换热管22。高压饱和蒸汽通过三级高压饱和蒸汽引入管21和三级换热管进口22.1引入三级换热管22中，低压汽机抽汽通过二级低压过热蒸汽引入管51和二级换热管进口52.1引入二级换热管52，从汽水分离装置3引出的低压饱和蒸汽通过二级低压饱和蒸汽引出管41、二级低压过热蒸汽引入管51和二级换热管进口52.1引入二级换热管52，从汽水分离装置3引出的低压饱和水通过一级低压饱和水引出管61、二级低压饱和水引出管53、一级换热管进口62.1引入一级换热管62。采用此方案能够高效利用高压蒸汽充分加热烟气，使低温烟气由原来的100℃-110℃升高到180℃-230℃，满足后续工艺对烟气温度的要求。
所述换热器为金属结构，各换热管箱的箱体以及其内部的换热管均采用ND钢或碳钢包敷铝合金制作，可有效防止低温酸腐蚀，延长使用寿命。所述换热管为螺旋鳍片管，包括管体7以及环绕在管体外部的螺旋形鳍片8；管体的两端分别伸出换热器外部，用于引入或引出加热介质；鳍片的层数由工程实际情况确定，一般将层数控制在20-40层之间，管体规格为Φ25-Φ40。采用此方案的换热管可显著增加与烟气的接触面积，提高换热效率。
所述换热管路中，三级高压饱和蒸汽引入管21连通三级换热管进口22.1，三级高压饱和水引出管23的两端分别连通三级换热管出口22.2与汽水分离装置进口3.1，二级低压过热蒸汽引入管51连通二级换热管进口52.1，二级低压饱和水引出管53的两端分别连通二级换热管出口52.2与一级换热管进口62.1，一级低压饱和水引出管61的两端分别连通汽水分离装置第一出口3.2与一级换热管进口62.1，一级低压水引出管63连通一级换热管出口62.2，汽水分离装置第二出口3.3通过二级低压饱和蒸汽引出管41与二级低压过热蒸汽引入管51连通二级换热管进口52.1。
所述换热器的一级换热管箱利用低压饱和水的热量将烟气温度加热到120℃-130℃，换热器的二级换热管箱利用来自汽机抽汽的低压过热蒸汽和来自汽水分离装置的低压饱和蒸汽的凝结潜热将烟气温度加热到150℃-170℃，换热器的三级换热管箱利用高压饱和蒸汽凝结潜热将烟气温度加热到180℃-230℃，这些加热烟气的温度区间可根据后续工艺要求设计。
所述一级低压水引出管上设有第一阀门631、第二阀门632、第三阀门633与第四阀门634。这些阀门的类型、型号和数量由工程实际需要设置，一般配合使用截止阀、调节阀和止回阀等，用于控制低压水的流量和流动方向。
所述疏水管路包括设有疏水阀641的疏水管64，疏水管的两端分别连通一级换热管出口与疏水池642。所述旁通管路包括设有旁通阀651的旁通管65，旁通管的一端连通一级换热管出口，另一端连通第三阀门与第四阀门之间的一级低压水引出管。
所述疏水管路与旁通管路起到疏水、排污等功能，可在换热器清洗、维修以及管路故障时使用。
本实用新型中，高压饱和蒸汽(汽包抽汽)引入三级换热管，三级换热管排出的高压饱和水再引入汽水分离装置，汽水分离装置通过闪蒸作用将高压饱和水分离为低压饱和水和低压饱和蒸汽，低压饱和蒸汽引入二级换热管，低压饱和水引入一级换热管，二级换热管排出的低压饱和水也引入一级换热管，因此充分利用了低压饱和水与低压饱和蒸汽的热量以及高压饱和水的闪蒸热量，可将烟气温度提高20-30度，减少了总体蒸汽的用量，结构上，三级换热器串联布置，结构紧凑、占用空间小、经济效益高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
