技术领域
[0001] 本实用新型属于节能技术领域，特别涉及一种组合翅片管式换热器和模块式智能相变换热装置。
背景技术
[0002] 在
锅炉炉尾部的烟道内，一般都设有翅片管式换热器，用于吸收烟气余热。由于
燃料燃烧而产生的杂质的冲刷，及由于燃料多为
煤、石油、
天然气等含硫燃料，燃烧时会产生二
氧化硫、三氧化硫，且燃烧生成
水份较大，当翅片管式换热器运行一段时间后，在烟气流向
位置靠前的几排翅片
管束，不可避免的导致管壁磨损或
泄漏，使得翅片管式换热器失效，进而排烟
温度升高，造成
能源浪费。
[0003] 然而，
现有技术中翅片管式换热器中的每排换热器都通过
焊接的方式与换热器上集水管和换热器下集水管连接，当位置靠前的几排翅片管束发生管壁磨损或泄露时，更换速率慢，维修成本高。实用新型内容
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型一方面提供一种组合翅片管式换热器，其包括：多
根管束上连通管、多根管束下连通管、多排翅片管束、换热器上集水管和换热器下集水管；多根所述管束上连通管分为第一上连通组和第二上连通组，所述第一上连通组的每根管束上连通管与所述换热器上集水管
法兰连接，所述第二上连通组的每根管束上连通管与所述换热器上集水管焊接连接；多根所述管束下连通管分为第一下连通组和第二下连通组，所述第一下连通组的每根管束下连通管与所述换热器下集水管法兰连接，所述第二下连通组的每根管束下连通管与所述换热器下集水管焊接连接；多排所述翅片管束以相互平行且留有间隔的方式依次布置，多排所述翅片管束沿布置方向分为第一翅片组和第二翅片组，所述第一翅片组的每排所述翅片管束的一端与所述第一上连通组连通，所述第一翅片组的每排所述翅片管束的另一端与所述第一下连通组连通，所述第二翅片组的每排所述翅片管束的一端与所述第二上连通组连通，所述第二翅片组的每排所述翅片管束的另一端与所述第二下连通组连通；所述换热器上集水管的进口与输入液态冷工质的管道连通，所述换热器下集水管的出口与输出所述液态冷工质的管道连通。
[0005] 在如上所述的组合翅片管式换热器中，优选，所述第一上连通组含有三根所述管束上连通管，所述第一下连通组含有三根所述管束下连通管，所述第一翅片组含有三排所述翅片管束，每排所述翅片管束与一根所述管束上连通管和一根所述管束下连通管连通。
[0006] 在如上所述的组合翅片管式换热器中，优选，所述液态冷工质为水。
[0007] 本实用新型另一方面还提供了一种模块式智能相变换热装置，其包括：吸热段、上升管、放热段、
下降管和流量调节器；所述吸热段安装于锅炉尾部的烟道内，所述吸热段内的液态冷工质吸收进入所述吸热段内的烟气的热量后变为气态热工质；所述上升管连通所述吸热段的工质侧出口和所述放热段的工质侧入口，将所述吸热段内的气态热工质输送至所述放热段；所述放热段安装于所述烟道外，所述放热段内的气态热工质与进入所述放热段内的冷源换热后变为液态冷工质，所述放热段内的冷源与所述放热段内的气态热工质换热后变为热源，其中所述冷源包括空气；所述下降管连通所述放热段的工质侧出口和所述吸热段的工质侧入口，将所述放热段内的液态冷工质输送至所述吸热段；所述流量调节器安装于所述下降管上，以调节所述下降管内液体冷工质进入所述吸热段的进水量，从而控制所述吸热段的受热面壁面温度在锅炉燃料酸
露点温度之上；其中，所述吸热段为上述组合翅片管式换热器，沿烟气的流向多排所述翅片管束依次布置。
[0008] 在如上所述的模块式智能相变换热装置中，优选，所述液态冷工质为水，所述气态热工质为
蒸汽。
[0009] 在如上所述的模块式智能相变换热装置中，优选，所述冷源为空气。
[0010] 在如上所述的模块式智能相变换热装置中，优选，所述流量调节器包括第一调节
阀和壁面温度测试仪；所述第一调节阀安装于所述下降管上，所述壁面温度测试仪用于测量所述吸热段的受热面壁面温度。
[0011] 在如上所述的模块式智能相变换热装置中，优选，所述流量调节器还包括：
控制器；所述控制器与所述第一调节阀和所述壁面温度测试仪连接，根据预设的燃气酸露点温度和所述壁面温度测试仪测得的受热面壁面温度对所述第一调节阀进行控制。
[0012] 在如上所述的模块式智能相变换热装置中，优选，所述锅炉尾部的烟道为锅炉炉尾部的烟道。
[0013] 本实用新型
实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0014] 方便快捷的解决了多排翅片管束中位置靠前的翅片管束因泄漏而导致的翅片管式换热器失效的问题，有效降低换热器的维护成本，及时快捷的更换，从而提高了锅炉的运行效率，也使大量的中低温
热能被有效回收，产生可观的经济效益，起到了节能降耗的作用。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型实施例提供的一种组合翅片管式换热器的俯视结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型实施例提供的一种组合翅片管式换热器的仰视结构示意图；
[0017] 图3为本实用新型实施例提供的一种模块式智能相变换热装置的结构示意图；
[0018] 其中，图中符号说明如下：
[0019] 1管束上连通管、2管束下连通管、3翅片管束、31第一翅片组、32第二翅片组、33翅片管、34法兰连接、35焊接连接、4换热器上集水管、5换热器下集水管、6吸热段、7上升管、8放热段、9下降管、100调节阀、101壁面温度测试仪、102控制器。
具体实施方式
[0020] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0021] 参见图1～2，本实用新型一实施例提供了一种组合翅片管式换热器，其包括：多根管束上连通管1、多根管束下连通管2、多排翅片管束3、换热器上集水管4和换热器下集水管5。组合翅片管式换热器设置在锅炉尾部的烟道内。
[0022] 其中，多根管束上连通管1分为第一上连通组和第二上连通组，第一上连通组的每根管束上连通管1与换热器上集水管4法兰连接34，第二上连通组的每根管束上连通管1与换热器上集水管4焊接连接35。
[0023] 多根管束下连通管2分为第一下连通组和第二下连通组，第一下连通组的每根管束下连通管2与换热器下集水管5法兰连接34，第二下连通组的每根管束下连通管2与换热器下集水管5焊接连接35。
[0024] 多排翅片管束3以相互平行且留有间隔的方式依次布置，多排翅片管束3沿布置方向分为第一翅片组31和第二翅片组32，每组至少包括一排翅片管束，第一翅片组31的每排翅片管束的一端与第一上连通组连通，第一翅片组31的每排翅片管束的另一端与第一下连通组连通，第二翅片组32的每排翅片管束的一端与第二上连通组连通，第二翅片组32的每排翅片管束的另一端与第二下连通组连通。每排翅片管束3含有多根翅片管33，多根翅片管33以相互平行且相互之间留有间隔的方式依次布置，多根翅片管33的一端作为每排翅片管束的一端，多根翅片管33的另一端作为每排翅片管束的另一端。
[0025] 换热器上集水管4的进口与输入液态冷工质的管道连通，换热器下集水管5的出口与输出液态冷工质的管道连通。液态冷工质为水。
[0026] 组合翅片管式换热器在应用时，第一翅片组31位置靠前，极易先于第二翅片组32发生管壁的磨损或泄露，从而导致组合翅片管式换热器换热失效，排烟温度升高，造成能源浪费，因此通过将与第一翅片组31连通的第一上连通组和第一下连通组对应地与换热器上集水管4和换热器下集水管5法兰连接，将与第二翅片组32连通的第二上连通组与换热器上集水管4焊接连接，将与第二翅片组32连通的第二下连通组与换热器下集水管4焊接连接，使得由第一翅片组31、第一上连通组和第一下连通组组成的换热单元与换热器上集水管4和换热器下集水管5的连接方式为可拆卸连接方式，相对于由多排翅片管束、多根管束上连通管和多根管束下连通管通过焊接形成的一个整体换热单元，在管壁发生磨损或泄漏时，更换快捷方便，节约维护
费用，且避免了能源浪费。
[0027] 在应用时，前三排翅片管束中的管壁极易发生磨损或泄露，因此第一上连通组含有三根管束上连通管1，第一下连通组含有三根管束下连通管2，第一翅片组31含有三排翅片管束3，每排翅片管束3与一根管束上连通管1和一根管束下连通管2连通。
[0028] 参见图3，本实用新型另一实施例还提供了一种模块式智能相变换热装置，其包括：吸热段6、上升管7、放热段8、下降管9和流量调节器。
[0029] 其中，吸热段6(或称为相变换热器下段)安装于锅炉尾部的烟道内，用于吸收流经吸热段6的烟气的热量来加热其内的液态冷工质，液态冷工质吸热后变为气态热工质。烟气从吸热段6的烟气侧入口进入，在吸热段6内放热后，由烟气侧出口排出；液态冷工质由吸热段6的工质侧入口进入，在吸热段6内吸热后，由吸热段6的工质侧出口排出，即完成吸热过程。由于水的
比热容大，且为了降低成本，液态冷工质优选为水，对应地气态热工质为蒸汽。锅炉尾部的烟道可以为常减炉尾部的烟道。吸热段为前述的组合翅片管式换热器，其包括：
多根管束上连通管1、多根管束下连通管2、多排翅片管束3、换热器上集水管4和换热器下集水管5；多排翅片管束3沿烟气的流向依次布置，即沿烟气的流向，依次为第一翅片组31、第二翅片组32。关于组合翅片管式换热器的描述可参见上述实施例的内容，此处不再一一赘述，通过由第一翅片组31、第一上连通组和第一下连通组组成的换热单元与换热器上集水管4和换热器下集水管5的连接方式为可拆卸连接方式，在管壁发生磨损或泄漏时，更换快捷方便，节约维护费用，且避免了能源浪费。
[0030] 上升管7连通吸热段6的工质侧出口和放热段8的工质侧入口，将吸热段6内的气态热工质输送至放热段8。在液态冷工质变为气态热工质的过程中产生的热能可以使气态热工质经上升管7进入放热段8内，而无需外界驱动
力，提高了能源利用率。
[0031] 放热段8(或称为相变换热器上段)安装于烟道外，用于释放进入放热段8内的气态热工质的热量来加热进入其内的冷源，气态热工质换热后变为液态冷工质，冷源与气态热工质换热后变为热源，其中冷源为空气，相应的，热源也为空气，热源的温度高于冷源的温度。气态热工质从放热段8的工质侧入口进入，在放热段8内放热后，变为液态冷工质，然后由工质侧出口排出；冷源由放热段8的空气侧入口进入，在放热段8内吸热后，变为热源，然后由放热段8的空气侧出口排出，即完成放热过程，热源排出后可以进入
空气预热器进行再加热，该空气预热器安装于锅炉内，且其安装位置相对于吸热段6的安装位置，处于烟气的上游。
[0032] 下降管9的一端与放热段8的工质侧出口连通，下降管9的另一端与吸热段6的工质侧入口连通，将放热段8内的液态冷工质输送至吸热段6。在气态热工质变为液态冷工质后，依靠液态冷工质的重力，经下降管9进入吸热段6，而无需外界驱动力，提高了能源利用率。换言之，吸热和放热过程，无需外界驱动力，依靠产生的热能和自身的重力形成自然循环。
[0033] 流量调节器安装于下降管9上，用于调节下降管9内液体冷工质进入吸热段6的进水量，以实现调高或调低液态冷工质的循环量，进而调节液态冷工质在吸热段6内与烟气的换热量，从而控制吸热段6的受热面壁面温度，使得受热面壁面温度在燃料酸露点温度之上，例如控制受热面壁面温度比燃料酸露点的温度高出10°。通过流量调节器的控制，可以使放热段8的冷却速率与吸热段6的吸热速率平衡，
饱和蒸汽与饱和水自然循环达到平衡，受热面壁面温度(或称壁温)恒定不变。
[0034] 流量调节器包括调节阀100和壁面温度测试仪101。调节阀100安装于下降管9上，用于调节下降管9内液体冷工质进入吸热段6的进水量。壁面温度测试仪101用于测量吸热段6的受热面壁面温度，应用时，其可以安装于吸热段6的受热面上，直接测量受热面壁面温度；还可以安装在上升管7上，间接测量受热面壁面温度，通过测量蒸汽的温度来测量受热面壁面温度，本实施例不对此进行限定。
[0035] 为了实现自动化，流量调节器还包括：控制器102，其与调节阀100和壁面温度测试仪101连接，根据预设的燃气酸露点温度和壁面温度测试仪101测得的受热面壁面温度对调节阀100进行控制，以调高或调低液态冷工质的循环量，进而调整在吸热段6内的换热量，从而调高或调低吸热段6的受热面壁面温度。具体地，将受热面壁面温度的预设值设置为高于燃气酸露点温度值，例如高10°，将壁面温度测试仪101测得的受热面壁面温度与预设值比较，如果大于预设值，则增大调节阀100的开度，如果小于预设值，则减小调节阀100的开度，从而使受热面壁面温度稳定在预设值，保持受热面壁面温度(或称壁温)恒定不变。
[0036] 综上所述，本实用新型提供的实施例的有益效果如下：
[0037] 方便快捷的解决了多排翅片管束中位置靠前的翅片管束因泄漏而导致的翅片管式换热器失效的问题，有效降低换热器的维护成本，及时快捷的更换，从而提高了锅炉的运行效率，也使大量的中低温热能被有效回收，产生可观的经济效益，起到了节能降耗的作用。
[0038] 由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
