一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，包括高温空气换热器，高温空气换热器通过管道与尿素热解炉连接，高温空气换热器的出口端与尿素热解炉的进口端之间的管道上设有空气混合器。本实用新型专利技术的空气混合器使进入尿素热解炉的高温空气温度均匀，通过增加旁路避免高温空气换热器出口过高的空气温度对系统材料的影响，电加热器可以使得低负荷工况下也能满足尿素热解的最低温度需要，高温空气换热器的受热面管采用多根麻花状的扭曲椭圆管组成，在炉膛空间不够的情况下也可以方便布置较大管间距。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统。
技术介绍
尿素作为SCR脱硝的常用还原剂，主要工艺有热解制氨和水解制氨工艺，相比较而言，热解制氨工艺由于系统简单、投资成本低、运行稳定、响应速度快、维护量小，越来越多地被电厂采用。目前工程上较为常规的尿素热解法是采用锅炉的冷(热)一次风作为热解风源。但即使采用热一次风(300℃左右)，也达不到尿素完全热解的温度(600℃左右)要求，因此仍需对热一次风进行第二次再热。其常规的手段主要有两种：一是通过电加热器进行加热，二是通过燃油进行加热。电加热器因为系统较为简单而应用得较多。采用电加热器和燃油方式都具有能耗过大、运行成本高的缺点。为解决上述问题，已有一种将空气引入炉膛内，用烟气通过受热面来加热二次风的技术方案。该方案中受热面采用光管蛇形管，管内介质为热二次风，管外烟气纵向冲刷换热管，经过热力计算后，设计合理的布置方式和换热面积，将热二次风加热到600℃以上。光管方案已有运行成功的案例，但也存在一定缺点：由于常压的热二次风换热能力有限，在800℃以上的烟温下，管壁温度在600℃以上，所以受热面必须采用奥氏体不锈钢，导致空气换热器成本较高，此外，光管形式的换热器，通常需要采用较大的管间距，其换热器体积较大，在炉膛空间不够的情况下有一定的布置难度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供了一种换热系数更高的用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，解决了光管形式换热器换热面积和换热器体积较大，在炉膛空间不够的情况下布置较大管间距有难度的问题。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是提供了一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，包括高温空气换热器，高温空气换热器通过管道与尿素热解炉连接，高温空气换热器的受热面管由扭曲椭圆管组
成。优选地，所述的高温空气换热器的进口端与旁路的一端连接，旁路的另一端与高温空气换热器的出口端连接，旁路上设有气体流量调节阀。优选地，所述的高温空气换热器的出口端与尿素热解炉的进口端之间的管道上还设有电加热器。优选地，多根所述的扭曲椭圆管之间的管间距与扭曲椭圆管长轴的长度相等，相邻的扭曲椭圆管长轴部位通过周期性接触点相互支撑，扭曲椭圆管短轴部位相对应形成间隙。优选地，所述的扭曲椭圆管上位于悬吊点处设置成可设置悬吊装置的圆管。本技术的空气混合器使进入尿素热解炉的高温空气温度均匀，通过增加旁路避免高温空气换热器出口过高的空气温度对系统材料的影响，电加热器可以使得低负荷工况下也能满足尿素热解的最低温度需要，高温空气换热器的受热面管采用多根麻花状的扭曲椭圆管组成。由于扭曲椭圆管的特殊形状，将管间距设置成与椭圆管长轴的长度相等，相邻的螺旋扁管长轴部位通过周期性接触点相互支撑，短轴部位相对应形成间隙。可以形成周期性的点接触，相互支撑，因此可以在保证烟气流通面积的前提下减小管间距，增大烟气流速，同时螺旋形的截面积可以同时增加管内和管外的流体扰动，相比目前广泛采用的光管受热面，在同等阻力条件下可增加30％以上的总换热系数，减少昂贵的奥氏体不锈钢耗量，另外，由于管间距可以取得较小，换热器的体积也大大减小，在炉膛空间不够的情况下更加容易布置。附图说明图1为一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统的结构示意图；图2为高温空气换热器的受热面管的示意图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本技术为一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，如图1所示，其结构为：从空预器冷一次风管道引接冷空气至锅炉高烟温区域(600℃-900℃)内，在高温空气换热器1内经高温烟气加热至600℃后，再从高温空气换热器1引出送入尿素热解炉3中加热和分解雾化后的尿素溶液。为了使进入尿素
热解炉3的高温空气温度均匀，在高温空气换热器1的出口端与尿素热解炉3的进口端间的热空气管道上设有空气混合器2。高温空气换热器1的两端并联有旁路，即高温空气换热器1的进口端与旁路的一端连接，旁路的另一端与高温空气换热器1的出口端连接。当机组满负荷运行时，如烟温过高，为了避免高温空气换热器1出口过高的空气温度对系统材料的影响，可以通过旁路将入口的冷空气引出一部分至高温空气换热器1出口的高温空气中将温度降低至需要的温度，冷空气流量由旁路上的气体流量调节阀4控制。为了确保在低负荷工况下也能满足尿素热解的最低温度需要，在高温空气换热器1的出口端与尿素热解炉3的进口端间的热空气管道上还可以设置电加热器5作为备用热源。当机组低负荷运行时，如烟温过低，高温空气换热器1的出口温度不能满足尿素热解温度要求时，可启动管道上的电加热器5进一步提高温度。高温空气换热器1的受热面管采用如图2所示的多根扭曲椭圆管6组成。每个扭曲椭圆管6的截面为椭圆形或长圆形的直管沿轴向扭曲成麻花状。该扭曲椭圆管6在并排布置时将管间距设置与扭曲椭圆管6长轴的长度相等，相邻的扭曲椭圆管6长轴部位通过周期性接触点7相互支撑，扭曲椭圆管6短轴部位相对应形成间隙。可形成周期性的接触点，形成自支撑结构。将扭曲椭圆管6在位于悬吊点8处设置成圆管，在圆管处可设置悬吊装置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，包括高温空气换热器(1)，高温空气换热器(1)通过管道与尿素热解炉(3)连接，高温空气换热器(1)的受热面管由扭曲椭圆管(6)组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，包括高温空气换热器(1)，高温空气换热器(1)通过管道与尿素热解炉(3)连接，高温空气换热器(1)的受热面管由扭曲椭圆管(6)组成。2.如权利要求1所述的一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，所述的高温空气换热器(1)的进口端与旁路的一端连接，旁路的另一端与高温空气换热器(1)的出口端连接，旁路上设有气体流量调节阀(4)。3.如权利要求1所述的一种用于尿素热解的扭曲椭圆管空气换热器系统，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一飞，马欣敏，黄隽佳，杨建平，蒋晓锋，刘明勇，胡伟，尤鸿燕，吴佳琦，曹建文，黄辉武，马军衡，王成，吴军辉，王国庆，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院，上海外高桥发电有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31