一种烟气余热取代电加热器节能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种烟气余热取代电加热器节能系统，该节能系统包括：微槽群复合相变取热器、热传输系统、高效空气加热器、自动监控系统。整个烟气余热取代电加热器节能系统按照微槽群复合相变取热器、热传输系统、高效空气加热器、热传输系统、微槽群复合相变取热器的顺序形成一个具有介质单向流动，液、汽、液相变取热和放热模式的无功耗循环。该系统实现了无动力的远程热输运与热利用，具有等温性高，循环介质少，流动阻力小，不易积灰，不易腐蚀，结构紧凑，模块复制功能强，维护方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烟气余热取代电加热器节能系统。技术背景火力发电厂是一个自动化程度很高的能源加工厂，也是一个节能降耗产业可以开采的巨大金矿。煤炭燃烧的热量最后变成电，按目前世界最高水平统计也只有40%左右，可见节能的空间有多大。电加热是电厂中普遍采用的烟气挡板门密封风的加热方法。电厂中烟气挡板门为了防止出现露点腐蚀需要将其周边空气温度保持在90°C以上。电厂一般直接采用电加热器加热空气到90°C以上输送到烟气挡板门周围，一台电加热器功率180kW，一年耗电约 190万度。而紧邻密封风管道的烟气主管道内部蕴含着巨大的热能温度为140°C、流量为1.02X 106m3/h的烟气，温度仅降低一度就可获得相当于300kW的加热功率。因此，仅利用烟道中的一小部分热能，即可将密封风加热到90°C以上，满足烟气挡板门的密封要求。 微槽群复合相变换热技术是由中国科学院工程热物理研究所承担的国家863计划(编号 2006AA0M225)研制出的技术。该技术应用范围广泛。本专利技术利用该技术来实现节能的目的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种烟气余热取代电加热器节能系统，该节能系统包括微槽群复合相变取热器，该取热器利用微细尺度复合相变强化换热机理，液体工质在其微槽道内形成弯月面和薄液膜区域，受热后发生高强度的微细尺度复合相变，并产生蒸汽；热传输系统，用于把微槽道内受热产生的蒸汽输送到高效空气加热器，并将冷凝后的液体工质输送回微槽群复合相变取热器；高效空气加热器，用于在其中将热传输系统送来的蒸汽与外界环境的冷空气进行高强度的对流换热；自动监控系统，根据反馈的热风温度与设定的热风温度的大小来进行自动控制。根据本专利技术的节能系统，其微槽群复合相变取热器包括多块相同的取热板，取热板数量由电加热器功率确定。根据本专利技术的节能系统，其每块取热板表面带有翅片作为扩展换热面，用于增加取热板表面的换热面积和对流换热系数。根据本专利技术的节能系统，其高效空气加热器为板翅式立方体型状，并有一个空气进口及空气出口，由进口铝合金制作。根据本专利技术的节能系统，其微槽群复合相变取热器取出的热量由蒸汽携带经热传输系统传送到该高效空气加热器中，在板翅式高效空气加热器蒸汽侧的表面上进行高强度微细尺度蒸汽凝结放热，经微米量级厚度的壁面将热量释放给需要加热的空气，热空气通过风道输送到挡板门。根据本专利技术的节能系统，其热传输系统由汽管和液管组成，用于进行取热介质的流量分配和热能传输及液态介质的回流。根据本专利技术的节能系统，其自动监控系统比较设定的热风温度与反馈的热风温度，当反馈的热风温度低于设定的热风温度值时，控制器打开蒸馏水阀门，向冷却系统注入液体，当反馈的热风温度高于设定的热空气温度值时，控制器打开泻压阀门，释放掉部分液体。根据本专利技术的节能系统，当反馈压力超过系统内部压力限制时，控制器关闭节能系统。根据本专利技术的节能系统，热风温度设定可以通过本地的控制器面板设定，也可以通过网络由远方控制室操作。该节能系统现实了无动力，高等温性的远程热输运及热利用。利用烟气余热加热密封风，取代现有的电加热系统，节能效果显著，符合节能、降耗、环保和可持续发展的国策，能过创造巨大的经济效益和社会效益。附图说明图1是根据本专利技术的一种烟气余热取代电加热器节能系统的示意图。图2是根据本专利技术的微槽群复合相变取热器的示意图。图3是根据本专利技术的自动监控系统结构图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，该节能系统包括微槽群复合相变取热器、热传输系统、高效空气加热器、自动监控系统。如图2所示，微槽群复合相变取热器由多块相同的取热板组成，取热板数量由电加热器功率而定。取热板用进口铝合金制作，每块板表面带有300根翅片作为扩展换热面， 用于增加取热板表面的换热面积和对流换热系数。取热板内腔有许多微米数量级的槽道， 其作用是把液体工质按设计要求形成所需要的弯月面和薄液膜区域。当高温高流速烟气流过取热板，其热能通过铝热传导给液体工质，利用微细尺度复合相变强化换热机理，液体工质发生高强度的微细尺度复合相变换热，产生蒸汽，并通过热传输系统把热能(即蒸汽)传送到高效空气加热器中，从而带走烟气的热量。高效空气加热器为板翅式立方体型状，并有一个空气进口及空气出口，由进口铝合金制作。板翅式高效空气加热器内的流道为毫米量级，可有效地增加对流换热系数，提高系统的换热效率。微槽群复合相变取热器取出的热量由蒸汽携带经热传输系统传送到该高效空气加热器中，在板翅式高效空气加热器蒸汽侧的表面上进行高强度微细尺度蒸汽凝结放热，经微米量级厚度的壁面将热量释放给需要加热的空气，热空气(即热风)通过风道输送到挡板门，从而该加热器完成热传输系统送来的蒸汽与外界环境的冷空气进行高强度的对流换热。液体工质在高效空气加热器内冷凝后通过自身的重力作用回到微槽群复合相变取热器，由此完成一次完整的热循环。热传输系统由汽管和液管组成，用于进行取热介质的流量分配和热能传输及液态介质的回流。整个烟气余热取代电加热器节能系统按照微槽群复合相变取热器、热传输系统、 高效空气加热器、热传输系统、微槽群复合相变取热器的顺序形成一个具有介质单向流动， 液——汽——液相变取热和放热模式的无功耗循环。该系统实现了无动力驱动，高等温性的远程热输运和热利用。具有循环介质少(并且环保、无害)，流动阻力小，不易积灰，不易腐蚀，结构紧凑，模块复制功能强，维护方便的优点。自动监控系统结构图如图3所示。自动监控系统就地安装能量数据采集柜，采集烟温，取热器温度，冷风温度，热风温度等参量参数。在控制室安装自动监视屏，负责显示能量数据采集柜的参数，并自动显示该系统取得的热能、等量节约的电能、等量节约的煤炭资源、等量减排的CO2等数据，并能将数据送到上一级控制系统。主控制器采用DSP芯片作为CPU，温度和压力传感器将信号变成 4 20mA直流信号输入控制板，经模拟/数字(AD)采样变成数字信号。设定温度与反馈温度比较，偏差信号经比例/积分/微分(PID)调节输出，控制蒸馏水阀门和泻压阀门。当反馈的热风温度低于设定的热风温度值时，控制器打开蒸馏水阀门，向冷却系统注入液体。当反馈的热风温度高于设定的热风温度值时，控制器打开泻压阀门，释放掉部分液体。另外， 为安全起见，控制系统设置压力附加控制环节，以保证冷却系统压力在适当的范围内，当反馈压力超过系统内部压力限制时，控制器关闭节能系统。热风温度设定可以通过本地的控制器面板设定，也可以通过网络由远方控制室操作。以上所述，仅是本专利技术的一较佳实例，本专利技术所主张的权利范围并不局限于此。本专利技术还可有其他多种实施例，在不背离本专利技术精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本专利技术作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本专利技术所附的权利要求的保护范围。权利要求1.一种烟气余热取代电加热器节能系统，其特征在于该节能系统包括微槽群复合相变取热器，该取热器利用微细尺度复合相变强化换热机理，液体工质在其微槽道内形成弯月面和薄液膜区域，受热后发生高强度的微细尺度复合相变，并产生蒸汽；热传输系统，用于把微槽道内受热产生的蒸汽输送到高效空气加热器，并将冷凝后的液体工质输送回微槽群复合相变取热器；高效空气加热器，用于在其中将热传输系统送来的蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学功，杨耀文，聂其平，谢金元，冯清波，贾文双，鲁文军，唐大伟，郭朝红，王涛，于东，
申请(专利权)人：北京经纬广信电力技术有限公司，中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：