本實用新型涉及一種用于鍋爐煙氣脫硝工藝的煙氣-空氣換熱器。

背景技術：

鍋爐煙氣中的氮氧化物作為主要的大氣污染物之一，已受到越來越多的關注，是國家污染控制的重點對象。脫硝技術就是控制氮氧化物排放濃度技術，燃煤鍋爐NOx污染控制技術包括低氮燃燒和煙氣脫硝等兩類，在煙氣脫硝領域，電站鍋爐應用較多的是選擇性催化還原工藝(簡稱SCR工藝)，其中最常用的是尿素制氨工藝，其工作原理是在280-420度溫度下，煙氣中的氮氧化物和上游煙道內噴入的還原劑氨氣在催化劑的作用下發生還原反應生產氨氣和水等。脫硝工藝需要氨氣作為還原劑，因氨屬于高危險物品，其儲存、運輸都極為不便，所以現在大多數電廠采用尿素作為還原劑以提高脫硝工藝的安全性，尿素制氨一般采用熱解法，尿素熱解需要用天然氣、燃油燃燒后的煙氣或電能加熱空氣來熱解尿素，將其分解成氨氣，然后與煙氣中的氮氧化物反應，生成無害的氮氣和水。上述工藝的一個缺點是采用天然氣、燃油燃燒的煙氣或電能作為熱源，運行費用高。已投運脫硝機組，使用較多的是電加熱器---利用電能，該工藝的常見問題：電加熱器每支加熱管的電源接頭有時因一支線頭的小問題造成大范圍故障；另外電加熱器也存在沖刷腐蝕現象；電加熱器在熱解爐內有溫度梯度；電加熱器有一定的維護量。

現有技術中，中國實用新型專利CN202609955U公開了一種脫硝用尿素熱解制氨工藝裝置,包括:風機、風管、空氣流量調節門、吹灰器、換熱器、 煙氣流量調節門、煙氣管道、尿素噴槍、熱解室、引風機、煙囪、鍋爐；尿素溶液進入到尿素熱解室，被加熱分解成氨氣；在尿素熱解室內用于加熱尿素溶液的熱源是利用鍋爐內的高溫熱煙氣通過換熱器進行熱量交換后加熱的空氣；鍋爐內的熱煙氣經過煙氣管道和煙氣流量調節門進入換熱器，與換熱器內的空氣換熱，換熱后的煙氣進入引風機入口；鍋爐風機出口的空氣經過風管和空氣流量調節門進入換熱器，被煙氣加熱后送入分解室作為尿素熱解熱源使用。

然而，火力發電廠鍋爐爐膛內的煙氣溫度可達800℃以上，因此，需要尋求可適用于該煙氣溫度的高溫換熱器。而從CN202609955U公開的附圖看，雖然該技術方案中未具體提及換熱器的結構，但是，圖中高溫煙氣是水平方向進入換熱器的，即該換熱器很有可能是受熱面水平布置。由于電廠產生的高溫煙氣中帶有大量粉塵，會積累在換熱器的換熱管壁上，該方案雖然在換熱器的煙氣側設置了吹灰器，試圖使用吹灰器來清除附著在換熱器上的粉塵，但實際使用效果不佳。同時，受熱面水平布置，管壁磨損嚴重。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種用于鍋爐煙氣脫硝工藝的煙氣-空氣換熱器，以解決現有技術中換熱器易積灰、易損壞的問題。

為實現上述目的，本實用新型可通過以下技術方案予以解決：

一種用于鍋爐煙氣脫硝工藝的煙氣-空氣換熱器，采用管箱式換熱結構，包括箱體、設置在箱體內的換熱管管束、對應設置在箱體上、下端的煙氣進、出口，所述換熱管管束立式布置在所述箱體內，在箱體上、下端對應設置有與所述換熱管管束連通的上、下管板，上、下管板外端對應設置有上管 箱和下管箱，在所述上管板上設置有隔熱結構，所述各換熱管上端穿過所述上管板，內套管與換熱管上端相連，內套管穿過所述隔熱結構與所述上管箱連通；在所述箱體的同一側設置有空氣進、出口。

作為優選的技術方案：

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述上管箱內層和所述煙氣進口的接管內層設置有保溫層。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述換熱管管束穿過一折流板，該折流板固定在所述換熱管管束的中部位置。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述空氣進口，即殼程進口設置在箱體的下方，空氣出口，即為殼程出口設置在所述箱體上所述空氣進口的上方位置。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述箱體上遠離所述殼程進、出口的一側設置有一導向板，該導向板和一固定在所述箱體上的通道板之間的空間形成連通通道。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述隔熱結構包括單層或上、下兩層結構，其中下層為陶瓷纖維層，上層為耐火材料澆注層；若為單層，為耐火材料澆注層。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述上管板與設置在所述上管箱上的掛耳之間設有膨脹節。膨脹節用于吸收換熱器殼體受熱膨脹產生的膨脹量，采用金屬結構，根據膨脹量的不同可布置1個或2個膨脹環，采用不銹鋼材料制作。

本實用新型所述的煙氣-空氣換熱器，所述下管板下方設有下管板支撐結構，其為田字形結構，受力均勻，防止積灰。

有益效果：

1.本實用新型的煙氣-空氣換熱器采用立式結構，通過在上管板上設置隔熱層，能夠降低高溫對上管板的沖擊，從而可以應用于高溫煙氣換熱；

2.通過上部設置膨脹節、下管板設置支承結構，使得換熱器承重分布合理，有效吸收膨脹量，整體結構牢固；

3.通過設置膨脹節，保證了在熱脹冷縮時，換熱器各部分件有足夠的相對運動空間，避免了各連接處的開裂問題。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面根據附圖和具體實施方式，對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型的一種用于鍋爐煙氣脫硝工藝的煙氣-空氣換熱器，采用管箱式換熱結構，包括箱體1、設置在箱體1內的換熱管管束2、對應設置在箱體1上、下端的煙氣進、出口，換熱管管束2立式布置在箱體1內，在箱體1上、下端對應設置有與換熱管管束2連通的上、下管板15和16，上、下管板外端對應設置有上管箱12和下管箱6，在上管板15上設置有隔熱結構17，各換熱管上端穿過上管板15，內套管與換熱管上端相連，內套管穿過隔熱結構與上管箱12連通；在箱體1的同一側設置有空氣進、出口。

本實用新型的空氣進口，即殼程進口設置在箱體1的下方，空氣出口，即殼程出口設置在箱體1上空氣進口的上方位置。

本實用新型的箱體1上遠離殼程進、出口的一側設置有導向板4，該導向板4和固定在箱體上的通道板3之間的空間形成連通通道。

本實用新型中高溫煙氣在管程中自上而下流動，空氣在箱體中流動，與高溫煙氣間壁換熱，從而高溫煙氣中的粉塵不易積聚在換熱管上，保證了換熱效率；在上管板上設置隔熱結構，進入上管箱的高溫煙氣不會直接沖擊在上管板上，避免了上管板的急劇溫升，減少上管板與換熱管管束間的應力。

本實用新型的上管箱12內層和煙氣進口的接管13內層設置有保溫層，有效減少煙氣接管的克服了接管長期處在高溫煙氣直接烘烤下導致變形、散熱量大的問題。

本實用新型在煙氣進口的接管13上安裝管束上檢修門14，既可在安裝階段做為隔熱材料施工用進料口，也可在檢修階段做為檢查口。在煙氣出口的接管8上安裝有管束下檢修門7；在通道板上安裝有空氣空間檢修門5。

本實用新型的上管板15及換熱管束2均采用耐熱不銹鋼(如310S材質)，從而提高高溫煙氣換熱器耐高溫性能。隔熱結構17填充在上管板15上平面的管橋之間，將其填實后起到隔熱作用，克服了上管板15長期處在高溫煙氣直接烘烤下導致變形、開裂等問題。隔熱結構的厚度為30～300毫米，以能夠承受高溫煙氣烘烤為宜，根據情況，可以采用單層或多層隔熱層。隔熱層根據煙溫的不同布置為為上、下兩層結構或者單層結構，下層為陶瓷纖維，上層為耐火材料澆注層；若為單層，采用耐火材料澆注層。

本實用新型上管板15與換熱管之間的連接方式采用脹接，后焊接結構，既可以吸收上管板15與換熱管直接的膨脹，又可以保證管板與管束間的密封；上管板15與設置在上管箱上的掛耳之間設有膨脹節。

本實用新型為了保證下管板16的承重能力，下管板16下側設有下管板支承結構，管板支承結構為田字形板，受力均勻。

其中，換熱管管束穿過折流板10，該折流板10固定在箱體1上換熱管管束的中部位置，空氣自空氣進口的接管9進入煙氣-空氣換熱器，在折流板10下方橫向沖刷換熱管束，在連通通道折向，進入折流板10上方繼續橫向沖刷換熱管束，升溫后從空氣出口的接管11流出換熱器。

但是，上述的具體實施方式只是示例性的，是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利，不能理解為是對本專利包括范圍的限制；只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾，均落入本專利包括的范圍。