[发明专利]一种用于烟气余热回收的自清灰换热器及采用该换热器的自清灰方法

权利要求书

1.一种用于烟气余热回收的自清灰换热器，其特征在于：包括换热器壳体(3)以及设置在换热器壳体(3)内的换热管束(20)，在换热器壳体(3)两侧分别设置有相互连通的带有冷却流体进口(6)、冷却液体出口(7)的冷却液体进口管箱(4)和冷却液体出口管箱(5)，冷却液体进口管箱(4)和冷却液体出口管箱(5)分别与换热管束(20)的两端相连通，在换热器壳体(3)上设置有三对烟气进、出口，其中三个烟气进口(8、9、10)在圆周上相隔120°，三个烟气出口(11、12、13)与三个烟气进口(8、9、10)相对应，三对烟气进、出口分别布置在以中心换热管为中心的正六边形的对角线与换热器壳体(3)的交点上；烟气进气管道(1)分为三支管路与三个烟气进口(8、9、10)相连接，烟气出口管道(2)分为三支管路与三个烟气出口(11、12、13)相连接；在烟气进气管道(1)、烟气出口管道(2)上分别安装有监测流体进出口温度的进、出口端热电偶(21、22)；在烟气进气管道(1)上还安装有检测流体体积流量的流量计(23)，烟气进气管道(1)的三支管路、烟气出口管道(2)的三支管路上分别安装有控制烟气通道变换的阀门；所述的换热管束(20)采用正六边布置，换热器壳体(3)的外壳采用与换热管束(20)相匹配的圆柱形结构。

2.根据权利要求1所述的用于烟气余热回收的自清灰换热器，其特征在于：所述的换热管管间距S与换热管管径D之比的无量纲为2.0～3.0。

3.根据权利要求1所述的用于烟气余热回收的自清灰换热器，其特征在于：最外侧换热管与换热器壳体(3)间距L与换热管管径D之比的无量纲为2.0～4.0。

4.根据权利要求1所述的用于烟气余热回收的自清灰换热器，其特征在于：所述的换热管束采用螺旋翅片、环形翅片、针肋或丁胞结构。

5.一种基于权利要求1所述的换热器用于烟气余热回收的自清灰方法，其特征在于包括以下步骤：

1)首先，获得换热管束内流体的密度ρ、比热容C_p及体积流量V的数据；

2)在系统开机运行稳定后，读取换热管束进、出口流体的初始温度T_i0和T_o0，得到初始换热量Q₀＝ρVC_p(T_o0-T_i0)；

3)在换热器运行中继续监测换热管束进出口流体的即时温度T_i和T_o，得到换热量Q＝ρVC_p(T_o-T_i)；

4)根据获得的初始换热量Q₀和即时换热量Q，得到换热效率η＝Q/Q₀；

5)若换热效率η小于换热器洁净工况下效率的80-90％时，控制系统周期性地开闭相关的进、出口阀门，调节烟气的进口角度。

6.根据权利要求5所述的用于烟气余热回收的自清灰方法，其特征在于：所述步骤5)的具体过程为：通过控制第一组进出口支路上阀门(8、11)打开，其余阀门闭合，此状态作为换热器运行的初始状态；换热器运行过程中如果换热效率η小于换热器洁净工况下效率的80-90％时，控制系统开始执行相关命令，打开第二组进出口支路上阀门(9、12)，其余阀门闭合，换热器继续运行；如果换热效率η小于换热器洁净工况下效率的80-90％时，控制系统同样执行相关命令，打开第三组进出口支路上阀门(10、13)，其余阀门闭合，换热器继续运行；如此通过控制系统对阀门的周期性控制，实现换热器的正常持续运行。