技术摘要：
本申请公开一种烟气余热回收评价系统及方法，评价系统包括：取热腔、循环水槽、抽气泵、测量仪表和控制仪表；取热腔为烟气流通通道，取热腔的进气口连通烟气排放源烟道、出气口通过风管连通所述抽气泵，取热腔内设置取热器；循环水槽内设置加热器和取热液泵，取热液泵  全部
背景技术：
煤炭作为我国最主要的一次能源，在能源消费结构中占主导地位。近年来，我国煤 炭消耗量占一次能源消耗总量70％以上，且以工业、电力燃煤为主，占煤炭总消费比超过 90％，民用燃煤为辅。在工业、电力燃煤发电过程中，通过煤炭燃烧释放出的热量加热锅炉 内的水生成水蒸气推动汽轮机发电或直接对外提供蒸汽热源。大量的燃煤消耗不经快速消 耗有限的煤炭资源，还会在煤炭燃烧过程中产生大量CO2、SOx、NOx和粉尘等污染物排放，因 此如何提高煤炭燃烧过程释放热量的利用效率，是降低煤炭消耗量及污染物排放量最为有 效的措施。 煤炭燃烧产生的热量去向主要包括三部分，一部分热量被有效利用作为热源用于 加热工业及电站锅炉中热水并产生蒸汽；一部分热量随烟气排放进入环境空气中；还有一 部分热量由工业及电站锅炉系统通过热辐射散失进入环境空气。其中被用于锅炉加热的热 量为有效热量，占燃烧热量的大部分，排入环境空气中的热量为热损失。随着技术的不断进 步，目前大型电站锅炉的热效率已经达到80％以上，而锅炉排烟热损失占全部热损失的一 半以上，因此，锅炉烟气蕴藏着巨大的余热资源。燃煤锅炉空预器后的排烟温度一般在120 ～140℃，循环流化床锅炉的排烟温度可以超过150℃。研究表明，燃煤锅炉排烟温度每降低 20℃，锅炉效率可以提高1％，相应地可以降低煤耗约1g/(kW/h)，按2010年全年火电发电量 3.3万亿kW/h估算，可节约煤炭3.30×106t，同时可降低环境热污染，减少CO2、SOx和NOx和粉 尘等污染物排放。 金属翅片管换热器具有阻力小、换热面积大、换热效率高的特点，可对锅炉排放尾 气取得较好的换热效果。然而，锅炉尾部烟气中含有硫氧化物和大量水蒸气，在对锅炉排放 尾气进行换热降温过程中，烟气中的硫氧化物和水蒸气容易凝结成硫酸雾细小雾滴，进而 腐蚀换热器(锅炉排放尾气在冷接降温过程中，刚好出现水蒸气与硫氧化物凝结的温度临 界点为锅炉尾气的酸露点)，影响换热器的正常稳定运行。
技术实现要素：
本申请提供一种烟气余热回收评价系统及方法，可针对高温尾气余热回收过程的 酸露点、取热器积灰性能、取热器换热效率及取热器阻力进行系统评价，并在此基础上确定 烟气余热回收过程取热量、取热器形式、取热液流速、烟气流速等关键参数的最佳设计值， 为烟气余热回收过程提供技术支撑。 一种烟气余热回收评价系统，包括：取热腔、循环水槽、抽气泵、测量仪表和控制仪 表； 所述取热腔为烟气流通通道，取热腔的进气口连通烟气排放源烟道、出气口通过 风管连通所述抽气泵，取热腔内设置取热器； 4 CN 111594862 A 说　明　书 2/8 页 所述循环水槽内设置加热器和取热液泵，所述取热液泵的入口与循环水槽内连 通、出口通过取热器进液管路与所述取热器的取热液进口连通，所述取热器的取热液出口 通过取热液出液管路接入所述循环水槽内； 所述测量仪表包括： 设于所述取热腔内的皮托管、入口温度计、入口压力计、入口湿度计、出口温度计、 出口压力计和出口湿度计； 设于所述取热液出液管路上的取热液出口温度计； 与所述皮托管连接的差压变送器和气速显示仪，所述皮托管、差压变送器、气速显 示仪依次连接； 与所述入口温度计连接的入口温度显示仪； 与所述入口湿度计连接的入口湿度显示仪； 与所述出口温度计连接的出口温度显示仪； 与所述出口湿度计连接的出口湿度显示仪； 与所述入口压力计和出口压力计连接的差压显示仪； 以及与所述取热液出口温度计连接的取热液出口温度显示仪； 所述控制仪表包括所述抽气泵的变频器和与所述加热器连接的温控仪。 以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进 一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方 案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。 可选的，所述皮托管设于所述取热器的上游；所述入口温度计、入口压力计和入口 湿度计设于垂直于取热腔内烟气流向的同一截面上且位于所述取热器上游；所述出口温度 计、出口压力计和出口湿度计设于垂直于取热腔内烟气流向的的同一截面上且位于所述取 热器的下游。 可选的，所述取热腔为内部中空的透明长方体结构，所述透明长方体结构的其中 一侧设置连接烟气排放源烟道的进气口、与进气口相对的一侧设置连接抽气泵的出气口； 所述进气口处设置整流器。 可选的，连接取热液泵与取热器的取热液进口的管路上设置取热液流量计和取热 液流量调节阀。可选的，所述取热器为单根金属翅片管；所述取热器安装于取热腔的中间部 分且以金属翅片管的轴线垂直于烟气流向布满取热腔的横截面。 可选的，所述金属翅片管的管内为双层套管结构，内层套管一端开口作为取热液 进口并通过取热器进液管路与取热泵出液口连通，内层套管另一端为敞开结构并与两层套 管之间的腔体连通；外层套管两段均为封闭结构，在靠近取热液进口端的外壁上设有取热 液出口，取热液出口与两层套管之间的腔体连通并通过取热液出液管路与循环水槽连通。 内外层套管结构的换热器可增强取热液流速、提高换热效率提高，另外可保证进 出水口的温度更均匀，均匀换热。 可选的，所述外层套管位于第一取热液通道与第二取热液通道连通处的一端端口 直接封闭，另一端的端口熔封于内层套管的外壁上。 可选的，所述金属翅片管的翅片垂直于外层套管的轴线且布满外层套管的外表 面。 5 CN 111594862 A 说　明　书 3/8 页 可选的，位于内层套管腔体与两层套管之间腔体连通一端的外层套管的外端面上 设置用于与取热腔连接的固定卡扣。与之相适应的，取热腔内壁上设置固定卡槽。 可选的，位于内层套管腔体与两层套管之间腔体连通一端的外层套管的内端面上 设置取热液导流环。导流环用于强化取热液流动并降低取热液在两层套管之间的流动阻 力。 可选的，为了减少污染，所述抽气泵出口可通过出口烟气管道接入排放源烟道中。 本申请还提供一种烟气余热回收评价方法，利用本申请的评价系统完成，包括： (1)连接烟气余热回收评价系统，接入电源，打开取热液进液阀向循环水槽注入循 环液，开启加热器通过温控仪将取热液加热至设定温度并保持稳定；(采用高沸点取热液时 将取热液加热至与烟气温度一致，采用水作为取热液时，将循环水加热至接近沸点)； (2)打开位于高温尾气排放源烟道上的进气阀门，启动抽气泵并通过变频器设定 抽气泵工作频率，将排放源烟道中的高温烟气引入余热回收评价系统，在抽气泵的作用下， 高温烟气依次经过取热腔、烟气管道并经抽气泵排出； (3)根据检测仪表数据显示结果，通过控制仪表调整设备运行工况，进行如下至少 一种余热回收工艺评价： (a)高温尾气酸露点评价：待烟气余热回收评价系统各检测仪表所测试的参数稳 定后逐步调整温控仪，降低循环水槽中取热液温度，待气速显示仪、进口温度显示仪、进口 湿度显示仪、出口温度显示仪、出口湿度显示仪和压差显示仪参数稳定后记录测试数据，并 观察取热器下游烟气硫酸雾出现情况，若烟气没有达到酸露点则继续通过温控仪降低循环 水槽中取热液温度，直至酸度点出现并记录被测试烟气的酸露点温度； (b)取热器积灰性能评价：待烟气余热回收评价系统各参数稳定后逐步调整温控 仪，降低循环水槽中取热液温度，待各气速显示仪、进口温度显示仪、进口湿度显示仪、出口 温度显示仪、出口湿度显示仪和压差显示仪参数稳定后记录测试数据，并观察取热器表面 积灰情况，若烟气没有积灰现象则继续通过温控仪降低循环水槽中取热液温度，直至积灰 现象出现并记录取热器下游烟气温度； (c)取热器换热性能评价：控制取热器进液管路上的阀门，调整取热器内取热液的 流量，待烟气余热回收评价系统气速显示仪、进口温度显示仪、进口湿度显示仪、出口温度 显示仪、出口湿度显示仪和压差显示仪参数稳定，记录取热器前后的烟气温度，继续下一个 不同流量的测试；通过测试不同取热液流量换热效果，评价换热器的换热性能，确定最佳的 取热液温度和流量； (d)取热器阻力评价：控制抽气泵的变频器频率，调整取热腔内高温烟气的流量， 待烟气余热回收评价系统气速显示仪、进口温度显示仪、进口湿度显示仪、出口温度显示 仪、出口湿度显示仪和压差显示仪参数稳定，记录取热器前后的压力差，继续下一个不同流 量的测试；通过测试不同烟气流速下取热器的压力差，确定最佳的烟气流速。 与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果： (1)本申请提供了一种锅炉尾气余热回收前快速测定烟气酸露点温度的测试系 统，通过调整换热器内换热液的流量及温度，逐步降低换热器后的烟气温度直至酸露点温 度出现，可快速测出锅炉尾气的酸度点温度，确定在保证换热器长周期稳定运行前提下的 最大换热量，评价换热方案的可行性和经济性； 6 CN 111594862 A 说　明　书 4/8 页 (2)本发明提供了一种锅炉尾气中颗粒物在换热器表面粘附堆积性能的评价系 统，通过调整换热器换热过程的烟气流速、烟气温度、换热液流量及换热液温度，验证不同 工艺参数下换热器表面的机会性能，可为尾气余热回收过程防止换热器表面积灰提供工艺 参数支撑，降低换热器堵塞风险； (3)本发明提供了一种换热器换热效率的评价系统，通过调节烟气流速、烟气温 度、换热液流量及换热液温度，测试换热器下游烟气的温、湿度及换热器进出口换热液温 度，评价不同换热器的换热效率，为锅炉尾气余热回收工程中换热器的选型和设计提供支 撑。 附图说明 图1为本申请烟气余热回收评价系统的结构示意图； 图2为图1中取热器的结构以及取热器与取热腔之间的配合示意图。 图中所示附图标记如下： 1-取热腔                2-整流器                3-皮托管 4-压差变送器            5-气速显示仪            6-入口温度计 7-入口湿度计            8-入口压力计            9-取热器 10-出口温度计           11-出口湿度计           12-出口压力计 13-抽气泵               14-变频器               15-循环水槽 16-取热液泵             17-加热器               18-温控仪 19-取热液进液管         20-取热液进液阀         21-取热器进液管路 22-取热液流量计         23-取热液流量调节阀     24-取热器出液管路 25-取热液出口温度计     26-进口温度显示仪       27-进口湿度显示仪 28-出口温度显示仪       29-出水湿度显示仪       30-压差显示仪 31-取热液出口温度显示   32-烟气排放源烟道 仪 91-内层套管             92-外层套管             93-翅片 94-内层套管腔体         95-两层套管之间的腔体   96-取热液进口 97-取热液出口           98-取热液导流环         99-固定卡扣