三维变空间变结构烟气再热器技术领域
本发明涉及烟气再热器技术领域，特别涉及一种三维变空间变结构烟气再热器。
背景技术
在我国，为提高烟囱出口烟气中污染物的扩散能力、降低烟羽的可见度，环保部门
通常会要求烟气脱硫后安装有烟气再热器，将脱硫吸收塔出口烟气加热至80℃左右，以提
高烟气抬升高度，减轻大气污染。如烟囱内保持较高的烟气温度，不仅可以有效降低大气中
雾霾污染的形成几率，还可减轻烟气对烟囱内金属件的低温腐蚀现象。
烟气再热器沿烟气的流动方向可分为低温段和高温段，在低温段，利用高温水对
烟气实现快速升温，有效减轻湿烟气对后级换热器的腐蚀，提升再加热器的整机寿命。传统
的烟气再热器低温段换热管采用的是光管，而光管烟气再热器存在易磨损、流动阻力大、换
热效率低等缺点，限制了烟气再热器的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三维变空间变结构烟气再热器，通过三维变形HP管替
代传统的光管，实现烟气再热器高效、低阻、节能、紧凑、防磨损，提升烟气再热器的整体性
能。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种三维变空间变结构烟气再热器，包括由进口烟道、封板和出口烟道构成的烟
气通道，所述烟气通道沿烟气的流动方向依次设置有低温换热管和高温换热管，所述低温
换热管为三维变形HP管，该三维变形HP管为由椭圆管经螺旋扭曲而成，其上游端设有热媒
水进口，下游端设有热媒水出口，所述热媒水出口与高温换热管的入口连通。
进一步地，所述三维变形HP管为多根，所述多根三维变形HP管在最大变径凸点处
相互接触，并通过钢带捆扎形成自支撑管束。
进一步地，所述三维变形HP管采用不锈钢材料制成。
进一步地，所述进口烟道和出口烟道上均设有阀门。
进一步地，所述高温换热管为H型翅片换热管。
进一步地，所述三维变空间变结构烟气再热器外表面的保温材料采用硅酸铝纤维
毡，外层用铝皮瓦楞外护板，防腐材料采用玻璃鳞片。
本发明的优点是：
1.三维变形HP管，管程截面由圆变扁，破坏了60度的磨损点，在同样外径下，比圆
形光管管程截面积可减少40～60％，使得壳层空间变大，管外壳程获取平稳的流动的空间，
减小流体阻力；
2.三维变形HP管，管内为特殊的螺旋形结构，使得流体在垂直于主流方向产生二
次流，破坏了热边界层，强化了冷热流体的热交换，提升换热效率20％～40％；
3.三维变形HP管，采用错列布置布管形式，管束之间形成自支撑，结构非常紧凑，
它的体积可比常规的再热器小40-50％。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是三维变形HP管结构示意图；
图3是三维变形HP管之间形成自支撑及错列布置示意图；
图4是圆管流场的磨损示意图；
图5是三维变形HP管流场的磨损示意图；
图中附图标记含义：1、热媒水出口，2、热媒水进口，3、阀门，4、进口烟道，5、低温换
热管，6、封板，7、高温换热管，8、出口烟道，9、60度的磨损点，10、涡流。
具体实施方式
实施例
参阅图1至图3，一种三维变空间变结构烟气再热器，包括由进口烟道4、封板6和出
口烟道8构成的烟气通道，所述烟气通道沿烟气的流动方向依次设置有低温换热管5和高温
换热管7，所述低温换热管5为三维变形HP管，该三维变形HP管为由椭圆管经螺旋扭曲而成，
其上游端设有热媒水进口2，下游端设有热媒水出口1，所述热媒水出口1与高温换热管7的
入口连通。
其中，所述三维变形HP管为多根，所述多根三维变形HP管在最大变径凸点处相互
接触，并通过钢带捆扎形成自支撑管束。所述三维变形HP管采用不锈钢材料制成。所述进口
烟道4和出口烟道8上均设有阀门3。所述高温换热管7为H型翅片换热管。所述三维变空间变
结构烟气再热器外表面的保温材料采用硅酸铝纤维毡，外层用铝皮瓦楞外护板，防腐材料
采用玻璃鳞片。
使用三维变空间变结构烟气再热器的时候，烟气从所述的进口烟道4流入所述的
烟气再热器，在所述的三维变形HP管管外与管内的高温水进行热量交换，温度迅速升高2～
3℃，降低烟气的腐蚀性，保护后段受热面；接着进入高温换热管7，被加热至80℃左右，从所
述的出口烟道8排出。
所述的三维变形HP管采用不锈钢，内通有高温除盐水，高温除盐水从热媒水进口2
进入到三维变形HP管内，从热媒水出口1流出。因管内为螺旋状，故流体将产生二次旋流，破
坏热边界层，强化了热交换，可提高传热系数20％～40％。三维变形HP管布置方式为错列布
置，结构紧凑，可比常规再热器体积减少40％～50％，可有效拦截湿烟气中最后逃逸的石膏
浆液及雾滴，避免石膏浆液在后级换热管上产生堆积，有利于长期稳定烟气换热升温效果。
图4所示是圆管流场的磨损示意图，图5所示是三维变形HP管流场的磨损示意图。
从图可以看出圆管磨损最大的地方出现在60°的地方，该地方最先磨穿；并且在180°的位置
(也就是圆管顺着流向的背面)有涡流10，流体速度下降，在该地方容易积灰。相反，三维变
形HP管由于形状的改变，管程截面由圆变扁，使得在60°地方避免或者减轻了磨损，并且在
180°处没有涡流，不易产生积灰现象。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发
明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。