CN101881436A - 分离式椭圆翅片热管低压省煤器 - Google Patents

Abstract

分离式椭圆翅片热管低压省煤器，涉及一种锅炉余热回收节能设备，具体涉及一种分离式椭圆翅片热管低压省煤器。本发明是为了解决现有的锅炉低压省煤器中换热器体积大、阻力高，导致投资高且管排磨损严重的问题。本发明椭圆翅片热管蒸发段管屏中多根平行设置的椭圆翅片热管的两端分别与相应的凝结水入口联箱和蒸汽出口联箱相通，椭圆翅片热管冷凝段管屏中多根平行设置的椭圆翅片热管的两端分别与相应的凝结水出口联箱和蒸汽进口联箱相通，蒸发段管屏的蒸汽出口联箱与冷凝段管屏的蒸汽进口联箱通过蒸汽导气管连通，冷凝段管屏的凝结水出口联箱与蒸发段管屏的凝结水入口联箱通过回水管连通。本发明尤其适用于电站锅炉排烟余热的利用。

Description

分离式椭圆翅片热管低压省煤器

技术领域

本发明涉及一种锅炉余热回收节能设备，具体涉及一种分离式椭圆翅片热管低压省煤器。

背景技术

锅炉排烟是潜力很大的余热源，如何减少排烟余热，减少排烟带来的热损失成为锅炉技术人员研究的主要问题之一。低压省煤器装在锅炉尾部，其水侧连接于汽轮机回热系统的低压部分，凝结水在低压省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，而自身却被加热，升高温度后再返回低压加热器系统，在燃料消耗量不变的情况下，可以多获得电功，提高了装置的经济性，它是汽轮机热力系统的一个组成部分。而现有的锅炉低压省煤器中换热器体积大、阻力高，导致投资高，且锅炉低压省煤器上的管排磨损严重，致使频繁发生因省煤器泄露而停炉的事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的锅炉低压省煤器中换热器体积大、阻力高，导致投资高，且锅炉低压省煤器上的管排磨损严重的问题，进而提供了一种分离式椭圆翅片热管低压省煤器。

本发明的技术方案是：它包括椭圆翅片热管蒸发段管屏、椭圆翅片热管冷凝段管屏、蒸气导气管和回水管，所述椭圆翅片热管蒸发段管屏由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水入口联箱和蒸汽出口联箱组成，椭圆翅片热管蒸发段管屏中的每根椭圆翅片热管的两端分别与凝结水入口联箱和蒸汽出口联箱相通，所述椭圆翅片热管冷凝段管屏由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水出口联箱和蒸汽进口联箱组成，椭圆翅片热管冷凝段管屏中的每根椭圆翅片管的两端分别与凝结水出口联箱和蒸汽进口联箱相通，椭圆翅片热管蒸发段管屏的蒸汽出口联箱通过变径管与蒸汽导气管连通，蒸汽导气管通过变径管与椭圆翅片热管冷凝段管屏的蒸汽进口联箱连通，椭圆翅片热管冷凝段管屏的凝结水出口联箱通过变径管与回水管连通，回水管通过变径管与椭圆翅片热管蒸发段管屏的凝结水入口联箱连通。

本发明具有以下有益效果：首先椭圆翅片热管大幅度扩展了受热面，较普通换热器、螺旋翅片管或纵向翅片管的传热系数高15～20%、阻力降低40%，在换热量相同的前提下，降低了换热器的体积、重量和阻力，降低引风机电耗，减少了投资；其次在传递相同的热量时，通过增加管屏间距降低烟速，使得流阻更小，由于金属磨损与烟速三次方成正比，因此分离式椭圆翅片热管低压省煤器能有效地减轻磨损，提高使用寿命，同时当烟气流过管屏时，在椭圆翅片热管的翅片附近产生小的涡流区，有利于防止部分飞灰颗粒接触到基管表面，从而减轻磨损；另外，换热器常布置在锅炉尾部低烟温区，不可避免地产生酸腐蚀，椭圆翅片热管壁温具有均温性与可调性，可保证金属壁温高于酸露点温度，不会产生管壁酸腐蚀及堵灰现象，最大限度地降低排烟温度。

本发明将电站锅炉的排烟余热，通过分离式椭圆翅片热管低压省煤器回收送到汽机的回热系统中，提高系统循环热效率，降低电站发电煤耗。另外由于椭圆翅片热管传热性能好，对引风机的余量要求较低，改造容易，不会影响锅炉负荷。分离式椭圆翅片热管换热器对大型发电机组节能、降低煤耗的工作起重要推动作用。在燃料量不变的前提下，多获得电功，提高机组的经济性。分离式椭圆翅片热管低压省煤器可以降低锅炉排烟温度30～40℃，提高循环热效率1%，降低发电煤耗3～4g/kwh，节能效果显著。本发明可根据换热量需要选择多组换热单元，其布置方便，可以根据锅炉尾部烟道的实际位置灵活布置，不影响换热效果，本发明简单易行、换热效率高、阻力小且投资省。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，它包括椭圆翅片热管蒸发段管屏2、椭圆翅片热管冷凝段管屏5、蒸气导气管4和回水管11，所述椭圆翅片热管蒸发段管屏2由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水入口联箱2-1和蒸汽出口联箱2-2组成，椭圆翅片热管蒸发段管屏2中的每根椭圆翅片热管的两端分别与凝结水入口联箱2-1和蒸汽出口联箱2-2相通，所述椭圆翅片热管冷凝段管屏5由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水出口联箱5-1和蒸汽进口联箱5-2组成，椭圆翅片热管冷凝段管屏5中的每根椭圆翅片管的两端分别与凝结水出口联箱5-1和蒸汽进口联箱5-2相通，椭圆翅片热管蒸发段管屏2的蒸汽出口联箱2-2通过变径管与蒸汽导气管4连通，蒸汽导气管4通过变径管与椭圆翅片热管冷凝段管屏5的蒸汽进口联箱5-2连通，椭圆翅片热管冷凝段管屏5的凝结水出口联箱5-1通过变径管与回水管11连通，回水管11通过变径管与椭圆翅片热管蒸发段管屏2的凝结水入口联箱2-1连通。汽机凝结水换热水箱7的一个侧壁上连接汽机凝结水入口管6，其另一个侧壁上连接汽机凝结水出口管8，分离式椭圆翅片热管的蒸发段管屏2安装在锅炉烟道1中，椭圆翅片热管冷凝段管屏5安装在汽机凝结水换热水箱7中。椭圆翅片热管外壁上沿其轴线设置间距为6～14mm椭圆翅片或矩形翅片，烟气的流动方向与椭圆翅片或矩形翅片所在的平面平行，翅片表面镀锌和镍基钎焊，具有传热效率高，风侧阻力小的特点，相比相同周长的圆管，传热系数提高15～20%，空气阻力降低40%。

   具体实施方式二：结合图1说明本实施方式的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，它还包括排气管10和排气阀9，所述排气阀9设置在排气管10上，排气管10位于导水管11上方并与导水管11相通。通过排气管10可以释放冷凝段内的不凝结气体，以保证分离热管的传热性能。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，所述所述椭圆翅片热管为铜管或钢管。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，所述钢管为不锈钢管或ND钢高频电焊钢管（09CrCuSb）。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，所述椭圆翅片热管内的传热介质为纯水和缓蚀剂的混合物。所述缓蚀剂是一种络合物，它对碳酸盐水垢有很强的络合增溶作用，防止水垢在椭圆翅片热管表面析出。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

工作原理：本发明的椭圆翅片热管蒸发段管屏2在锅炉烟道1中吸收排烟余热，椭圆翅片热管内传热介质吸热发生相变，由液态变成气态，水蒸汽通过导汽管4汇集到蒸汽进口联箱5-2并引到椭圆翅片热管冷凝段管屏5内，椭圆翅片热管内的蒸汽凝结放热，把汽化潜热传送给由汽机低压加热器引出的部分或全部凝结水，汽机凝结水在凝结水换热水箱7中吸收汽化潜热升温后，通过凝结水管8回到汽机的回热系统中。循环往复实现热量的源源不断的传递。分离式椭圆翅片热管低压省煤器的工质进出口联结在汽机热力系统的低压加热区，即从某级低压加热器出来的凝结水部分或全部进入布置在空气预热器后的分离式椭圆翅片热管低压省煤器中加热，加热后的凝结水再返回低加系统。其节能原理是利用锅炉排烟余热加热凝结水，相当于纯热量进入热力系统，根据等效热焓降法分析，它排挤部分加热抽汽，在汽轮机内继续作功。本发明利用回收的热量加热汽机凝结水，提高机组热效率，降低发电煤耗。

椭圆管呈流线型，在横掠气流中，流体分离点后移，从而减少了管后的漩涡区，另外椭圆管前半部的边界层比圆管薄，这些因素有利于增强传热和减少流阻，通常流速下比圆形翅片管的流阻减低40%以上。在相同的条件下，椭圆管的传热周长比圆管大，因此管内的热阻小，有利于管内介质的传热，因此在相同流速下，椭圆翅片管的换热系数可提高15～20%；在传热量相同的前提下椭圆管的传热面积比圆翅片管的面积减少15～20%。对于同样材料的翅片，矩形翅片比圆形翅片效率高8%，矩形翅片上的扰流孔可使横掠气流扰动，从而减薄管壁及翅片上的边界层，强化管外侧的换热，椭圆矩形翅片管可以布置得紧凑，占风道的面积仅为圆管的80%，椭圆矩形翅片管顺着流动方向刚性好，垂直于流动方向又有一定的柔性，在横掠气流中诱导振动的振幅小，抗热应力能力强；由于整体浸锌，锌填充在翅片和椭圆管之间，既增加了椭圆管的承压性，又消除了接触热阻，使翅片管的传热性能大大改善，且椭圆翅片管抗腐蚀的能力增强，能够在较恶劣的工况下长期工作。

Claims (5)

1.一种分离式椭圆翅片热管低压省煤器，其特征在于：它包括椭圆翅片热管蒸发段管屏（2）、椭圆翅片热管冷凝段管屏（5）、蒸气导气管（4）和回水管（11），所述椭圆翅片热管蒸发段管屏（2）由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水入口联箱（2-1）和蒸汽出口联箱（2-2）组成，椭圆翅片热管蒸发段管屏（2）中的每根椭圆翅片热管的两端分别与凝结水入口联箱（2-1）和蒸汽出口联箱（2-2）相通，所述椭圆翅片热管冷凝段管屏（5）由多根平行设置的椭圆翅片热管、凝结水出口联箱（5-1）和蒸汽进口联箱（5-2）组成，椭圆翅片热管冷凝段管屏（5）中的每根椭圆翅片管的两端分别与凝结水出口联箱（5-1）和蒸汽进口联箱（5-2）相通，椭圆翅片热管蒸发段管屏（2）的蒸汽出口联箱（2-2）通过变径管与蒸汽导气管（4）连通，蒸汽导气管（4）通过变径管与椭圆翅片热管冷凝段管屏（5）的蒸汽进口联箱（5-2）连通，椭圆翅片热管冷凝段管屏（5）的凝结水出口联箱（5-1）通过变径管与回水管（11）连通，回水管（11）通过变径管与椭圆翅片热管蒸发段管屏（2）的凝结水入口联箱（2-1）连通。

2.根据权利要求1所述的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，其特征在于：它还包括排气管（10）和排气阀（9），所述排气阀（9）设置在排气管（10）上，排气管（10）位于导水管（11）上方并与导水管（11）相通。

3.根据权利要求1或2所述的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，其特征在于：所述椭圆翅片热管为铜管或钢管。

4.根据权利要求3所述的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，其特征在于：所述钢管为不锈钢管或ND钢高频电焊钢管。

5.根据权利要求1或2所述的分离式椭圆翅片热管低压省煤器，其特征在于：所述椭圆翅片热管内的传热介质为纯水和缓蚀剂的混合物。

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