CN102147115A

CN102147115A - 一种卧式空气预热器

Info

Publication number: CN102147115A
Application number: CN2011101064011A
Authority: CN
Inventors: 张宏
Original assignee: Zhangjiagang Jiangnan Boiler & Pressure Vessel Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Jiangnan Boiler & Pressure Vessel Co Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2011-08-10

Abstract

本发明公开一种卧式空气预热器，其利用热烟气来加热空气，包括具有进烟口和出烟口的本体箱，该本体箱的内部形成一热交换通道，热交换通道内设置有若干个中空的换热管，本体箱的一侧壁上密封嵌设有一管板，该管板的上部垂直于板面的方向开设有与换热管的数目相同的第一通孔、下部垂直于板面的方向开设有与换热管的数目相同的第二通孔，每个换热管均具有第一端和第二端，这些换热管的第一端一一对应密封安插在这些第一通孔中，这些换热管的第二端一一对应密封安插在这些第二通孔中，每个换热管均呈“U”形。本发明采用“U”形换热管，减弱了热应力的影响，特别是“U”形换热管与管板连接部位的热应力幅度大大降低。

Description

一种卧式空气预热器

技术领域

本发明涉及一种利用锅炉、工业炉窑或其他动力的排烟热量来预热燃烧用空气的换热装置，更具体地说，涉及一种卧式空气预热器，尤其能够广泛应用于中小型锅炉系统中。

背景技术

利用锅炉、工业炉窑或其他动力冶金、化工的装置在运行中会产生热烟气，为了能够利用排烟热量，通常会设置空气预热器，空气预热器的工作原理是：受热面的一侧通过热烟气、另一侧通过空气，进行热交换，使热烟气的温度下降，使空气得到加热，温度升高，达到利用烟气余热的目的，其不仅能够有效地利用排烟的废热、降低环境污染，被提高温度后的空气还抑郁燃烧，且燃烧稳定、效率高。

传统的卧式管式空气预热器的结构大多如附图1所示，包括水平设置的多根直管，各个直管的前端和后端分别通过前管板和后管板相密封固定安装，这些直管的右端部均与一个空气转弯箱相联通，上部的直管的左端部与一个热空气出口箱相贯通，下部的直管的左端部与一个冷空气进口箱相联通，热烟气管道垂直于这些直管而竖直设置，其中的热烟气自上而下的吹过每个直管，这样冷空气从冷空气进口箱进入下部的直管经初步加热后进入右侧的空气转弯箱中后再从上部的直管的右端进入上部的直管中在进行加热，然后从热空气出口箱排出，过程中始终保持有热烟气自上而下的沿直管外壁吹过，温度被降低的热烟气从下部排出。这种传统的空气预热器在运行的过程中，上部的直管由于外界的温度较高、管内的温度也较高，而下部的直管正好相反，外界的温度相对较低、管内的温度也相对较低，所以上部的直管和下部的直管之间的温差很大，这个温差的存在造成上下层的直管的膨胀量不同，不同的膨胀量将在前后管板与直管的连接处产生热应力，当这个热应力达到一定的数值时，将导致裂纹甚至脱落，引起设备性能下降，严重者会引发安全事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、运行稳定的卧式空气预热器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种卧式空气预热器，其利用热烟气来加热空气，包括具有进烟口和出烟口的本体箱，该本体箱的内部形成一热交换通道，所述的热交换通道内设置有若干个中空的换热管，所述的本体箱的一侧壁上密封嵌设有一管板，该管板的上部垂直于板面的方向开设有与所述的换热管的数目相同的第一通孔、下部垂直于板面的方向开设有与所述的换热管的数目相同的第二通孔，每个所述的换热管均具有第一端和第二端，这些所述的换热管的第一端一一对应密封安插在这些所述的第一通孔中，这些所述的换热管的第二端一一对应密封安插在这些所述的第二通孔中，每个所述的换热管均呈“U”形。

优选地，每个所述的换热管均沿垂直于热烟气的运行方向设置。

优选地，这些所述的第一通孔的外部罩设有带出气口的热空气箱；这些所述的第二通孔的外部罩设有带进气口的冷空气箱，每个所述的换热管的内腔分别与所述的热空气箱的内腔及所述的冷空气箱的内腔相贯通。

进一步优选地，所述的进烟口位于所述的本体箱的上部，所述的出烟口位于所述的本体箱的下部。

本发明的有益效果在于：本发明将传统的卧式空气预热器中的直管形的换热管用“U”形的换热管来代替，大大减弱了热应力的影响，由于“U”形换热管的设计，工作过程中，每个换热管的上半部分的温度会较高，而下半部分正好相反，温度会较低，“U”形换热管的上半部分与下半部分之间存在膨胀差，但是由于“U”形的弯曲段的存在，其弹性和柔度使得大部分的热应力，特别是“U”形换热管与管板连接部位的热应力幅度大大降低。

附图说明

附图1为传统的卧式直管式空气预热器的结构示意图；

附图2为本发明的卧式空气预热器的结构示意图（部分剖视）。

附图中：1、本体箱；2、热交换通道；3、换热管；4、第一通孔；5、第二通孔；6、第一端；7、第二端；8、管板；9、热空气箱；10、冷空气箱。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：

如附图2所示（附图中空心箭头表示空气的运行方向、实心箭头表示热烟气的运行方向），本发明的卧式空气预热器包括具有进烟口和出烟口的本体箱1，该本体箱1的内部形成一热交换通道2，热交换通道2内设置有若干个中空的换热管3，本体箱1的一侧壁上密封嵌设有一管板8，该管板8的上部垂直于板面的方向开设有与换热管3的数目相同的第一通孔4、下部垂直于板面的方向开设有与换热管3的数目相同的第二通孔5，每个换热管3均具有第一端6和第二端7，这些换热管3的第一端6一一对应密封安插在这些第一通孔4中，这些换热管3的第二端7一一对应密封安插在这些第二通孔5中，每个换热管3均呈“U”形，每个换热管3均沿垂直于热烟气的运行方向设置，这些第一通孔4的外部罩设有带出气口的热空气箱9；这些第二通孔5的外部罩设有带进气口的冷空气箱10，每个换热管3的内腔分别与热空气箱9的内腔及冷空气箱10的内腔相贯通，进烟口位于本体箱1的上部，出烟口位于本体箱1的下部，为了更加高效地进行热交换，这些换热管3的分布位置可以上、下、前、后错乱设置，只需保证它们的第一端6均能够与热空气箱9相贯通、第二端7均能够与冷空气箱10相贯通。

该卧式空气预热器的工作过程：冷空气从冷空气箱10的进气口进入后沿着各个换热管3的内腔运行直至从热空气箱9的出气口排出，此过程中，热交换通道2内自上而下的热烟气对换热管3及内部的空气进行冲刷，从而使换热管3内的空气的温度升高，而热烟气本身的温度被降低，如此实现热量的交换。上述的过程中，由于热交换通道2内上部的热烟气的温度较高，各个换热管3的上半部分的温度也相对较高，而下部的热烟气的温度相对较低，并且刚刚进入的空气的温度也较低，所以会导致换热管3的上部与下部存在膨胀差，但是由于换热管3的“U”形结构，与附图1所示的传统的卧式空气预热器相比，本发明的卧式空气预热器能够使得大部分的热应力在弯曲段被吸收，大大减弱了热应力的影响，特别是换热管3与管板8的焊接部位的内应力大幅度下降，不会导致裂纹或者脱落，提高了设备的整体性能，杜绝了安全隐患。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种卧式空气预热器，其利用热烟气来加热空气，包括具有进烟口和出烟口的本体箱，该本体箱的内部形成一热交换通道，其特征在于：所述的热交换通道内设置有若干个中空的换热管，所述的本体箱的一侧壁上密封嵌设有一管板，该管板的上部垂直于板面的方向开设有与所述的换热管的数目相同的第一通孔、下部垂直于板面的方向开设有与所述的换热管的数目相同的第二通孔，每个所述的换热管均具有第一端和第二端，这些所述的换热管的第一端一一对应密封安插在这些所述的第一通孔中，这些所述的换热管的第二端一一对应密封安插在这些所述的第二通孔中，每个所述的换热管均呈“U”形。

2.根据权利要求1所述的一种卧式空气预热器，其特征在于：每个所述的换热管均沿垂直于热烟气的运行方向设置。

3.根据权利要求1所述的一种卧式空气预热器，其特征在于：这些所述的第一通孔的外部罩设有带出气口的热空气箱；这些所述的第二通孔的外部罩设有带进气口的冷空气箱，每个所述的换热管的内腔分别与所述的热空气箱的内腔及所述的冷空气箱的内腔相贯通。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种卧式空气预热器，其特征在于：所述的进烟口位于所述的本体箱的上部，所述的出烟口位于所述的本体箱的下部。