CN103267302B - 锅炉空气预热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉空气预热器，涉及换热器制造技术领域，包括设有烟气进口和烟气出口的换热器壳体，换热器壳体内设有换热管箱，换热管箱具有设有空气出口的上换热管箱和设有空气进口的下换热管箱，上换热管箱和下换热管箱之间连接有气道；上换热管箱和下换热管箱均具有插装在两块安装板之间的多根换热管，每根换热管的外表面均分布有翅片，每根换热管内均插装有一个扰流子组件；在上换热管箱和下换热管箱之间设有声波清灰器。与现有技术相比，本发明的总换热系数提高了2～4倍。

Description

锅炉空气预热器

技术领域

本发明涉及换热器制造技术领域，尤其是一种用于对生物质锅炉的助燃空气进行预热的换热器。

背景技术

空气预热器是利用烟气余热来加热助燃空气的设备。由于生物质锅炉的燃料含水量较大，所以空气预热对锅炉的燃料是蔗渣的糖厂锅炉和其它燃生物质锅炉尤为重要。使用锅炉空气预热器向锅炉内输入热空气，可提高炉膛温度，改善燃烧条件，使燃料的不完全燃烧损失下降，锅炉出力得到提高，从而进一步提高锅炉热效率。现有一种锅炉空气预热器，该锅炉空气预热器的技术方案是：包括装在支架上的换热器壳体，所述换热器壳体设有烟气进气口和烟气出气口，所述换热器壳体内设有换热器芯子，所述换热器芯子分别通过连接在两端的空气进气口和空气出气口与所述换热器壳体连接；所述换热器芯子具有插装在两块安装板之间的多根换热管，所述换热管为光管。这种锅炉空气预热器在使用过程中存在如下不足：该锅炉空气预热器是通过空气在换热管内流动而烟气在换热管外流动进行热交换，换热管为光管，空气在换热管内的流动为层流，管内换热系数较低，换热器的换热效果不好，造成锅炉空气预热器的总体换热效果不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种换热效率高的锅炉空气预热器，这种锅炉空气预热器可以解决现有的换热系数低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：这种锅炉空气预热器包括设有烟气进口和烟气出口的换热器壳体，所述换热器壳体内设有换热管箱，所述换热管箱具有设有空气出口的上换热管箱和设有空气进口的下换热管箱，所述上换热管箱和所述下换热管箱之间连接有气道；所述上换热管箱和所述下换热管箱均具有插装在两块安装板之间的多根换热管，每根所述换热管的外表面均分布有翅片，每根所述换热管内均插装有一个扰流子组件；在所述上换热管箱和所述下换热管箱之间设有声波清灰器。

上述锅炉空气预热器技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述扰流子组件包括设在所述换热管两端的定位片和多根相互连接的扰流子，所述扰流子为中段呈螺旋设置的扭片和与该扭片两端相接的设有缺口的连接片，两端的所述缺口与所述扭片的中心线呈同轴设置；相邻间的所述扰流子均通过两端连接片上的缺口相互卡接；所述定位片于一端设有缺口，于两侧设有定位凸起；所述定位片设有缺口的一端插装在所述换热管内，于两侧的所述定位凸起与所述换热管的端面相抵接，所述定位片与所述扰流子通过缺口相互卡接。

进一步的，所述换热管管壁的外表面分布有翅片。

进一步的，于所述气道内设有两块导向板。

进一步的，所述扭片的厚度为2毫米～3毫米，节距H为60毫米～120毫米，扭率为2～3。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

1、由于采用了管壁的外表面分布有翅片的换热管，并在换热管内插装了扰流子组件，扰流子的扭片厚度和节距是优选得出，使空气在热管换内流动形成的紊流效果达到最佳又不会造成扰流子的扭片的变形，提高了管内外的换热系数，形成外强内强的双强化传热方式；换热管箱采用了上换热管箱和下换热管箱通过气道连接的设置，使进入下换热管箱的空气与烟气进行热交换后进入上换热管箱之前在气道内混合使之受热均匀，换热效果好，总换热系数提高了2～4倍；2、扰流子组件采用由多根扰流子通过两端的缺口卡接构成，结构紧凑、便于对扰流子组件的安装和维护，同时还可进行扰流子的标准化生产；3、由于采用了外表面分布有翅片的换热管，当烟气进入换热器壳体掠过换热管的翅片，换热管外的换热系数大于换热管内的换热系数，管壁温度高，换热管不易被腐蚀，另外，在上换热室和下换热室之间安装有声波清灰器，可根据工况设定自动清灰周期，减少了换热管积灰，提高锅炉空气预热器的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1的A处的局部放大图。

图4是图3的K向视图。

图5是发明实施例1的扰流子组件的结构示意图。

图6是发明实施例2的换热管的结构示意图。

附图标记说明：支架1，清灰斗2，换热管3，换热管3a，导向板4，扰流子组件5，定位片5-1，扰流子5-2，气道6，烟气进口7，上换热管箱8，空气出口9，声波清灰器10，换热器壳体11，下换热管箱12，空气进口13，烟气出口14，卸灰闸门15。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详述：

实施例1：

如图1和2所示的锅炉空气预热器包括安装在支架1上的换热器壳体11，在换热器壳体11的上部安装有烟气进口7，在换热器壳体11下部的一侧安装有烟气出口14，换热器壳体11内安装有换热管箱，换热管箱具有装有空气出口9的上换热管箱8和装有空气进口13的下换热管箱12，上换热管箱8和下换热管箱12均具有插装在两块安装板之间的多根换热管3，每根的外表面，换热管3管壁外表面分布的翅片呈螺旋分布；每根换热管5内均插装有一个扰流子组件5；扰流子组件5包括装在换热管3两端的定位片5-1和多根相互连接的扰流子5-2；定位片5-1于一端设有缺口，于定位片5-1两侧设有定位凸起；定位片5-1设有缺口的一端插装在换热管3内，两侧的定位凸起与换热管3的端面相抵接，如图3和图4所示；扰流子组件采用由多根扰流子5-2通过两端的缺口卡接构成，便于对扰流子组件的安装和维护，同时还可进行扰流子5-2的标准化生产。扰流子5-2为中段呈螺旋设置的扭片和与该扭片两端相接的设有缺口的连接片，两端的缺口与扭片的中心线呈同轴设置，相邻间的扰流子5-2均通过两端连接片上的缺口相互卡接，定位片5-1与扰流子5-2通过缺口相互卡接。扰流子5-2的扭片的厚度为2毫米，节距H为60毫米，扭率为2，如图5所示；扰流子的扭片厚度和节距是优选得出，使空气在热管换内流动形成的紊流效果达到最佳又不会造成扰流子的扭片的变形，强化了管内、外的传热方式。上换热管箱8通过一侧的安装板与空气出口9连接，下换热管箱12通过一侧的安装板与空气进口13连接；在上换热管箱8和下换热管箱12之间连接有气道6，于气道6内装有两块导向板4；使得空气在气道内既能得到混全又可均匀流动；换热管箱采用了上换热管箱和下换热管箱通过气道连接的设置，使进入下换热管箱的空气与烟气进行热交换后进入上换热管箱之前在气道内混合使之受热均匀，换热效果好。在换热器壳体11内的上换热管箱8和下换热管箱12之间装有声波清灰器10，声波清灰器10通过气管与储气罐连接，声波清灰器10通过导线与控制器连接；控制器可根据工况设定自动清灰周期，本实施例的声波清灰器10每隔20启动一次，每次工作10秒钟，减少了换热管积灰，于换热器壳体11的底部装有清灰斗2，可定期打开清灰斗2上的卸灰闸门15定期进行清灰，提高锅炉空气预热器的可靠性。

工作时，需要预热的空气从空气进口13进下换热管箱12，经有翅片的换热管3与烟气进行热交换后，流经气道6进入上换热管箱8，经有翅片的换热管3与烟气进行热交换后从空气出口9流出。烟气从烟气进口7进入换热器壳体11内，流经上换热管箱8和下换热管箱12并进行热交换后从烟气出口14出。经检测总换热系数为50.6，总换热系数提高了2～4倍。

实施例2：

扰流子5-2的扭片的厚度为3毫米，节距H为120毫米，扭率为3；每根换热管3a为光管；其他特征与实施例1相同。

当烟气中含尘量高时，为了防止和控制积灰，选择光管为换热管3a，换热管3a内插装有扰流子组件5；虽然管外换热系数低于管壁的外表面分布有翅片的换热管，但总换热系数仍大大高于现有的锅炉空气预热器的换热系数。

Claims (2)

1.一种锅炉空气预热器，包括设有烟气进口（7）和烟气出口（14）的换热器壳体（11），其特征在于：所述换热器壳体（11）内设有换热管箱，所述换热管箱具有设有空气出口（9）的上换热管箱（8）和设有空气进口（13）的下换热管箱（12），所述上换热管箱（8）和所述下换热管箱（12）之间连接有气道（6）；所述上换热管箱（8）和所述下换热管箱（12）均具有插装在两块安装板之间的多根换热管（3），每根所述换热管（3）内均插装有一个扰流子组件（5）；在所述上换热管箱（8）和所述下换热管箱（12）之间设有声波清灰器（10）；

所述扰流子组件（5）包括设在所述换热管（3）两端的定位片（5-1）和多根相互连接的扰流子，所述扰流子为中段呈螺旋设置的扭片和与该扭片两端相接的设有缺口的连接片，两端的所述缺口与所述扭片的中心线呈同轴设置；相邻间的所述扰流子均通过两端连接片上的缺口相互卡接；所述定位片（5-1）于一端设有缺口，于两侧设有定位凸起；所述定位片（5-1）设有缺口的一端插装在所述换热管（3）内，两侧的所述定位凸起与所述换热管（3）的端面相抵接，所述定位片（5-1）与所述扰流子通过缺口相互卡接；于所述气道（6）内设有两块导向板（4）；所述扭片的厚度为2毫米～3毫米，节距H为60毫米～120毫米，扭率为2～3。

2.根据权利要求1所述的锅炉空气预热器，其特征在于：所述换热管（3）管壁的外表面分布有翅片。