CN103591602B - 并联混合式多级空气预热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种并联混合式多级空气预热器，设置在锅炉烟道内，所述多级空气预热器包括管式空气预热器和回转式空气预热器，按烟气流经方向所述管式空气预热器置于所述回转式空气预热器的前方，所述管式空气预热器的空气进口管道、回转式空气预热器的空气进口管道并联连接在锅炉送风系统中。本发明的并联混合式多级空气预热器，采用管式空气预热器和回转式空气预热器组合设计，将两者各自的优点得到更好地体现，同时采用将两种空气预热器并联在锅炉送风系统上，更有益于锅炉给风系统的吸热，最大程度地利用了锅炉尾部烟道的余热，提高了整个多极空气预热器的耐低温腐蚀性能。

Description

并联混合式多级空气预热器

技术领域

本发明涉及一种电厂辅助设备领域，特别是涉及一种并联混合式多级空气预热器。

背景技术

在电站锅炉中，在省煤器后都使用空气预热器，用管式、板式、回转式或热管式空气预热器来回收烟气的部分热量，降低排烟温度，强化燃烧着火和燃烧过程，提高锅炉效率，节省燃料。空气预热器已成为电站锅炉不可缺少的受热面。

管式空气预热器是小型机组中常采用的结构形式。它由许多平行错列的钢管组成、管的两端与管板焊接，形成具有一定受热面的立方体官箱。为了能使空气多次交叉流动，常装有中间管板，中间管板用夹环固定在个别管子上。管式空气预热器包括立管式空预器和横管式空预器，立管式空预器的烟气在管内纵向流动，空气在管外横向流动，横管式管式空预器则空气在管内流动，烟气与空气做交叉逆流传热。电站锅炉通常采用立管式空预器。管式空气预热器结构简单，理论上漏风少，在小型机组中应用较为广泛。但其体积大，金属消耗量大，布置不灵活，易发生低温腐蚀，引起漏风变大。随着锅炉蒸汽参数的提高和容量的增大，管式空气预热器由于受热面增大使其体积和高度显著增大，给锅炉尾部受热面布置带来很大困难，因而一般在125MW以下锅炉机组中使用，而200MW及以上容量锅炉，通常采用结构紧凑、质量较轻的回转式空气预热器。

回转式空气预热器由转子和风罩及附属设备组成，分为受热面旋转和风罩旋转两种，目前应用最多的为受热面旋转结构的回转式空气预热器。受热面旋转的回转式空气预热器一般为二分仓或三分仓结构。圆筒形转子从上到下用隔板沿径向分割成互不想通的若干个扇形仓，每个扇形仓又被分成若干段。仓内装满由波纹金属板制成的蓄热板。烟气或空气通过传热元件内的缝隙上下流通。在八角形外壳的顶部和底部，用两个扇形板上下对应的将整个截面分隔成烟气流通区、空气流通区和密封区三部分。烟气流通区和空气流通区分别与烟道和风道连接，密封区中既不流通烟气，也不流通空气，因而烟气与空气不会相混。转子由电动机驱动，以0.75～2r/min的转速旋转，受热面不断交替通过烟气和空气的流通区。转至烟气流通区时，烟气自上而下流过受热面，对受热面进行加热。当它转至空气流通区时，高温受热面把积蓄的热量自下而上流过的空气。每转完一周完成一个热交换过程。三分仓受热面旋转的回转式空气预热器由两股空气进入空气预热器，并且分别流过被烟气加热的波纹型受热面，通过不同的空气通道截面积，以得到不同温度的热风。三分仓回转式空气预热器适用于燃煤锅炉常采用的冷一次风正压制粉系统。这样将高压一次风和低压二次风分割在两个仓内进行预热，二次风可用低压头送风机，可降低风机电耗。同时，以冷一次风机代替二分仓内的热一次风机，可选用体积小、电耗低的高效风机，还能减轻磨损，延长风机寿命，使系统运行的可靠性和经济性得到提高。

回转式空气预热器与管式空气预热相比具有许多优点：1）回转式空气预热器由于传热面密度高达500m2/m3，因而结构紧凑，占地面积小，其体积约为同容量的管式空气预热器的1/10；2）质量轻，因管式空气预热器的管子壁厚为1.5mm，而回转式空气预热器的蓄热板，其厚度不过0.5～1.25mm，而且蓄热板布置很紧凑，故回转式空气预热器金属消耗量约为同容量管式空气预热器的1/3；3）回转式空气预热器布置灵活方便，是锅炉本体容易得到合理的布置方案；4）同样条件下，回转式空气预热器因其受热面温度较高，因而低温腐蚀的危险较管式空气预热器较轻。

回转式空气预热器也有缺点：漏风量大，一般管式空气预热器的漏风量不超过5%，而回转式空气预热器的漏风量最好时为8%～10%，密封不良时达20%～30%。同时，其结构复杂，制造工艺要求高，运行维护工作多，检修也复杂。但由于其优点，在300MW以上的机组锅炉，一般不采用管式空气预热器，而采用回转式空气预热器。

目前，空气预热器多采用单一结构形式布置，如省煤器后全部采用管式或回转式空气预热器。若全部采用管式空气预热器，漏风率较小，但是其传热效率较低，耗材多，冷端低温腐蚀严重、体积庞大等缺点，使其在大型电站锅炉中应用受到限制。回转式空气预热器克服了上述管式空气预热器的不足，表现较好传热性能和耐低温腐蚀的特性，但是其价格昂贵、运行维护成本高、漏风率较大等是其应用过程中的主要问题。可见这种受热面布置方式已严重制约着电站锅炉的经济和安全运行。虽然已有研究者提出了通过改变空气预热器布置方式的方法来改善上述不利情况，但效果还不尽如人意，因此有必要寻找新的方法来提高空气预热器的运行情况，提高锅炉尾部受热面的安全性与经济性。

中国专利201110136887.3公开一种锅炉的空气预热器布置结构，其包括空气预热器、烟道、热一次风道，空气预热器包括管式空气预热器和回转式空气预热器，管式空气预热器位于回转式空气预热器的上方，烟道贯穿管式空气预热器后连接回转式空气预热器的烟气进口，回转式空气预热器的进口连通冷空气，回转式空气预热器的空气出口通过热一次风道连接管式空气预热器的空气进口，热一次风道的中部开有二次风出风口，二次风出风口连通燃烧区域，管式空气预热器的一次风出风口连通制粉系统磨制褐煤的干燥区域。本发明的回转式空气预热器、管式空气预热器串接在锅炉空气进风通道上，其不能很好地加热锅炉进风，不能充分利用各自的优点达到更好的效果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种并联混合式多级空气预热器，用于解决现有技术中空气预热器运行存在缺陷，锅炉烟道尾部热量不能充分利用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种并联混合式多级空气预热器，设置在锅炉烟道内，所述多级空气预热器包括管式空气预热器和回转式空气预热器，按烟气流经方向所述管式空气预热器置于所述回转式空气预热器的前方，所述管式空气预热器的空气进口管道、回转式空气预热器的空气进口管道并联连接在锅炉送风系统中。

优选的，所述管式空气预热器的空气进口管道上设有风量调节板。

优选的，所述管式空气预热器、回转式空气预热器的热风出口均与锅炉进风道相通。

优选的，所述管式空气预热器的热风出口与外界换热设备相连，所述回转式空气预热器的热风出口与锅炉进风道相通。

优选的，所述回转式空气预热器为三分仓式受热面旋转结构，所述回转式空气预热器的一次风出口与所述管式空气预热器的热风出口连通后与锅炉进风道中的一次风道相连，所述回转式空气预热器的二次风出口与锅炉进风道中的二次风道相连。

优选的，所述管式空气预热器为光管换热管结构。

如上所述，本发明的并联混合式多级空气预热器，具有以下有益效果：采用管式空气预热器和回转式空气预热器组合设计，将两者各自的优点得到更好地体现，同时采用将两种空气预热器并联在锅炉送风系统上，更有益于锅炉给风系统的吸热，最大程度地利用了锅炉尾部烟道的余热，提高了整个多极空气预热器的耐低温腐蚀性能；同时又减小了两种空气预热器各自结构的不足，提高了锅炉烟道尾部受热面布置的灵活性。

附图说明

图1显示为本发明的并联混合式多级空气预热器的结构示意图。

图2显示为本发明的并联混合式多级空气预热器安装使用的第一实施例示意图。

图3显示为本发明的并联混合式多级空气预热器安装使用的第二实施例示意图。

图4显示为本发明的并联混合式多级空气预热器安装使用的第三实施例示意图。

元件标号说明

1多级空气预热器

2省煤器

3锅炉送风系统

4再热器

5过热器

6水冷壁

7锅炉烟道

8风量调节板

11管式空气预热器

12回转式空气预热器

13管式空气预热器的

热风出口

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1及图2所示，本发明提供一种并联混合式多级空气预热器，设置在锅炉烟道7内，多级空气预热器1包括管式空气预热器11和回转式空气预热器12，按烟气流经方向管式空气预热器11置于回转式空气预热器12的前方，管式空气预热器11的空气进口管道、回转式空气预热器12的空气进口管道并联连接在锅炉送风系统3上。本发明采用管式空气预热器和回转式空气预热器组合设计，将两者各自的优点得到更好地体现，同时采用将两种空气预热器并联在锅炉送风系统上，更有益于锅炉给风系统的吸热，最大程度地利用了锅炉尾部烟道的余热，提高了整个多极空气预热器的耐低温腐蚀性能。

为便于风量的控制，避免多级空气预热器低温腐蚀，在管式空气预热器11的空气进口管道上设有风量调节板8，通过风量调节板来调节管式空气预热器的进风量，以此确保管式空气预热器、回转式空气预热器不受酸露腐蚀。上述管式空气预热器11可为光管换热管结构。

如图2所示，上述并联混合式多级空气预热器置于烟道内使用的第一实施例，燃煤在炉膛中燃烧，产生的烟气依次经过水冷壁6、过热器5、再热器4、省煤器2后再经过位于尾部的锅炉烟道7中的本多级空气预热器1，管式空气预热器11置于回转式空气预热器12的上方。锅炉送风系统3内的冷空气分为两路进入并联混合式多级空气预热器1中：一路进入布置在并联混合式多级空气预热器下部的回转式空气预热器12；一路流入位于并联混合式多级空气预热器上部的管式空气预热器，管式空气预热器的空气进口官道上设有风量调节板8，可根据需要调节风量的大小。上述管式空气预热器11的热风出口和回转式空气预热器12的热风出口汇合后与锅炉进风道相通，加热后的热风进入锅炉助燃。

如图3所示，上述并联混合式多级空气预热器置于烟道内使用的第二实施例，锅炉内各受热面的排布与第一实施例相同，本并联混合式多级空气预热器置于烟道内的位置也相同，不同之处在于：上述管式空气预热器的热风出口13与外界换热设备相连，回转式空气预热器12的热风出口与锅炉进风道相通，此实施例中只有回转式空气预热器加热后的热风用来进入锅炉助燃。本实施例可充分利用锅炉烟气余热，既不影响锅炉给风系统的热量，还能为外界供热，提高烟气余热利用率。

如图4所示，上述并联混合式多级空气预热器置于烟道内使用的第三实施例，锅炉内各受热面的排布与第一实施例相同，本并联混合式多级空气预热器置于烟道内的位置也相同，不同之处在于：回转式空气预热器12为三分仓式受热面旋转结构，其具有两个热风出口分别为一次风出口和二次风出口，回转式空气预热器12的一次风出口与管式空气预热器11的热风出口连通后与锅炉进风道中的一次风道相连，回转式空气预热器12的二次风出口与锅炉进风道中的二次风道相连。本实施例根据锅炉进风通道内一次风道和二次风道所需热风温度不同，且利用回转式空气预热器采用三分仓式受热面旋转结构，其具有两个热风出口，将本并联混合式多级空气预热器加热后的热风分为两路，分别进入对应需要的风道，以适应锅炉进风，提高烟气余热利用率。

综上所述，本发明并联混合式多级空气预热器，其采用管式空气预热器和回转式空气预热器组合设计，将两者各自的优点得到更好地体现，同时采用将两种空气预热器并联在锅炉送风系统上，更有益于锅炉给风系统的吸热，最大程度地利用了锅炉尾部烟道的余热，提高了整个多极空气预热器的耐低温腐蚀性能；同时又减小了两种空气预热器各自结构的不足，提高了锅炉烟道尾部受热面布置的灵活性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种并联混合式多级空气预热器，设置在锅炉烟道内，其特征在于，所述多级空气预热器包括管式空气预热器（11）和回转式空气预热器（12），按烟气流经方向所述管式空气预热器（11）置于所述回转式空气预热器（12）的前方，所述管式空气预热器（11）的空气进口管道、回转式空气预热器（12）的空气进口管道并联连接在锅炉送风系统（3）中。

2.根据权利要求1所述的并联混合式多级空气预热器，其特征在于：所述管式空气预热器（11）的空气进口管道上设有风量调节板（8）。

3.根据权利要求1所述的并联混合式多级空气预热器，其特征在于：所述管式空气预热器（11）、回转式空气预热器（12）的热风出口均与锅炉进风道相通。

4.根据权利要求1所述的并联混合式多级空气预热器，其特征在于：所述管式空气预热器（11）的热风出口与外界换热设备相连，所述回转式空气预热器（12）的热风出口与锅炉进风道相通。

5.根据权利要求1所述的并联混合式多级空气预热器，其特征在于：所述回转式空气预热器（12）为三分仓式受热面旋转结构，所述回转式空气预热器（12）的一次风出口与所述管式空气预热器（11）的热风出口连通后与锅炉进风道中的一次风道相连，所述回转式空气预热器的二次风出口与锅炉进风道中的二次风道相连。

6.根据权利要求1所述的并联混合式多级空气预热器，其特征在于：所述管式空气预热器（11）为光管换热管结构。