CN103807870B - 一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法及结构 - Google Patents

Abstract

一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法及结构，涉及的方法为将铸铁空气预热器烟气出口处温度高区域的烟气引向温度低区域并和温度低区域的烟气混合至大于烟气露点温度后再排出。实现上述方法的铸铁空气预热器，包括壳体、烟气进口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设于壳体内的换热元件，在烟气出口处连接有排烟接管，在烟气出口的下方设置有自温度高区域向温度低区域引流烟气至排烟接管的引流装置。本发明使得空气预热器高温侧烟气向下流的过程中，在烟气出口处遇到烟气引流装置，改变流向，朝烟气温度低的一侧流去，高温烟气加热低温烟气，避免低温烟气达到露点温度在烟气出口处产生冷凝水，结构简单，便于市场上的普及与推广。

Description

一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法及结构

技术领域

本发明涉及空气预热器，特别是涉及一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法及结构。

背景技术

空气预热器是利用锅炉、工业炉窑或者其他动力、冶金、化工等装置的排烟热量来预热燃烧用空气的换热器，对于节能而言具有重要的意义。空气预热器按结构的不同主要包括管式、板式和回转式。

铸铁板式空气预热器，是利用铸铁的抗冲蚀和耐腐蚀性能，结合板翅式换热器的优点，开发的一种新型空气预热器。具有寿命长、阻力小、结构紧凑等优点，可以在很宽的烟气温度范围内（例如650℃～140℃）长期（一般10年）可靠运行。适用于石油化工管式加热炉及各类锅炉的烟气余热回收系统。

现有技术中，通常的铸铁板式空气预热器，包括有壳体、烟气进口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于壳体内的换热元件，在烟气出口处连接有排烟接管。其工作过程为尚带低温余热的烟气从烟气进口进入，经过换热元件热交换放热后经烟气出口最终经排烟接管排出，空气从壳体侧壁的空气入口进入，经过换热元件热交换吸热后从壳体侧壁的空气出口排出。

在铸铁板式空气预热器内，烟气流经铸铁板片时，不同位置其金属温度不同，当空气进口温度小于或等于50℃时，靠近空气进口处局部区域的铸铁板片的金属壁温低于露点温度，而超过这范围的其他部分温度大于露点温度,在铸铁板片的金属壁温出现低于露点温度的局部区域中，烟气中的水蒸汽冷凝成液态水，产生的冷凝水酸性较强，不仅能够腐蚀设备，而且对现场环境也造成一定的影响，因此，为了提高设备的使用寿命，改善现场环境，研发一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法及结构在工程技术领域具有极为深远和重大的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够实现避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的铸铁空气预热器。

本发明的目的之一通过以下技术方案实现：

提供了一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法，其中，将铸铁空气预热器烟气出口处温度高区域的烟气引向温度低区域并和温度低区域的烟气混合至大于烟气露点温度后再排出。

其中，所述温度高区域为120℃～150℃，所述温度低区域为80℃～100℃。

其中，所述混合后的烟气温度为120℃～130℃。

本发明的目的之二通过以下技术方案实现：

还提供了一种实现上述避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气进口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于壳体内的换热元件，在烟气出口处连接有排烟接管，其中，在所述烟气出口的下方设置有自温度高区域向温度低区域引流烟气至排烟接管的引流装置。

其中，所述引流装置包括有倾斜设置于所述烟气出口下方的可拆卸的调节挡板，所述可拆卸的调节挡板位于烟气出口处温度高区域的一端部距所述烟气出口处的距离小于温度低区域的另一端部距所述烟气出口处的距离，且所述可拆卸的调节挡板位于温度低区域的另一端部与所述排烟接管的接管接头之间留有缺口。

其中，所述调节挡板为由若干片调节挡片相互拼接组成的直线形的调节挡板。

其中，所述调节挡板为由若干片调节挡片相互拼接组成的阶梯形的调节挡板。

其中，所述引流装置还包括有与所述排烟接管的接管接头内壁连接的连接板，所述连接板开设有长槽，所述调节挡板的端部通过紧固件可沿所述长槽滑动并通过所述紧固件与所述连接板固定连接。

其中，所述引流装置还包括有支撑筋板，所述支撑筋板的一端部与所述排烟接管的接管接头内壁固定连接，其另一端部与所述连接板固定连接。

其中，所述调节挡板与水平面之间的倾斜夹角设置为1°～30°。

本发明的方法的有益效果：本发明的方法的目的就是通过改变铸铁空气预热器烟气侧烟气出口结构，将烟气出口处温度高区域的烟气引向温度低区域的一侧，使高低温烟气在烟气出口侧及时进行重新混合，通过高温烟气加热低温烟气，实现烟气出口处温度的再分布，形成同一温度作为排烟温度，这排烟温度高于露点温度，避免了冷凝水的产生，从而提高设备使用寿命，改善现场环境。本发明的装置增设引流装置，使得高温侧烟气向下流的过程中，遇到烟气引流装置，改变流向，朝烟气温度低的一侧流去，高温烟气加热低温烟气，避免低温烟气达到露点温度，在烟气出口处产生冷凝水。本发明能够避免铸铁式空气预热器的烟气侧产生冷凝水，同时与现有技术相比，还具有以下优点：

（1）实现了空气预热器烟气出口处的温度再分布，避免了烟气温度一侧较高（约120℃～150℃），另一侧较低（约80℃～100℃），导致低温侧产生冷凝水的现象，从而增加了设备使用寿命，保护了现场环境；

（2）调节挡板分为若干片，可以根据空气预热器的工作负荷变化，产生的烟气量大小，改变调节挡片的数量来调节高/低温烟气混合比例，具有结构简单、调节灵活和实用性好的特点；

（3）调节挡板设置为可拆卸的结构，因空气预热器运行时工作负荷会变化，导致烟气量时大时小，通过可拆式结构，增加或者减少挡片数量，改变烟气通道大小，从而调节高/低温度烟气量的混合比例，以达到预期的加热效果，使的温度实现再分布；

（4）调节挡板设置为倾斜的，让空气预热器运行过程中产生的灰尘可以沿着调节挡板滑下，避免调节挡板积灰以影响挡板工作效果；

（5）调节挡板与连接板之间采用如螺栓螺母的紧固件进行连接，使得螺栓可以沿着连接板的长槽水平自由移动，方便调节调节挡板的拆装；

（6）本发明易于改造，便于市场上的大面积普及与推广。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的铸铁空气预热器的第一视角的结构示意图。

图2是本发明的一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的铸铁空气预热器的第二视角的结构示意图。

图3是图1的A——A视角的结构示意图。

图4是图3中B处的放大结构示意图

在图1至图4中包括有：

100——壳体，

1——烟气进口、

2——烟气出口、

3——空气进口、

4——空气出口、

5——排烟接管、51——接管接头，

6——调节挡板、61——调节挡片、62——连接板、63——支撑筋板、64——螺栓螺母，

7——缺口。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1。

本发明的一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的具体实施方式之一，包括以下步骤，将铸铁空气预热器烟气出口2处温度高区域（约120℃～150℃）的烟气引向温度低区域（约80℃～100℃）并和温度低区域的烟气混合至大于烟气露点温度后再排出。混合后的烟气温度为120℃～130℃。从而实现了铸铁空气预热器底部烟气侧的烟气温度能够再分布，高温烟气向下流动的过程中，在烟气出口2的位置被引流改变原来的流向为水平流向烟气温度低区域的一侧，在低温烟气达到露点温度时所产生的冷凝水，重新被高温烟气加热到露点温度以上，从而避免了冷凝水的产生。

实施例2。

本发明的一种实现避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的铸铁空气预热器的具体实施方式之一，如图1所示，包括有壳体100、烟气进口1、烟气出口2、空气入口、空气出口4，以及设置于壳体100内的换热元件，在烟气出口2处连接有排烟接管5，上述技术特征与现有技术中的铸铁空气预热器的传统结构相同。

本发明的改进之处在于：在所述烟气出口2的下方设置有自温度高区域向温度低区域引流烟气至排烟接管5的引流装置。本发明的装置增设引流装置，使得高温侧烟气向下流的过程中，遇到烟气引流装置，改变流向，朝烟气温度低的一侧流去，高温烟气加热低温烟气，避免低温烟气达到露点温度，在烟气出口2处产生冷凝水。

实施例3。

本发明的一种实现避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的铸铁空气预热器的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例2的相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例2的区别在于，如图1和图2所示，所述引流装置包括有倾斜设置于所述烟气出口2下方的可拆卸的调节挡板6，其中，所述调节挡板6与水平面之间的倾斜夹角设置为1°～30°，所述可拆卸的调节挡板6位于烟气出口2处温度高区域的一端部距所述烟气出口2处的距离小于温度低区域的另一端部距所述烟气出口2处的距离，且所述可拆卸的调节挡板6位于温度低区域的另一端部与所述排烟接管5的接管接头51之间留有缺口7。烟气在空气预热器内部与空气热交换后，在空气进口3侧的烟气温度较低（约80℃～100℃），空气出口4侧的烟气温度较高（约120℃～150℃），高温烟气向下流动过程中，遇到调节挡板6后，会改变原来的流向，改为水平流向烟气温度低的一侧，在低温烟气达到露点温度后产生的冷凝水，重新被加热到露点温度以上，从而避免了冷凝水的产生。

另，本倾斜设置的调节挡板6还有一个作用就是能够避免空气预热器产生的灰尘积灰，灰尘能够沿倾斜的调节挡板6滑下，从而避免了积灰。

具体的，如图1、图3和图4所示，所述调节挡板6为由若干片调节挡片61相互拼接组成的直线形的调节挡板6。调节挡板6分为若干片，其宽度可以根据空气预热器的大小定，约300～600mm/片，可以通过逐渐的增加或减小排烟接口出烟气出口2通道的缺口7的大小，以适应各种操作工况，当空气预热器热负荷较大、所产生的烟气量较大时，为了保证烟气能够快速排出，在有足够高温烟气加热低温烟气的情况下，可以将调节挡片61的数量适当减少，以增加烟气通道的缺口7的大小；当空气预热器热负荷较小、产生的烟气量较小时，为了保证有足够的高温烟气加热低温烟气，可以增加调节挡片61的数量，以减小烟气通道的缺口7的大小，避免产生凝结水；同时每片调节挡片61的尺寸不大，方便人能搬动。

具体的，所述引流装置还包括有与所述排烟接管5的接管接头51内壁连接的连接板62，所述连接板62开设有长槽，所述调节挡板6的端部通过紧固件可沿所述长槽滑动并通过所述紧固件与所述连接板62固定连接。调节挡板6的两侧均开螺栓孔，连接板62开长槽，调节挡板6通过螺栓螺母与连接板62连接，且螺母能够在长槽自由移动，从而调节挡板6在任何部位，都能够与连接板62连接，方便调节挡板6的拆卸和安装。

具体的，所述引流装置还包括有支撑筋板63，所述支撑筋板63的一端部与所述排烟接管5的接管接头51内壁固定连接，其另一端部与所述连接板62固定连接。

实施例4。

本发明的一种实现避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法的铸铁空气预热器的具体实施方式之三，本实施例的主要技术方案与实施例3的相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例3中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例3的区别在于，所述调节挡板6为由若干片调节挡片61相互拼接组成的阶梯形的调节挡板6。本实施例中组成阶梯形调节挡板6的调节挡片61本身也是倾斜设置的，以免灰尘集聚堵灰。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种铸铁空气预热器，包括有壳体、烟气进口、烟气出口、空气入口、空气出口，以及设置于壳体内的换热元件，在烟气出口处连接有排烟接管，其特征在于：在所述烟气出口的下方设置有自温度高区域向温度低区域引流烟气至排烟接管的引流装置。

2.根据权利要求1所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述引流装置包括有倾斜设置于所述烟气出口下方的可拆卸的调节挡板，所述可拆卸的调节挡板位于烟气出口处温度高区域的一端部距所述烟气出口处的距离小于温度低区域的另一端部距所述烟气出口处的距离，且所述可拆卸的调节挡板位于温度低区域的另一端部与所述排烟接管的接管接头之间留有缺口。

3.根据权利要求2所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述调节挡板为由若干片调节挡片相互拼接组成的直线形的调节挡板。

4.根据权利要求2所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述调节挡板为由若干片调节挡片相互拼接组成的阶梯形的调节挡板。

5.根据权利要求2所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述引流装置还包括有与所述排烟接管的接管接头内壁连接的连接板，所述连接板开设有长槽，所述调节挡板的端部通过紧固件可沿所述长槽滑动并通过所述紧固件与所述连接板固定连接。

6.根据权利要求5所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述引流装置还包括有支撑筋板，所述支撑筋板的一端部与所述排烟接管的接管接头内壁固定连接，其另一端部与所述连接板固定连接。

7.根据权利要求2所述的铸铁空气预热器，其特征在于：所述调节挡板与水平面之间的倾斜夹角设置为1°～30°。

8.一种避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法，其特征在于：采用权利要求1至7中任一项所述的铸铁空气预热器将铸铁空气预热器烟气出口处温度高区域的烟气引向温度低区域并和温度低区域的烟气混合至大于烟气露点温度后再排出。

9.根据权利要求8所述的避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法，其特征在于：所述温度高区域为120℃～150℃，所述温度低区域为80℃～100℃。

10.根据权利要求8所述的避免铸铁空气预热器烟气侧产生冷凝水的方法，其特征在于：所述混合后的烟气温度为120℃～130℃。