CN106524492B - 火管锅炉主火管换热增效装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能够在安装后无需改变现有传统火管锅炉的主体结构和使用方式，且节能效果好的火管锅炉主火管换热增效装置及其安装方法，包括涨桶和多个V形蓄热巢网斗组件，所述涨桶两端端口均为外宽内窄的锥形口且两锥形口中分别设有一个锥形滑块，所述两锥形滑块间设有拉杆且拉杆一侧端头设有螺母；所述涨桶外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件且多个V形蓄热巢网斗组件中V形蓄热巢网斗的夹角和为360°。优点：一是换热增效装置能够在安装后无需改变现有传统火管锅炉的主体结构和使用方式，这样不仅缩短了对传统火管锅炉的改造工期，而且节约了改造成本；二是换热增效装置能够与高温烟气进行充分的热交换，使得改造后的火管锅炉节能率提高20%‑30%。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够在安装后无需改变现有传统火管锅炉的主体结构和使用方式，且节能效果好的火管锅炉主火管换热增效装置及其安装方法，属于高效换热器制造领域。
背景技术
翻开锅炉的发展历史，火管锅炉早在19世纪30年代就已经出现，比水管锅炉有着更悠久的发展历程。所谓火管锅炉是指，火管装在锅壳中构成锅炉的主要受热面，火(烟气)在管内流过，烟气和水通过火管壁间接换热（如图1所示）。由于火管锅炉具有金属耗量较低、锅炉本身较轻和布置紧凑等特点，在现代工业生产过程中，还有较为广泛的应用。众所周知，传热的方式包括导热、对流和辐射三种，强化换热就是通过对其中一方面或者几方面进行改进强化而达到。在传统火管锅炉中，烟气和水通过与火管壁的间接换热进行热交换，由于烟气侧的换热系数远小于水侧的换热系数，因此传统火管锅炉能效比较低，其不仅无法适应现有的环保理念，且远远无法满足现有的低碳节能的要求；然而对传统火管锅炉的部分结构进行破坏式改造（如对部分结构进行拆除改造），不仅会产生大量建筑垃圾，而且改造成本较高、工期长。
发明内容
设计目的：为避免背景技术中的不足，设计一种能够在安装后无需改变现有传统火管锅炉的主体结构和使用方式，且节能效果好的火管锅炉主火管换热增效装置及其安装方法。
设计方案：为实现上述设计目的。1、涨桶外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件的设计，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：在将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件的涨桶套装在除锈后的主火管管内，拧动螺母使拉杆上的两锥形滑块向内侧移动，涨桶在两向内侧移动的锥形滑块的撑涨下向外膨胀并使绕设在涨桶外圆面的多个V形蓄热巢网斗组件均匀撑紧主火管内壁面，一是火管锅炉主火管换热增效装置的安装无需改变现有火管锅炉的主体结构和使用方式；二是火管锅炉主火管换热增效装置通过拧紧螺母就能将其快速、精准安装在主火管内，通过拧松螺母就能将其快速、省力的从主火管中卸下，同时由于多个V形蓄热巢网斗组件均匀撑紧主火管内壁面，使得多个V形蓄热巢网斗组件中的弧形网板外侧面与火管内壁均匀接触，这样不仅减少了接触热阻，而且确保了导热的均匀；三是火管锅炉主火管换热增效装置各组件能够实现模块化拆分、组合，便于物流运输及储存；四是火管锅炉产生的高温烟气在经过火管锅炉主火管换热增效装置时会产生紊流（由于板状蓄热钢丝巢对烟气气流具有扰动作用），且由于每个V形蓄热巢网斗组件内壁面上都设有板状蓄热钢丝巢，这样紊流的高温气体在通过火管锅炉主火管换热增效装置过程中能够与各板状蓄热钢丝巢充分进行热交换，且板状蓄热钢丝巢获得的热量通过弧形网板均匀的传导到主火管上，经测试使用火管锅炉主火管换热增效装置后，锅炉出力（Q）增加了75%左右，加热炉效率（η）增加了10%左右，烟气在火管锅炉出口处的温度从300℃降低到了200℃左右，从而大大提高了火管锅炉对热能的利用率。2、所述V形蓄热巢网斗两侧网壁的上端面间通过四组弹性连接件安装有弧形网板的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：由于弧形网板在火管锅炉燃烧时和空闲时出现热胀冷缩现象，弧形网板通过四组弹性连接件安装在V形蓄热巢网斗两侧网壁的上端面间，这样火管锅炉主火管换热增效装置在使用过程中能够根据火管锅炉的冷热自行伸缩（即在火管锅炉燃烧时膨胀的弧形网板通过压缩弹性连接件来抵消弧形网板因热胀而扩大的余量，避免了弧形网板因膨胀而对火管内壁产生过大撑胀力；在火管锅炉空闲时收缩恢复到正常尺寸的弧形网板被回弹的弹性连接件推动，实现弧形网板外表面与火管内壁面接触），使得火管锅炉主火管换热在热胀冷缩过程中对火管内壁始终保持适宜且稳定的撑紧力，从而避免了主火管因火管锅炉主火管换热增效装置的热胀冷缩而加速出现金属疲劳。3、所述板状蓄热钢丝巢为由耐热金属丝编织而成的弹性多孔体且弹性多孔体空隙率的范围为0.9-0.95是本发明的技术特征之三。这样设计的目的在于：所述板状蓄热钢丝巢为由耐热金属丝编织而成的弹性多孔体且弹性多孔体空隙率的范围为0.9-0.95，这样的空隙率不仅极大的提高了紊流的高温烟气与板状蓄热钢丝巢进行热交换的接触面积（板状蓄热钢丝巢的热交换的接触面积是其表面积的的10倍以上），而且如此大的空隙率将大大减小烟气流动的阻力，使之烟气进出板状蓄热钢丝巢行热交换始终保持畅通，从而确保了火管锅炉的使用效果。4、所述板状蓄热钢丝巢外表面喷涂有高效强吸收节能强化剂且高效强吸收节能强化剂的喷涂厚度范围为200g-210g/m2的设计，是本发明的技术特征之四。这样设计的目的在于：所述板状蓄热钢丝巢外表面喷涂200g-210g/m2的高效强吸收节能强化剂，这样板状蓄热钢丝巢表面的黑度能够达到0.9以上，这样在烟气气流中能强化烟气侧对主火管管壁的辐射传热的效果，从而大大提高主火管烟气侧的传热效率。
技术方案1：一种火管锅炉主火管换热增效装置，包括涨桶和多个V形蓄热巢网斗组件，所述涨桶两端端口均为外宽内窄的锥形口且两锥形口中分别设有一个锥形滑块，所述两锥形滑块间设有拉杆且拉杆一侧端头设有螺母；所述涨桶外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件且多个V形蓄热巢网斗组件中V形蓄热巢网斗的夹角和为360°。
技术方案2：一种火管锅炉主火管换热增效装置的安装方法，第一步将火管锅炉中的燃烧器拆下并对主火管的内壁进行除锈和涂刷强化剂处理；第二步将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件的涨桶套装在除锈涂刷处理后的主火管管内，拧动螺母使拉杆上的两锥形滑块向内侧移动，涨桶在两向内侧移动锥形滑块撑涨下向外膨胀并使绕设在涨桶外圆面的多个V形蓄热巢网斗组件均匀撑紧主火管内壁面。第三步将燃烧器装回到火管锅炉的原位处。
本发明与背景技术相比，一是换热增效装置能够在安装后无需改变现有传统火管锅炉的主体结构和使用方式，这样不仅缩短了对传统火管锅炉的改造工期，而且节约了改造成本；二是换热增效装置能够与高温烟气进行充分的热交换，使得改造后的火管锅炉节能率提高20%-30%。
附图说明
图1是现有传统火管锅炉中烟气和水通过火管壁间接换热图。
图2是火管锅炉主火管换热增效装置安装在火管中的的正视结构示意图。
图3是火管锅炉主火管换热增效装置安装在火管中的的正视状态下的部分剖视结构示意图。
图4是火管锅炉主火管换热增效装置安装在火管中的的侧视状态下的部分剖视结构示意图。
图5是板状蓄热钢丝巢的结构示意图。
图6是弹性连接件的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：参照附图2-图6。一种火管锅炉主火管换热增效装置，包括涨桶1和多个V形蓄热巢网斗组件2，所述涨桶1两端端口均为外宽内窄的锥形口11且两锥形口11中分别设有一个锥形滑块3，所述锥形口11尺寸与锥形滑块3尺寸匹配，所述两锥形滑块3间设有拉杆4且拉杆4一侧端头设有螺母5，螺母5数量为1颗或2颗；所述涨桶1外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件2且多个V形蓄热巢网斗组件2中V形蓄热巢网斗21的夹角和为360°。所述V形蓄热巢网斗组件2由一个V形蓄热巢网斗21、一块弧形网板22、三块板状蓄热钢丝巢23和四组弹性连接件24构成，所述V形蓄热巢网斗21两侧网壁的上端面间通过四组弹性连接件24安装有弧形网板22且弧形网板22的下端面网壁上设有一块板状蓄热钢丝巢23，所述V形蓄热巢网斗21两侧的网壁上分别设有一块板状蓄热钢丝巢23。所述弧形网板22为钢丝网板，钢丝网板不仅具有较好的弹性（确保钢丝网板能够与主火管内壁面均匀接触，减少两者间的接触热阻），而且便于板状蓄热钢丝巢23安装在弧形网板22上（板状蓄热钢丝巢23和弧形网板22相互捆扎固定为一体，这样两者结合后几乎不影响板状蓄热钢丝巢23的空隙率）。所述每组弹性连接件24均由滑座241、滑块244、导向柱243和弹簧245构成，所述滑座241侧面开有滑槽242且滑槽242中竖直设有导向柱243，导向柱243上套装有滑块244和弹簧245且滑块244下端面触靠弹簧245上端面，所述滑块244宽度与滑槽242宽度匹配且滑块244高度小于滑槽242高度。使用时四组弹性连接件24中的四个滑座241分别安装在V形蓄热巢网斗21两侧网壁的上端四角处，四组弹性连接件24中的四个滑块244的外侧面分别与与弧形网板22四角连接。所述板状蓄热钢丝巢23为由耐热金属丝编织而成的弹性多孔体且弹性多孔体空隙率的范围为0.9-0.95。板状蓄热钢丝巢23采用螺旋立体穿网打结成型。所述板状蓄热钢丝巢23外表面喷涂有高效强吸收节能强化剂且高效强吸收节能强化剂的喷涂厚度范围为200 -210 g/m2。所述V形蓄热巢网斗组件2的数量为6个且每个V形蓄热巢网斗组件2中V形蓄热巢网斗21的夹角为60°。所述涨桶1和多个V形蓄热巢网斗组件2均由不锈钢制成。
实施例2：在实施例1的基础上。一种火管锅炉主火管换热增效装置的安装方法，第一步将火管锅炉6中的燃烧器拆下并对主火管的内壁进行除锈和涂刷强化剂处理；第二步将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件2的涨桶1套装在除锈后的主火管管内，拧动螺母5使拉杆4上的两锥形滑块3向内侧移动，涨桶1在两向内侧移动的锥形滑块3的撑涨下向外膨胀并使绕设在涨桶1外圆面的多个V形蓄热巢网斗组件2均匀撑紧主火管内壁面。第三步将燃烧器装回到火管锅炉6的原位处。在将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件2的涨桶1套装在主火管中前，对除锈后的主火管内壁面喷涂高效强吸收节能强化剂，高效强吸收节能强化剂能够减缓火管管壁被烧损，从而延长其使用寿命，在主火管内壁面形成一层高效强吸收节能强化剂层，再将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件2的涨桶1套装在主火管尾部。在多个V形蓄热巢网斗组件2安装在主火管中后，对V形蓄热巢网斗组件2中板状蓄热钢丝巢23的外表面喷涂高效强吸收节能强化剂。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种火管锅炉主火管换热增效装置，其特征是：包括涨桶（1）和多个V形蓄热巢网斗组件（2），所述涨桶（1）两端端口均为外宽内窄的锥形口（11）且两锥形口（11）中分别设有一个锥形滑块（3），所述两锥形滑块（3）间设有拉杆（4）且拉杆（4）一侧端头设有螺母（5）；所述涨桶（1）外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件（2）且多个V形蓄热巢网斗组件（2）中V形蓄热巢网斗（21）的夹角和为360°；所述V形蓄热巢网斗组件（2）由一个V形蓄热巢网斗（21）、一块弧形网板（22）、三块板状蓄热钢丝巢（23）和四组弹性连接件（24）构成，所述V形蓄热巢网斗（21）两侧网壁的上端面间通过四组弹性连接件（24）安装有弧形网板（22）且弧形网板（22）的下端面网壁上设有一块板状蓄热钢丝巢（23），所述V形蓄热巢网斗（21）两侧的网壁上分别设有一块板状蓄热钢丝巢（23）。
2.根据权利要求1所述的火管锅炉主火管换热增效装置，其特征是：所述板状蓄热钢丝巢（23）为由耐热金属丝编织而成的弹性多孔体且弹性多孔体空隙率的范围为0.9-0.95。
3.根据权利要求1所述的火管锅炉主火管换热增效装置，其特征是：所述板状蓄热钢丝巢（23）外表面喷涂有高效强吸收节能强化剂且高效强吸收节能强化剂的喷涂厚度范围为200g/cm-210 g/cm。
4.根据权利要求1所述的火管锅炉主火管换热增效装置，其特征是：所述V形蓄热巢网斗组件（2）的数量为6个且每个V形蓄热巢网斗组件（2）中V形蓄热巢网斗（21）的夹角为60°。
5.根据权利要求1所述的火管锅炉主火管换热增效装置，其特征是：所述涨桶（1）和多个V形蓄热巢网斗组件（2）均由不锈钢制成。
6.一种如权利要求1所述的火管锅炉主火管换热增效装置的安装方法，其特征是：
第一步将火管锅炉（6）中的主火管拆下并对主火管的内壁进行除锈处理；
第二步将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件（2）的涨桶（1）套装在除锈后的主火管管内，拧动螺母（5）使拉杆（4）上的两锥形滑块（3）向内侧移动，涨桶（1）在两向内侧移动的锥形滑块（3）的撑涨下向外膨胀并使绕设在涨桶（1）外圆面的多个V形蓄热巢网斗组件（2）均匀撑紧主火管内壁面；
第三步将主火管装回到火管锅炉（6）的原位处。
7.根据权利要求6所述的火管锅炉主火管换热增效装置的安装方法，其特征是：在将外圆面绕设有多个V形蓄热巢网斗组件（2）的涨桶（1）套装在主火管中前，对除锈后的主火管内壁面喷涂高效强吸收节能强化剂，在主火管内壁面形成一层高效强吸收节能强化剂层。
8.根据权利要求6所述的火管锅炉主火管换热增效装置的安装方法，其特征是：在多个V形蓄热巢网斗组件（2）安装在主火管中后，对V形蓄热巢网斗组件（2）中板状蓄热钢丝巢（23）的外表面喷涂高效强吸收节能强化剂。
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