CN116202102B - 一种电站专用热波纹板式空气预热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电站专用热波纹板式空气预热器，包括用于流通烟气的第一盒体和用于流通空气的第二盒体，第一盒体内固定安装有若干第一热板，第二盒体内固定安装有若干第二热板，第一热板和第二热板一一对应并连通，第一热板和第二热板内填充有热媒；第一热板远一端与第一盒体内壁滑动连接，一端与第一盒体内壁固接；第二热板一端与第二盒体内壁滑动连接，一端与第二盒体内壁固接；第一热板包括对应设置的第一波纹板，第二热板包括对应设置的第二波纹板。本发明结构简单、使用方便，减少了预热器的材料用量，减少了设备的整体重量，同时提高了结构强度，减少焊缝断裂渗漏的风险，便于后期的维护和清扫，降低了使用和维护的成本。

Description

一种电站专用热波纹板式空气预热器

技术领域

本发明属于烟气空气预热技术领域，尤其涉及一种电站专用热波纹板式空气预热器。

背景技术

空气预热器是利用锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需要空气的一种热交换装置，由于它工作在烟气温度较低的区域，回收了烟气热量，降低了排烟温度，因而提高了锅炉效率；同时由于燃烧空气温度的提高，有利于燃料着火和燃烧，减少了不完全燃烧损失。

空气预热器一般分为板式、回转式和管式三种；但是随着锅炉参数的提高和容量的增加，管式空气预热器的受热面也增大，这给尾部受热面的布置带来了困难，同时钢管内容易堵灰、不易于清理和烟气进口处容易磨损；而回转式空气预热器有多个回转部件，结构复杂，且消耗电力，漏风量较大，导致效率较低；板式空气预热器由多个盒子组成，烟气由上向下通过，经过盒子外侧，空气则横向通过盒子的内部，在下部转弯向上，两次与烟气交互传递能量，使烟气与空气形成逆向流动，获得较好的传热效率，因此使用广泛。

但是现有的板式空气预热器耗用钢材较多，结构不紧凑,焊缝多且易渗漏，导致成本较高，同时不便于后期的维护和保养。

因此亟需一种电站专用热波纹板式空气预热器来解决上述的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种电站专用热波纹板式空气预热器。

为实现上述目的，本发明提供了一种电站专用热波纹板式空气预热器，包括用于流通烟气的第一盒体和用于流通空气的第二盒体，所述第一盒体内固定安装有若干第一热板，所述第二盒体内固定安装有若干第二热板，所述第一热板和所述第二热板一一对应并连通，所述第一热板和所述第二热板内填充有热媒；

所述第一热板远离所述第二热板的一端与所述第一盒体内壁滑动连接，所述第一热板朝向所述第二热板的一端与所述第一盒体内壁固接；

所述第二热板远离所述第一热板的一端与所述第二盒体内壁滑动连接，所述第二热板朝向所述第一热板的一端与所述第二盒体内壁固接；

所述第一热板包括对应设置的第一波纹板，所述第二热板包括对应设置的第二波纹板。

优选的，所述第一波纹板包括层状固接的内板和外板，所述内板与所述热媒接触，所述外板与烟气接触；所述内板与所述外板之间固接有固定层。

优选的，所述第一热板与所述第二热板之间固接有若干连接管，所述连接管分别贯穿所述第一盒体并与所述第一盒体固接，所述连接管贯穿所述第二盒体并与所述第二盒体固接；所述连接管分别与所述第一热板和所述第二热板内腔连通，所述连接管内填充有热媒。

优选的，所述连接管、所述第一盒体和所述第二盒体的外壁分别敷设有保温层。

优选的，所述第一盒体底端固接有若干导向条，所述导向条朝向所述第一热板的一端开设有导向槽，所述第一热板的底端固接有与所述导向槽对应设置的连接块，所述连接块滑动连接在所述导向槽内。

优选的，所述第一热板上的一所述第一波纹板的波峰对应相邻所述第一波纹板的波谷。

优选的，所述内板的材质与所述第二波纹板的材质相同。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：使用本装置时，烟气从第一盒体内流过，与第一热板进行换热，对热媒进行加热，烟气降温，减少随烟气一同损失的热量，同时热媒将热量传递到第二热板内，使第二热板升温，空气从第二盒体流过，与第二热板换热，吸收热量升温，升温后的空气进入燃烧室辅助燃烧，有利于燃料着火和燃烧，提高燃烧效率，减少了不完全燃烧的损失；第一热板由第一波纹板制作，第二热板由第二波纹板制作，波浪形设置的第一波纹板和第二波纹板不仅增加了换热面积，提高了换热效率，同时波纹的设计还增加了第一波纹板和第二波纹板的结构强度，使得在满足强度需求的前提下可降低第一波纹板和第二波纹板的厚度，减少材料的用量，降低设备的整体重量，同时节约材料成本；第一波纹板和第二波纹板的截面做成波浪形状，可以增加热媒的扰动，同时使烟气和空气经过第一热板和第二热板表面时产生紊流，增加接触时间，提高换热效率；第一热板和第二热板的一端均处于滑动连接的自由状态，在第一热板和第二热板的温度变化导致热胀冷缩变形时，不会产生阻碍束缚，降低了接触点疲劳断裂的风险，也减少了频繁的变形导致的焊缝渗漏的风险；烟气和空气在流过时，分别撞击第一热板和第二热板，使第一热板和第二热板产生微振动，降低积灰的附着，减少了堵塞的危险，也方便后期的吹扫清理，降低了维护成本。

本发明结构简单、使用方便，减少了预热器的材料用量，减少了设备的整体重量，同时提高了结构强度，减少焊缝断裂渗漏的风险，便于后期的维护和清扫，降低了使用和维护的成本。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明电站专用热波纹板式空气预热器结构示意图；

图2为本发明图1中A的局部放大图；

图3为本发明图1中B的局部放大图；

图4为本发明图1中C的局部放大图；

图5为本发明第一热板的主视图；

图6为本发明实施例二的连接管结构示意图；

图7为本发明图6中D的局部放大图；

图8为本发明实施例二管道泵的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例二驱动轴的结构示意图；

图10为本发明实施例二定位组件的俯视结构示意图；

图中：1、第一盒体；2、第二盒体；3、第一热板；4、第二热板；5、热媒；6、第一波纹板；7、第二波纹板；8、内板；9、外板；10、固定层；11、连接管；12、保温层；13、导向条；14、导向槽；15、连接块；16、管道泵；17、泵体；18、连接口；19、连接筒；20、定位环；21、密封垫；22、固定螺母；23、驱动轴；24、泵叶；25、支撑架；26、连接杆；27、被动磁体；28、驱动腔；29、驱动筒；30、主动磁体；31、驱动电机；32、驱动齿轮；33、调节腔；34、调节电机；35、调节轴；36、主动锥齿轮；37、从动锥齿轮；38、连接轴；39、定位组件；40、定位筒；41、定位杆；42、定位叉；43、定位电磁铁；44、定位磁体；45、定位弹簧；46、传动孔；47、传动块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

参照图1-5所示，本实施例提供一种电站专用热波纹板式空气预热器，包括用于流通烟气的第一盒体1和用于流通空气的第二盒体2，第一盒体1内固定安装有若干第一热板3，第二盒体2内固定安装有若干第二热板4，第一热板3和第二热板4一一对应并连通，第一热板3和第二热板4内填充有热媒5；

第一热板3远离第二热板4的一端与第一盒体1内壁滑动连接，第一热板3朝向第二热板4的一端与第一盒体1内壁固接；

第二热板4远离第一热板3的一端与第二盒体2内壁滑动连接，第二热板4朝向第一热板3的一端与第二盒体2内壁固接；

第一热板3包括对应设置的第一波纹板6，第二热板4包括对应设置的第二波纹板7。

进使用本装置时，烟气从第一盒体1内流过，与第一热板3进行换热，对热媒5进行加热，烟气降温，减少随烟气一同损失的热量，同时热媒5将热量传递到第二热板4内，使第二热板4升温，空气从第二盒体2流过，与第二热板4换热，吸收热量升温，升温后的空气进入燃烧室辅助燃烧，有利于燃料着火和燃烧，提高燃烧效率，减少了不完全燃烧的损失；第一热板3由第一波纹板6制作，第二热板4由第二波纹板7制作，波浪形设置的第一波纹板6和第二波纹板7不仅增加了换热面积，提高了换热效率，同时波纹的设计还增加了第一波纹板6和第二波纹板7的结构强度，使得在满足强度需求的前提下可降低第一波纹板6和第二波纹板7的厚度，减少材料的用量，降低设备的整体重量，同时节约材料成本；第一波纹板6和第二波纹板7的截面做成波浪形状，可以增加热媒5的扰动，同时使烟气和空气经过第一热板3和第二热板4表面时产生紊流，增加接触时间，提高换热效率；第一热板3和第二热板4的一端均处于滑动连接的自由状态，在第一热板3和第二热板4的温度变化导致热胀冷缩变形时，不会产生阻碍束缚，降低了接触点疲劳断裂的风险，也减少了频繁的变形导致的焊缝渗漏的风险；烟气和空气在流过时，分别撞击第一热板3和第二热板4，使第一热板3和第二热板4产生微振动，降低积灰的附着，减少了堵塞的危险，也方便后期的吹扫清理，降低了维护成本。

一步优化方案，第一波纹板6包括层状固接的内板8和外板9，内板8与热媒5接触，外板9与烟气接触；内板8与外板9之间固接有固定层10。第一热板3与烟气接触，烟气的腐蚀性强，因此需要使用抗腐蚀性高的材料，而抗腐蚀性强的材料其成本也必定高昂，因此本实施例中，第一波纹板6由两种材料制成，与外层烟气接触的外板9使用抗腐蚀性强的材料，如904L不锈钢、2205双相不锈钢、310S不锈钢等材料，而热媒5性质稳定，不具有强腐蚀性，因此与热媒5接触的内板8使用较常规的不锈钢材料，如304不锈钢，内板8与外板9之间通过固定层10进行固定，既能满足抗腐蚀性和结构强度的需求，也能降低成本。

进一步优化方案，第一热板3与第二热板4之间固接有若干连接管11，连接管11贯穿第一盒体1并与第一盒体1固接，连接管11贯穿第二盒体2并与第二盒体2固接；连接管11分别与第一热板3和第二热板4内腔连通，连接管11内填充有热媒5。连接管11主要是用于连通第一热板3和第二热板4，使二者之间的热媒5能传导热量，方便回收烟气中的余热并合理利用；连接管11分别与第一盒体1和第二盒体2焊接固定，保证了第一热板3和第二热板4的稳定性。

进一步优化方案，连接管11、第一盒体1和第二盒体2的外壁分别敷设有保温层12。保温层12的目的是减少热媒5中的热量从连接管11的流失，也减少了第一盒体1和第二盒体2的热量流失。

进一步优化方案，第一盒体1内腔底端固接有若干导向条13，导向条13朝向第一热板3的一端开设有导向槽14，第一热板3的底端固接有与导向槽14对应设置的连接块15，连接块15滑动连接在导向槽14内。第一热板3在烟气经过时受热变形，此时连接块15在导向槽14内滑动，既保证了第一热板3的稳定性，又防止第一热板3完全固定导致应力集中在固定点导致的焊点开裂、焊缝渗漏等风险。

进一步的，第二热板4在第二盒体2的安装形式与第一热板3在第一盒体1内的安装形式相同。

进一步优化方案，第一热板3上的一第一波纹板6的波峰对应相邻第一波纹板6的波谷。如附图1所示，波峰和波谷相对，使得第一热板3的截面粗细等间隔设置，使得内部的热媒5和外壁的烟气震荡，降低附着，提高换热效率。

进一步的，第二热板4的结构形式与第一热板3相同。

进一步优化方案，内板8的材质与第二波纹板7的材质相同。第二波纹板7外壁接触的是空气，内壁接触热媒5，都是腐蚀性低的介质，因此选用与内板8相同材料，如304不锈钢，降低了设备的成本。

使用方法：

如图1所示：热烟气进入第一盒体1入口，把热量传递给第一热板3表面，再传给第一热板3内腔里的热媒5，通过热媒5把热量通过连接管11里面的热媒5传递到第二热板4内，第二热板4再把热量通过外壁把热量传递给第二盒体2内流动的空气，这样就实现了把烟气侧的热量传递给了空气。

实施例2

参照附图6-10，本实施例与实施例一的不同点在于，本实施例的连接管11上安装有管道泵16，管道泵16使第一热板3和第二热板4内的热媒5循环流动，相较于实施例1中固定不动，完全依靠热媒5自身导热特性传热的方式，其导热速度更快，换热效率更高。

管道泵16包括泵体17，泵体17内设置有用于驱动热媒5的动力机构；泵体17的两端分别设置有连接口18，与第一热板3和第二热板4固接的连接管11分别与连接口18固定连接。

连接口18包括固接在泵体17上的连接筒19，连接管11外壁固接有定位环20，定位环20与连接筒19顶端的密封垫21抵接；连接管11上套设有固定螺母22，固定螺母22与连接筒19外壁螺纹连接，使连接管11的端部密封连接在泵体17的两端，方便热媒5的流动，降低泄露的风险。

动力机构包括转动连接在泵体17内腔的驱动轴23，驱动轴23的外壁固接有若干泵叶24，驱动轴23的两端分别与固接在泵体17内腔的支撑架25转动连接；驱动轴23的上下两端外壁分别固接有若干对应设置的连接杆26，上下对应的两个连接杆26之间固接有被动磁体27，相邻的被动磁体27的极性相反；泵体17内腔的外壁环绕开设有驱动腔28，驱动腔28内转动连接有驱动筒29，驱动筒29的内壁固接有若干与所述被动磁体27对应吸合的主动磁体30，相邻的主动磁体30的极性相反；驱动腔28内安装有驱动电机31，驱动电机31的输出轴通过驱动齿轮32与驱动筒29的外壁啮合连接；当驱动筒29带动主动磁体30旋转时，带动被动磁体27进行旋转，进而使驱动轴23带动泵叶24旋转，驱动泵体17内腔的热媒5流动。

驱动轴23的内腔开设有调节腔33，调节腔33内固定安装有调节电机34，调节电机34的输出端传动连接有与驱动轴23同轴设置的调节轴35，调节轴35上套设固接有主动锥齿轮36，主动锥齿轮36啮合连接有从动锥齿轮37，从动锥齿轮37传动连接有连接轴38，连接轴38伸出驱动轴23并与泵叶24的根部传动连接；驱动轴23的顶端设置有与调节电机34电性连接的电刷；调节电机34转动时，带动泵叶24旋转，调节泵叶24的角度，进而调节管道泵16的流量。

调节腔33内固接有两个对称设置的定位组件39，定位组件39包括固接在调节腔33内壁的定位筒40，定位筒40的内腔滑动连接有定位杆41，定位杆41伸出定位筒40并固接有定位叉42，两个定位叉42对称卡住棱柱形设置的调节轴35；定位筒40内腔固接有定位电磁铁43，定位杆41上固接有与定位电磁铁43对应吸合的定位磁体44，定位磁体44与定位电磁铁43之间固接有压缩状态的定位弹簧45；定位电磁铁43与调节电机34联锁控制；当调节泵叶24角度时，调节电机34启动，同时定位电磁铁43通电，吸引定位磁体44，使两个定位叉42向两侧移动，放开调节杆，方便能调节泵叶24角度；调节完成后，调节电机34断电，调节轴35停止转动，此时定位电磁铁43也断电，定位弹簧45推动定位叉42将棱柱型的调节轴35卡住，防止转动，使得泵叶24不会由于热媒5阻力导致角度变形。

调节轴35的顶端开设有棱柱形的传动孔46，调节电机34的驱动轴23固接有传动孔46对应设置的传动块47，传动块47插接在传动孔46中，方便带动调节轴35转动，同时方便安装和装配。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电站专用热波纹板式空气预热器，其特征在于：包括用于流通烟气的第一盒体（1）和用于流通空气的第二盒体（2），所述第一盒体（1）内固定安装有若干第一热板（3），所述第二盒体（2）内固定安装有若干第二热板（4），所述第一热板（3）和所述第二热板（4）一一对应并连通，所述第一热板（3）和所述第二热板（4）内填充有热媒（5）；

所述第一热板（3）远离所述第二热板（4）的一端与所述第一盒体（1）内壁滑动连接，所述第一热板（3）朝向所述第二热板（4）的一端与所述第一盒体（1）内壁固接；

所述第二热板（4）远离所述第一热板（3）的一端与所述第二盒体（2）内壁滑动连接，所述第二热板（4）朝向所述第一热板（3）的一端与所述第二盒体（2）内壁固接；

所述第一热板（3）包括对应设置的第一波纹板（6），所述第二热板（4）包括对应设置的第二波纹板（7）；

所述第一波纹板（6）包括层状固接的内板（8）和外板（9），所述内板（8）与所述热媒（5）接触，所述外板（9）与烟气接触；所述内板（8）与所述外板（9）之间固接有固定层（10）；

所述第一热板（3）上的一所述第一波纹板（6）的波峰对应相邻所述第一波纹板（6）的波谷；

所述第一热板（3）与所述第二热板（4）之间固接有若干连接管（11），所述连接管（11）贯穿所述第一盒体（1）并与所述第一盒体（1）固接，所述连接管（11）贯穿所述第二盒体（2）并与所述第二盒体（2）固接；所述连接管（11）分别与所述第一热板（3）和所述第二热板（4）内腔连通，所述连接管（11）内填充有热媒（5）；

所述连接管（11）上安装有管道泵（16），所述管道泵（16）使所述第一热板（3）和所述第二热板（4）内的所述热媒（5）循环流动；

所述管道泵（16）包括泵体（17），所述泵体（17）内设置有用于驱动所述热媒（5）的动力机构；所述泵体（17）的两端分别设置有连接口（18），与所述第一热板（3）和所述第二热板（4）固接的所述连接管（11）分别与所述连接口（18）固定连接；

所述连接口（18）包括固接在所述泵体（17）上的连接筒（19），所述连接管（11）外壁固接有定位环（20），所述定位环（20）与所述连接筒（19）顶端的密封垫（21）抵接；所述连接管（11）上套设有固定螺母（22），所述固定螺母（22）与所述连接筒（19）外壁螺纹连接，使所述连接管（11）的端部密封连接在所述泵体（17）的两端，方便所述热媒（5）的流动，降低泄漏的风险；

动力机构包括转动连接在所述泵体（17）内腔的驱动轴（23），所述驱动轴（23）的外壁固接有若干泵叶（24），所述驱动轴（23）的两端分别与固接在所述泵体（17）内腔的支撑架（25）转动连接；所述驱动轴（23）的上下两端外壁分别固接有若干对应设置的连接杆（26），上下对应的两个所述连接杆（26）之间固接有被动磁体（27），相邻的所述被动磁体（27）的极性相反；所述泵体（17）内腔的外壁环绕开设有驱动腔（28），所述驱动腔（28）内转动连接有驱动筒（29），所述驱动筒（29）的内壁固接有若干与所述被动磁体（27）对应吸合的主动磁体（30），相邻的所述主动磁体（30）的极性相反；所述驱动腔（28）内安装有驱动电机（31），所述驱动电机（31）的输出轴通过驱动齿轮（32）与所述驱动筒（29）的外壁啮合连接；当所述驱动筒（29）带动所述主动磁体（30）旋转时，带动所述被动磁体（27）进行旋转，进而使所述驱动轴（23）带动所述泵叶（24）旋转，驱动所述泵体（17）内腔的所述热媒（5）流动；

所述驱动轴（23）的内腔开设有调节腔（33），所述调节腔（33）内固定安装有调节电机（34），所述调节电机（34）的输出端传动连接有与所述驱动轴（23）同轴设置的调节轴（35），所述调节轴（35）上套设固接有主动锥齿轮（36），所述主动锥齿轮（36）啮合连接有从动锥齿轮（37），所述从动锥齿轮（37）传动连接有连接轴（38），所述连接轴（38）伸出所述驱动轴（23）并与所述泵叶（24）的根部传动连接；所述驱动轴（23）的顶端设置有与所述调节电机（34）电性连接的电刷；所述调节电机（34）转动时，带动所述泵叶（24）旋转，调节所述泵叶（24）的角度，进而调节所述管道泵（16）的流量；

所述调节腔（33）内固接有两个对称设置的定位组件（39），所述定位组件（39）包括固接在所述调节腔（33）内壁的定位筒（40），所述定位筒（40）的内腔滑动连接有定位杆（41），所述定位杆（41）伸出所述定位筒（40）并固接有定位叉（42），两个所述定位叉（42）对称卡住棱柱形设置的所述调节轴（35）；所述定位筒（40）内腔固接有定位电磁铁（43），所述定位杆（41）上固接有与所述定位电磁铁（43）对应吸合的定位磁体（44），所述定位磁体（44）与所述定位电磁铁（43）之间固接有压缩状态的定位弹簧（45）；所述定位电磁铁（43）与所述调节电机（34）联锁控制；当调节所述泵叶（24）角度时，所述调节电机（34）启动，同时定位电磁铁（43）通电，吸引所述定位磁体（44），使两个所述定位叉（42）向两侧移动，放开所述调节轴（35），方便能调节所述泵叶（24）角度；调节完成后，所述调节电机（34）断电，所述调节轴（35）停止转动，此时所述定位电磁铁（43）也断电，所述定位弹簧（45）推动所述定位叉（42）将棱柱型的所述调节轴（35）卡住，防止转动，使得所述泵叶（24）不会由于所述热媒（5）阻力导致角度变形；

所述调节轴（35）的顶端开设有棱柱形的传动孔（46），所述调节电机（34）的输出轴固接有与传动孔（46）对应设置的传动块（47），所述传动块（47）插接在所述传动孔（46）中，方便带动所述调节轴（35）转动，同时方便安装和装配。

2.根据权利要求1所述的电站专用热波纹板式空气预热器，其特征在于：所述连接管（11）、所述第一盒体（1）和所述第二盒体（2）的外壁分别敷设有保温层（12）。

3.根据权利要求1所述的电站专用热波纹板式空气预热器，其特征在于：所述第一盒体（1）内腔底端固接有若干导向条（13），所述导向条（13）朝向所述第一热板（3）的一端开设有导向槽（14），所述第一热板（3）的底端固接有与所述导向槽（14）对应设置的连接块（15），所述连接块（15）滑动连接在所述导向槽（14）内。

4.根据权利要求1所述的电站专用热波纹板式空气预热器，其特征在于：所述内板（8）的材质与所述第二波纹板（7）的材质相同。