CN201402089Y - 电站锅炉的高效换热元件板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电站锅炉的高效换热元件板，电站锅炉回转式SCR空气预热器和烟气换热器中使用的换热元件板，目的是现有烟气换热器和SCR空预器中采用的NF板换热效率不足的问题，包括两者交替叠加而在其之间形成换热通道的定位板和波纹板构成，定位板和波纹板分别以多个单元连续延伸构成，每个单元的定位板或波纹板宽度和长度一致，两者之一至少有部分板面上设置有倾斜于其边线的凹槽。本实用新型提高了换热效率，在满足同等换热量的情况下，可以使用更少的换热面积，同时又具有NF6板型的单封闭通道防堵塞特性。

Description

电站锅炉的高效换热元件板

技术领域

本实用新型涉及电站锅炉回转式SCR空气预热器和烟气换热器(GGH)中使用的换热元件板。

背景技术

电站锅炉回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。加工成特殊波纹的金属换热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓格内，转子以一定的转速旋转，其左右两半部份分别为烟气和空气通道(空气侧又可分为一次风通道及二次风通道)，当烟气流经转子时，烟气将热量释放给换热元件，烟气温度降低；当换热元件旋转到空气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高。如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。它不但是电站锅炉的主要部件，而且也是化工、冶金过程中理想的节约能源、提高效率的热交换器。

主要是为了解决空预器冷段元件的堵塞问题，目前采用的是NF6板型，其具有换热功能。空预器冷段元件的烟气温度一般在80℃～140℃，属于低温腐蚀发生的温度区域。腐蚀又会加速空预器换热元件的堵灰。NF6板型的单封闭通道特性能很好的防堵塞效果。

NF6板型元件包括由一块平板和一块槽形板(又称为定位板)交替叠加，其槽形板包括周期性变化的一凹槽一凸棱一平行段连续延伸构成，其板型的结构特点决定了它的换热效率低。

在常规空预器上，冷段NF6板型元件的高度为300mm，所以在常规的空预器上，冷段元件采用NF6板型，解决了防堵塞的问题，对于换热的影响也不大，因为冷段元件高度仅300mm。

由于国家环保政策的日趋严厉，对于火力发电设备制造商提出了更高的要求。脱硫装置和脱硝装置目前已广泛应用于工程，由此催生了两个新技术装备：烟气换热器(GGH)和SCR空预器。烟气换热器蓄热元件高度一般为600～1200mm，采用冷段蓄热元件板型。SCR空预器为防止堵塞，冷段蓄热元件高度一般为950～1050mm。冷段蓄热元件重量占整个SCR空预器重量的比例为55～60％。如果采用NF6板型作为GGH或SCR空预器的冷段元件，由于换热效率较低，设备制造成本相应较高，有时SCR空预器受冷段板型换热效率低的影响，冷段元件高度达到950mm～1050mm后，排烟温度甚至无法满足锅炉机组保证效率所需的温度，满足不了机组的效率要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是现有烟气换热器(GGH)和SCR空预器中采用的NF板换热效率不足的问题，提供一种改进的换热元件板，提高了换热效率，在满足同等换热量的情况下，可以使用更少的换热面积，借用了设备的重量，同时又具有NF6板型的单封闭通道防堵塞特性。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

电站锅炉的高效换热元件板，包括两者交替叠加而在其之间形成换热通道的定位板和波纹板构成，定位板和波纹板分别以多个单元连续延伸构成，每个单元的定位板或波纹板宽度和长度一致，两者之一至少有部分板面上设置有倾斜于其边线的凹槽。

所述定位板、波纹板两者的板面上至少有部分分别设置有角度相交的凹槽。

所述定位板板、波纹板的板面上的凹槽以相等的正负角结构相交。

所述每个单元的定位板包括八个部分，定位板第一段为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边大于右边的边；定位板第二段、第三段、第四段分别为三段完全一致的对称三角形凸棱构成；定位板第五段为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边小于右边的边；定位板第六段与定位板第一段结构一致；第七段为左低右高的斜上段；定位板第八段为一段水平段；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽；

所述每个单元的波纹板包括六个部分，波纹板第一段为一段水平段；定位板第二段、第三段、第四段与定位板第二段、第三段、第四段结构一致；第五段为一段水平段；第六段为中间高、两端低的三角形凸棱构成；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽。

所述定位板的板上设置有两处不相连的凹槽，其中定位板第二段、第三段、第四段的低端构成一处连续的所述凹槽；所述定位板第六段与第七段延续的低端构成另一处所述的凹槽；

所述波纹板的板上设置有两处不相连的凹槽，波纹板第二段、第三段、第四段的低端构成一处连续的所述凹槽；所述波纹板第六段右侧低端与下一单元的波纹板第一段低端延续连接成另一处所述的凹槽。

所述定位板第二段、第三段、第四段的低端之间的连续凹槽之间的间距为12mm，凹槽的倾斜角度为正60°；波纹板第二段、第三段、第四段的低端之间的连续凹槽之间的间距为12mm，凹槽的倾斜角度为负60°。

所述定位板第一段高端与左边低端的距离为11.2mm或11.4mm或11.6mm，右边低端比左边低端高4.2mm，其宽度为15mm，其中左边低端到高端的距离为10mm，高端到右边低端的距离为5mm；定位板第二段、第三段、第四段各自左右两低端之间的宽度为14mm，其低端与定位板第一段右边低端处于同一高度，其高端与低端之间的距离为2.9mm或3.1mm或3.3mm；定位板第五段左边低端与其高端之间的宽度为5mm，其高低距离与定位板第二段、第三段、第四段的高低距离一致；定位板第一段的左边低端与定位板第六段右边低端之间的宽度为67mm；定位板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm；

所述波纹板第一段的宽度为18mm，波纹板第二段、第三段、第四段的各自左右两低端之间的宽度为14mm，其高度与波纹板第六段的高度一致，都为2.9mm或3.1mm或3.3mm，波纹板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm。

所述每单元的定位板第一段和每单元的波纹板第一段的左端对齐。

本实用新型采用上述结构，定位板第一段与第二段低端之间、第四段与第五段低端之间、第五段与第六段低端之间构成垂直的大波纹槽，第二段、第四段、第五段之间构成连线的斜向波纹槽，第七段构成一处斜向波纹槽；且波纹板带有一段连续的斜波纹和一段平板组成，两者均带有斜波纹，能强化气流扰动，强化传热，提高了换热效率，在满足同等换热量的情况下，可以使用更少的换热面积，同时又具有NF6板型的单封闭通道防堵塞特性。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中的定位板的结构示意图；

图3是本实用新型中的波纹板的结构示意图；

图中标号：1是定位板第一段，2是定位板上依次延展的第二段、第三段、第四段，3是定位板第五段，4是定位板第六段，5是定位板第七段，6是定位板第八段，7是波纹板第一段，8是波纹板上依次延展的第二段、第三段、第四段，9是波纹板第五段，10是波纹板第六段。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，电站锅炉的高效换热元件板包括交替叠加的定位板和波纹板，在图1上，定位板位于上面，波纹板位于下部，两者之间的形成换热通道。

图1可见，定位板包括第一段1、三个形状一致的第二段、第三段和第四段2、第五段3、第六段4、第七段5和第八段6，各段依次延伸续展为一个整体，构成一个单元，根据需要，可多个单元重复连续延伸。每个单元的定位板第一段1为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边大于右边的边；定位板第二段、第三段和第四段2分别为三段完全一致的对称三角形凸棱构成；定位板第五段3为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边小于右边的边；定位板第六段4与定位板第一段1结构一致；第七段5为左低右高的斜上段；定位板第八段6为一段水平段；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽。

定位板更具体的结构如图2所示，图2a为截面示意图，图2b为俯视示意图。

定位板的板上设置有两处不相连的凹槽，其中定位板第二段、第三段、第四段的低端构成一处连续的所述凹槽(如图2b所示的中部的斜向凹槽)；定位板第六段与第七段延续的低端构成另一处所述的凹槽(如图2b所示的右端斜向凹槽)，上述连续凹槽之间的间距W为12mm，凹槽的倾斜角度θ为正60°。每单元定位板的长度为L，宽度为H，L、H的具体值可依实际需要而定。每个单元的定位板上第一段与第二段低端之间、第四段与第五段低端之间、第五段与第六段低端之间构成垂直的大波纹槽。

一个更具体的实施例是，定位板第一段高端与左边低端的距离为g＝11.2mm或11.4mm或11.6mm，右边低端与左边低端的高差i＝4.2mm，其宽度＝c+d＝10+5＝15mm，其中左边低端到高端的距离c＝10mm，高端到右边低端的距离d＝5mm；定位板第二段、第三段、第四段各自左右两低端之间的宽度a1＝a2＝a3＝14mm，其低端与定位板第一段右边低端处于同一高度，其高端与低端之间的距离j＝2.9mm或3.1mm或3.3mm；定位板第五段左边低端与其高端之间的宽度b＝5mm，其高低距离与定位板第二段、第三段、第四段的高低距离一致；定位板第一段的左边低端与定位板第六段右边低端之间的宽度f＝67mm；定位板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm。

如图1所示，每个单元的波纹板包括六个部分，波纹板第一段7为一段水平段；定位板第二段、第三段和第四段8与定位板第二段、第三段和第四段2结构一致；第五段9为一段水平段；第六段10为中间高、两端低的三角形凸棱构成；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽。

波纹板的更具体结构如图3所示，图3a为截面示意图，图3b为俯视示意图。

波纹板的板上也设置有两处不相连的凹槽，波纹板第二段、第三段和第四段8的低端构成一处连续的所述凹槽；所述波纹板第六段10右侧低端与下一单元的波纹板第一段低端延续连接成另一处所述的凹槽。

每单元波纹板第二段、第三段和第四段的低端之间的连续凹槽之间的间距为12mm，凹槽的倾斜角度为负60°，即与定位板上的斜向凹槽呈交叉角度。每单元的波纹板长度为L，宽度为H，其值与定位板一致。

一个更具体的实施例中，波纹板第一段7的宽度为18mm，波纹板第二段、第三段和第四段8的各自左右两低端之间的宽度也是a1＝a2＝a3为14mm，其高度与波纹板第六段的高度一致，即k＝2.9mm或3.1mm或3.3mm，波纹板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm，与定位板厚度一致。

如图1所示，每单元的定位板第一段和每单元的波纹板第一段的左端对齐。

从上面的结构可以看出，定位板与波纹板交叉的斜向凹槽，以及定位板上垂直的大波纹槽，能强化流气扰动。

根据模拟计算，采用本实用新型结构的DUF板型与原来的NF6板型相比，提高了换热效率，在满足同等换热量的情况下，可以使用更少的换热面积，DUF板型的换热效率是NF6的1.7～1.8倍，同时又具有NF6板型的单封闭通道防堵塞特性。

一个应用实例中，采用上述结构的DUF板型后，每台300MW锅炉空预器可节约金属重量约49吨，每台600MW锅炉空预器可节约金属重量约89吨，每台1000MW锅炉空预器可节约金属重量约141吨。

假设每年设计制造的SCR空预器数量：5台300MW，10台600MW，6台1000MW。

每年可节约的金属重量为：5×49+10×89+6×141＝1981(吨)

每年合计节约材料成本和加工成本而产生的效益约为：

1981×(5800+780)/10000万元＝1303.5万元。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、电站锅炉的高效换热元件板，包括两者交替叠加而在其之间形成换热通道的定位板和波纹板构成，定位板和波纹板分别以多个单元连续延伸构成，其特征在于，每个单元的定位板或波纹板宽度和长度一致，两者之一至少有部分板面上设置有倾斜于其边线的凹槽。

2、如权利要求1所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述定位板、波纹板两者的板面上至少有部分分别设置有角度相交的凹槽。

3、如权利要求2所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述定位板板、波纹板的板面上的凹槽以相等的正负角结构相交。

4、如权利要求1或2或3所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述每个单元的定位板包括八个部分，定位板第一段为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边大于右边的边；定位板第二段、第三段、第四段分别为三段完全一致的对称三角形凸棱构成；定位板第五段为中间高、两端低的三角形凸棱构成，其中左边的边小于右边的边；定位板第六段与定位板第一段结构一致；第七段为左低右高的斜上段；定位板第八段为一段水平段；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽；

所述每个单元的波纹板包括六个部分，波纹板第一段为一段水平段；定位板第二段、第三段、第四段与定位板第二段、第三段、第四段结构一致；第五段为一段水平段；第六段为中间高、两端低的三角形凸棱构成；各段之间的低端依次延续连接成为向下凹的槽。

5、如权利要求4所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述定位板的板上设置有两处不相连的凹槽，其中定位板第二段、第三段、第四段的低端构成一处连续的所述凹槽；所述定位板第六段与第七段延续的低端构成另一处所述的凹槽；

所述波纹板的板上设置有两处不相连的凹槽，波纹板第二段、第三段、第四段的低端构成一处连续的所述凹槽；所述波纹板第六段右侧低端与下一单元的波纹板第一段低端延续连接成另一处所述的凹槽。

6、如权利要求5所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述定位板第二段、第三段、第四段的低端之间的连续凹槽之间的间距为12mm，凹槽的倾斜角度为正60°；波纹板第二段、第三段、第四段的低端之间的连续凹槽之间的间距为12mm，凹槽的倾斜角度为负60°。

7、如权利要求6所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述定位板第一段高端与左边低端的距离为11.2mm或11.4mm或11.6mm，右边低端比左边低端高4.2mm，其宽度为15mm，其中左边低端到高端的距离为10mm，高端到右边低端的距离为5mm；定位板第二段、第三段、第四段各自左右两低端之间的宽度为14mm，其低端与定位板第一段右边低端处于同一高度，其高端与低端之间的距离为2.9mm或3.1mm或3.3mm；定位板第五段左边低端与其高端之间的宽度为5mm，其高低距离与定位板第二段、第三段、第四段的高低距离一致；定位板第一段的左边低端与定位板第六段右边低端之间的宽度为67mm；定位板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm；

所述波纹板第一段的宽度为18mm，波纹板第二段、第三段、第四段的各自左右两低端之间的宽度为14mm，其高度与波纹板第六段的高度一致，都为2.9mm或3.1mm或3.3mm，波纹板的厚度为0.8mm或1.0mm或1.2mm。

8、如权利要求7所述电站锅炉的高效换热元件板，其特征在于，所述每单元的定位板第一段和每单元的波纹板第一段的左端对齐。

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