CN201496994U - 一种锅炉热水暖风器 - Google Patents

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王海超
王云刚
张建福
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Abstract

一种锅炉热水暖风器，包括有外壁面5，隔墙3、3’将外壁面5所围成的空腔分隔为风道1、风道侧箱9和风道侧箱10，风道1内配置有内隔板2，风道侧箱10内配置有出口联箱7、进口联箱8和弯头4’，风道侧箱9内配置有弯头4，风道1内配置有换热管6，进口联箱8的出口端和换热管6的一端相连通，换热管6之间为错列蛇形布置，蛇形管的两段之间用弯头4或弯头4’连接，直至最后一根换热管6与出口联箱7相连通；这种暖风器拥有独立的水循环系统，不对原有系统产生任何改变，可以有效利用烟气的余热加热冷空气，提高空气预热器进口空气温度，预防低温腐蚀的发生，进一步提高了换热效率。

Description

一种锅炉热水暖风器
技术领域
本实用新型涉及一种热交换器，具体涉及一种利用热水加热冷空气的锅炉暖风器，可以应用于电站锅炉和工业锅炉。
背景技术
我国用于火力发电的煤中都存在不同含量的硫，有些硫的含量还比较高。硫燃烧后生成SO2，其中小部分SO2又会进一步转变成SO3，SO2和SO3与烟气内的水蒸气结合会生成硫酸蒸汽，当温度低于硫酸结露点温度时，硫酸蒸汽会在锅炉受热面凝结，对受热面产生腐蚀，影响锅炉机组的安全运行。
我国一些地区的年最大温差可达50～60℃，而一般锅炉的设计冷空气温度为30℃左右，所以在寒冷的冬季，排烟温度不变的情况下，空气预热器入口温度会远低于设计值，发生低温腐蚀的概率大大增加。
目前防止空气预热器冷端低温腐蚀、积灰和堵灰的常用方法主要是加装暖风器和采用热风再循环。暖风器又叫前置式空气预热器，主要利用汽轮机低压缸抽汽加热冷空气，以提高空气预热器入口的空气温度，防止低温腐蚀的发生，是目前电厂最常用且经济的方法；采用热风再循环是将空气预热器出口的部分热风加入到送风机入口处与冷风混合，从而使混合后的空气温度提高到锅炉进风要求后再进入锅炉，这种方法可以有效的防止低温腐蚀，是一种较为常用的方法，但经济性不如采用暖风器。目前我国电厂一般采用加装暖风器或者暖风器与热风再循环结合的方法，尤其是在北方，暖风器的应用更加普遍。
暖风器的应用提高了空气预热器入口的空气温度，可以防止空气预热器冷端的低温腐蚀和堵灰，能改善锅炉的燃烧状况，同时还可以利用一部分烟气余热，提高锅炉效率，进而提高电厂经济性。
但是，目前暖风器的应用还存在一些问题，如换热效率有待于进一步提高、泄漏、水击等，采用汽轮机低压缸抽汽加热冷空气虽然可以在一定程度上防止低温腐蚀，但对电厂效率的提高不是很明显，有些时候甚至降低电厂效率。
目前的蒸汽暖风器一般采用多流程纵向并列布置，所用工质为汽轮机低压缸的抽汽，冷却后的疏水送入除氧器。由于疏水出口并不在管束的最低点，容易造成疏水的积聚，冬天温度低时还会结冰，损坏管道。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种锅炉热水暖风器，这种暖风器拥有独立的水循环系统，不对原有系统产生任何改变，可以有效利用烟气的余热加热冷空气，提高空气预热器进口空气温度，预防低温腐蚀的发生，相比于传统的暖风器可以进一步提高换热效率。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种锅炉热水暖风器，包括有外壁面5，隔墙3、3’将外壁面5所围成的空腔分隔为风道1、风道侧箱9和风道侧箱10，风道1内配置有内隔板2，风道侧箱10内配置有出口联箱7、进口联箱8和弯头4’，风道侧箱9内配置有弯头4，风道1内配置有换热管6，进口联箱8的出口端和换热管6的一端相连通，换热管6之间为错列蛇形布置，蛇形管的两段之间用弯头4或弯头4’连接，直至最后一根换热管6与出口联箱7相连通。
弯头4和弯头4’为弯度为180°的光管，分别处于风道1外面的风道侧箱9和风道侧箱10内。
换热管6采用开齿型螺旋翅片管；它包括一个光管11，光管11的外侧配置有带有开齿13的螺旋翅片12。
利用除尘器后的烟气加热烟气冷却器中的循环水，加热后的循环水送到本实用新型将热量传递给冷空气，放热后的循环水回到烟气冷却器再次吸收热量，达到循环利用的目的。
考虑到本实用新型中管内工质为水，管外工质为冷空气，所以管外侧的换热系数远低于管内侧，为了达到强化传热的目的，本实用新型采用开齿型螺旋翅片管将换热系数较低的管外侧表面进行扩展，开齿型螺旋翅片管是外侧受热表面得到扩展的一种常用形式，具有结构紧凑，金属耗量低，传热效率高，运行费用省的优点，开齿型螺旋翅片管与非开翅的连续型螺旋翅片管相比较，由于翅片顶端齿形张开，起到更进一步强化传热的效果，其换热效率比非开齿型螺旋翅片管提高20％以上。
由于冲刷翅片管的是空气，不存在积灰的问题，翅片管可以适当采用高齿翅片管，翅片间距可以适当取小，以增加换热面积，提高单管的换热能力。
本实用新型中的开齿型螺旋翅片换热管6为错列蛇形布置，蛇形管的两段之间用180°弯头连接，180°弯头为光管，且位于管箱外部，不被冷空气冲刷，避免了烟气走廊的形成，提高了暖风器内部流场的均匀性。
本实用新型采用循环水作为加热冷空气的工质，与传统的汽轮机低压缸抽汽加热方式相比具有以下优势：
1)回收电站锅炉排烟余热，电站锅炉热效率提高3～4％；一般排烟余热可从130～150℃降低到90℃左右，可将60℃的凝结水提高到80℃左右，用该热水可提高空气温度40℃左右。
2)用热水代替蒸汽加热冷空气，减少了汽轮机抽汽，降低了电厂的汽耗率，有助于提高机组的热经济性。
3)相对于蒸汽来说，水的传热性能更好，只需增大管外侧传热系数就可以提高整体的换热效率。
4)相对于用汽轮机低压缸抽汽加热冷空气的方式，循环水加热冷空气时管内外工质温度变化相对平稳、温差小，有益于减小热膨胀，不会发生由于热膨胀引起的泄漏和蒸汽凝结引起的水击现象，从而确保暖风器系统的安全运行。
5)采用循环水加热冷空气的方式，不会存在蒸汽疏水排放不完全的问题，更不会因为疏水结冰影响暖风器的正常工作。另外，采用热水作为工质不用因为考虑疏水自流而使换热管倾斜，本实用新型中的换热管就是采用水平布置，节省了空间。
6)实现了水的闭式循环利用，节约用水。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的A-A视图。
图3是换热管6所采用的开齿型螺旋翅片管的结构示意图；其中，图3(a)是主视图；图3(b)是左视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1、图2，一种锅炉热水暖风器，包括有外壁面5，隔墙3、3’将外壁面5所围成的空腔分隔为风道1、风道侧箱9和风道侧箱10，风道1内配置有内隔板2，内隔板2将风道1分割成多段；风道1中设有多个风道内隔板2，起支撑换热管6的作用。风道侧箱10内配置有出口联箱7、进口联箱8和弯头4’，风道侧箱9内配置有弯头4，风道1内配置有换热管6，进口联箱8的出口端和换热管6的一端相连通，换热管6的另一端与弯头4的一端相连通，弯头4的另一端与另一换热管6的一端相连通，另一换热管6的另一端与弯头4’的一端相连通，弯头4’的另一端与第三根换热管6的一端相连通，第三根换热管6的另一端与第二弯头4的一端相连通，以此类推，直至最后一根换热管6与出口联箱7相连通。
弯头4和弯头4’为弯度为180°的光管，分别处于风道1外面的风道侧箱9和风道侧箱10内，不会被冷空气冲刷。
参见图3，换热管6采用开齿型螺旋翅片管；它包括一个光管11，光管11的外侧配置有带有开齿13的螺旋翅片12。
如图2所示，在烟气冷却器中被加热后的热水首先进入暖风器的进口联箱8，在进口联箱8中进行分配后进入各换热管6，换热管6内工质为热水，完成换热的工质由换热管6进入出口联箱7，通过出口联想7返回到烟气冷却器中再次吸收热量，吸热后的工质重复以上的过程，形成循环。
冷空气从暖风器的下部由鼓风机送入暖风器，横向冲刷换热管6，吸收热量后由暖风器上部进入空气预热器。
图中所示标号为：1、风道，2、内隔板，3、隔壁，4、弯头，5、外壁面，6、换热管，7、出口联箱，8、进口联箱，9、风道侧箱，10、风道侧箱，11、换热管6的光管，12、换热管6的螺旋翅片，13、螺旋翅片12上的开齿。

Claims (3)

1.一种锅炉热水暖风器，包括有外壁面(5)，隔墙(3、3’)将外壁面(5)所围成的空腔分隔为风道(1)、风道侧箱(9)和风道侧箱(10)，其特征是：风道(1)内配置有内隔板(2)，风道侧箱(10)内配置有出口联箱(7)、进口联箱(8)和弯头(4’)，风道侧箱(9)内配置有弯头(4)，风道(1)内配置有换热管(6)，进口联箱(8)的出口端和换热管(6)的一端相连通，换热管(6)之间为错列蛇形布置，蛇形管的两段之间用弯头(4)或弯头(4’)连接，直至最后一根换热管(6)与出口联箱(7)相连通。
2.如权利要求1所述的一种锅炉热水暖风器，其特征是：弯头(4)和弯头(4’)为弯度为180°的光管，分别处于风道(1)外面的风道侧箱(9)和风道侧箱(10)内。
3.如权利要求1所述的一种锅炉热水暖风器，其特征是：换热管(6)采用开齿型螺旋翅片管；它包括一个光管(11)，光管(11)的外侧配置有带有开齿(13)的螺旋翅片(12)。
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