CN202532928U - 可转动蒸汽暖风器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热交换器领域，特别公开了一种可转动蒸汽暖风器。该可转动蒸汽暖风器，包括暖风器壳体，暖风器壳体两端分别设置有若干个对称排列的进口联箱和出口联箱，进口联箱和出口联箱之间连接安装有翅片管组，进口联箱上焊接有与其连通的进汽空心轴，出口联箱上焊接有与其连通的疏水空心轴。本实用新型结构简单，使用方便，安全可靠，能够自动清理附着在受热面上的杂物，有利于降低风道阻力，降低能耗。

Description

可转动蒸汽暖风器

（一）        技术领域

    本实用新型涉及热交换器领域，特别涉及一种可转动蒸汽暖风器。

（二）        背景技术

采用回转式空气预热器的锅炉为避免空预器低温腐蚀、转子变形、蓄热元件堵塞、漏风增加等一系列影响锅炉安全经济运行的不利因素，均设置空气加热装置。

目前锅炉回转式空气预热器加热冷空气有两种手段，一是热风再循环，二是设置蒸汽暖风器。采用热风再循环存在的主要问题是风机选型大，高温季节风机运行经济性差，同时热风再循环加热空气温升有限，在环境温度极低的地区，如我国北方地区，均选用蒸汽暖风器加热冷风。

蒸汽暖风器置于风机风道中，在低温季节加热冷风的同时，在长达7、8个月不使用期间，会增加风道的阻力和风机电耗，同时吸入风机的空气含有杂质，部分较粗的杂质进入风道后，大部分沉积附着在蒸汽暖风器迎风面的翅片管组上，随时间的积累杂质沉积越来越多，暖风器阻力会越来越大，风机电耗增加；风道阻力变化，风道特性曲线也将发生变化，风机的工作点发生相应的变化，当风机工作点落入不稳定区域，将发生风机喘振、出力降低等一系列影响锅炉安全经济运行的事故。

采用蒸汽暖风器预热冷空气的火电厂锅炉机组，风机电耗高，经常喘振是目前存在较普遍的问题。

（三）        发明内容

    本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种既适应回转式空预器安全、经济运行需要，又可以降低风机电耗和风道阻力以及避免风机喘振的可转动蒸汽暖风器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种可转动蒸汽暖风器，包括暖风器壳体，暖风器壳体两端分别设置有若干个对称排列的进口联箱和出口联箱，进口联箱和出口联箱之间连接安装有翅片管组，进口联箱上焊接有与其连通的进汽空心轴，出口联箱上焊接有与其连通的疏水空心轴，其特征在于：所述进口联箱、出口联箱和翅片管组的横切面呈平行四边形，平行四边形的短边与短对角线的夹角大于或等于90度，进口联箱、出口联箱、翅片管组、进汽空心轴、疏水空心轴的中心线为同一直线，进口联箱、出口联箱、翅片管组、进汽空心轴和疏水空心轴一起构成换热组件，每台暖风器由一到四个换热组件组成，相邻换热组件置于同一平面时紧密排列。

为便于疏水排放，暖风器整体布置采取垂直或倾斜两种方式，具体布置根据现场风道实际确定；为确保膨胀自如，在暖风器进汽侧预留膨胀间隙；换热组件通过支撑轴承和导向轴承安装在蒸汽暖风器壳体中，可灵活转动。这与目前使用的固定式蒸汽暖风器存在本质的不同。

所述进汽空心轴和疏水空心轴采用厚壁20g无缝钢管或其他满足要求的材质，钢管上制作轴颈和轴肩，空心轴上安装轴承，其中进汽空心轴安装导向轴承，疏水空心轴安装支撑轴承，进汽空心轴和导向轴承采用间隙配合，疏水空心轴和支撑轴承采用过渡配合或过盈配合。空心轴端制作坡口，便于空心轴和进、出口法兰及进、出口联箱焊接。进汽空心轴尺寸以蒸汽能够以较小的阻力和热损失进入入口联箱且不影响现场安装操作和换热组件膨胀为准，疏水空心轴尺寸以疏水能完全排出出口联箱且不影响现场安装操作为准，为方便加工制作，进、出口空心轴尺寸可一致；导向轴承座和支撑轴承座采用螺栓连接安装在暖风器壳体上，考虑换热组件重量，支撑轴承座在壳体上的固定可采用焊接连接，由于换热组件重量较轻，轴承座采用铸件、焊接钢件均可。

所述进汽空心轴和疏水空心轴端头分别焊接有入口法兰和出口法兰，入口法兰与进汽管连接，出口法兰与疏水管连接，为适应转动角度需要，法兰采用4孔、8孔、12孔、16孔均布等几种规格。为方便转动暖风器换热组件，可在进汽空心轴或疏水空心轴侧法兰焊接操作手柄，也可制作专用工具操作。

进汽空心轴作用是：作为蒸汽导气管和安装导向轴承的转轴，疏水空心轴的作用是：作为疏水排放管和安装支撑轴承的转轴；进、出口法兰作用是连接进汽管和疏排水管，同时作为换热组件转动操作装置安装的生根件；支撑轴承及轴承座的作用是承载换热组件的重量并确保换热组件可靠转动，导向轴承及轴承座的作用是确保换热组件可靠转动，补偿并抵消换热组件产生的变形，导向轴、轴承座与进汽空心轴配合，通过间隙预留，补偿换热组件膨胀。

所述暖风器壳体采用分段结构（也可采用整体结构）、法兰连接，整体呈方框结构，壳体宽度以大于或等于进、出口联箱长度为准，暖风器壳体与风道采用法兰连接，暖风器壳体可采用Q235材料，法兰间采用软密封材料密封，为增强暖风器壳体刚性，在壳体上分布间隔均等的横向、纵向、斜向加强筋；在安装位置对称的（两面）壳体上分别开穿进汽空心轴、疏水空心轴的轴孔，（每面开轴孔）壳体的段数与换热组件数量对应，轴孔周围均匀分布螺栓孔，用于安装固定支承轴承座和导向轴承座螺栓；为防止漏风，在轴孔处装填软密封材料；在暖风器壳体外焊有支吊装置，用于现场支吊。

暖风器壳体主要作用是：支撑转动换热组件并构成风道。

所述进、出口联箱采用20g钢板或其他满足要求的材料，钢板厚度根据所承受蒸汽压力和联箱抗变形刚度确定；联箱分别由内端板、外端板、联箱筒壁等构成；联箱筒壁可采用折板机整体折制成平行四边形结构，对接处焊接，也可采用钢板拼焊成平行四边形结构。

为尽可能使蒸汽均匀充满各翅片管，所述进口联箱的蒸汽入口处加装有均流装置，为增强进、出口联箱刚性，进口联箱和出口联箱内部均焊接有支撑加固筋，且在其锐角处焊接弧形密封板或直接采用弧形板过渡连接联箱筒壁，以降低联箱锐角处的集中应力。

进、出口联箱外端板中心分别开有圆孔，圆孔尺寸和进汽空心轴、疏水空心轴内径一致，用于导通联箱和空心轴，进、出口联箱外端板分别和进汽空心轴和疏水空心轴的连接；进、出口联箱内端板错列布置数排圆孔，圆孔数量和翅片管数量一致，圆孔尺寸和翅片管钢管外径一致或略大，以便于翅片管和内端板焊接。

进、出口联箱整体呈平行四边形结构，以确保相邻换热组件置于同一平面时排列紧密，无明显间隙；平行四边形短边与短对角线夹角必须大于或等于90°。

进口联箱作用是将蒸汽均匀分配至翅片管组，出口联箱作用是收集疏水，进、出口联箱同时作为翅片管组和进汽空心轴和疏水空心轴的过渡连接件。

所述翅片管组是蒸汽暖风器进行热交换的主要部件，其换热面积根据实际需要由计算确定，换热管带翅片主要是为了增大换热面积，提高换热效率，翅片管芯管可采用20g无缝钢管或其他满足材质需要的金属管，翅片可采用铝材或其他换热性能优异的金属材料，管组焊接连接在进、出口联箱内端板错列布置的圆孔中，翅片管组呈平行四边形布置，平行四边形短边与短对角线夹角必须大于或等于90°。

所述换热组件，其进、出口联箱中心、翅片管组中心、进汽空心轴轴心线、疏水空心轴轴心线处于同一直线上，换热组件通过轴承及轴承座支撑在暖风器壳体上，可灵活转动。为增强组件刚性，所述进口联箱和出口联箱之间连接有型钢，型钢对翅片管组形成包围加固框架，翅片管组上加装有梳形定位卡，以避免翅片管组变形。

所述暖风器壳体上安装有位置指示牌，进汽空心轴或疏水空心轴上标有换热组件运行位和退出位钢印记号，壳体位置上的指示牌和空心轴上的角度标示一起联合指示换热组件的正确位置；暖风器壳体内设置有换热器组件限位板，用于限定翅片管组的位置，避免出现转动过多。

蒸汽暖风器投入运行时，换热组件宽面置与风向垂直位位置（类似档板门置于关闭状态）；蒸汽暖风器退出运行时，将换热组件转动90°，宽面置风道平行位置（类似挡板门置全开状态）；暖风器翅片管迎风面长期沉积的难以清理的杂物，可通过将暖风器换热组件转动至90~180°位置（清理位），依靠风压自动顺序清理，暖风器中的杂物移附至空预器冷端，依靠引风机负压，将杂物带入除尘器除掉（杂物相对较少，不会对锅炉的安全运行造成影响）。

很明显，当暖风器投入运行时，可以作为常规蒸汽暖风器正常使用；当蒸汽暖风器退出运行时，风量通流面积成倍增加，运行阻力大幅度减少，风机电耗降低，风机运行的经济性和可靠性提高；当蒸汽暖风器翅片管组堵塞阻力增大时，将暖风器换热组件依次旋转至清理位进行自动顺序清洗，达到不停机自动清理杂物同时不影响使用的目的，节约维护成本。

针对风机大马拉小车的现象，在设计阶段，风机型号可适当选小，一方面降低工程造价，同时尽可能确保风机处于高效区运行。 

本实用新型结构简单，使用方便，安全可靠，能够自动清理附着在受热面上的杂物，有利于降低风道阻力，降低能耗。

（四）        附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1所示A-A面剖面示意图；

图3为本实用新型的垂直安装状态图；

图4为本实用新型的倾斜安装状态图。

图中，1入口法兰，2导向轴承，3进汽空心轴，4进口联箱，5翅片管组，6暖风器壳体，7疏水空心轴，8支撑轴承，9出口法兰，10出口联箱，11限位板，12夹角。

（五）        具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括暖风器壳体6，暖风器壳体6两端分别设置有若干个对称排列的进口联箱4和出口联箱10，进口联箱4和出口联箱10之间连接安装有翅片管组5，进口联箱4上焊接有与其连通的进汽空心轴3，出口联箱10上焊接有与其连通的疏水空心轴7，所述进口联箱4、出口联箱10和翅片管组5的横切面呈平行四边形，平行四边形的短边与短对角线的夹角12大于或等于90度，进口联箱4、出口联箱10、翅片管组5、进汽空心轴3、疏水空心轴7的中心线为同一直线，进口联箱4、出口联箱20、翅片管组5、进汽空心轴3和疏水空心轴7一起构成换热组件，每台暖风器由一到四个换热组件组成，相邻换热组件置于同一平面时紧密排列；所述换热组件通过导向轴承2和支撑轴承8安装在暖风器壳体6上，进汽空心轴3和导向轴承2通过间隙配合安装，疏水空心轴7和支撑轴承8通过过渡配合或过盈配合安装，进口联箱4一侧的暖风器壳体6和导向轴承2之间预留换热组件膨胀间隙；所述进汽空心轴3和疏水空心轴7端头分别焊接有入口法兰1和出口法兰9，入口法兰1与进汽管连接，出口法兰9与疏水管连接；所述进口联箱4的蒸汽入口处加装有均流装置，进口联箱4和出口联箱10内部均焊接有支撑加固筋，且在其锐角处焊接弧形密封板或直接采用弧形板过渡连接联箱筒壁；所述暖风器壳体6上安装有位置指示牌，进汽空心轴3或疏水空心轴7上标有换热组件运行位和退出位钢印记号，暖风器壳体6内设置有换热器组件限位板；所述进口联箱4和出口联箱10之间连接有型钢，翅片管组5上加装有梳形定位卡。

将换热组件进汽空心轴3和疏水空心轴7穿进暖风器壳体6的轴孔中，将导向轴承2及轴承座、支撑轴承8及轴承座套装进进汽空心轴3和疏水空心轴7，将套装好的轴承组件安装在暖风器外壳6上，安装暖风器两侧壳体板，在暖风器进口联箱4侧壳体内和导向轴承2及轴承座腔体中留足暖风器热态膨胀间隙，在轴承座处安装位置指示牌；为避免换热组件转动错位，在靠近进口联箱4和出口联箱10的暖风器壳体6上焊接限位块11。

总体组装完成后，转动换热组件，消除造成转动卡涩的因素，最后焊接安装进口法兰1和出口法兰9，法兰焊接时应确保其中一螺栓孔和换热组件中心线垂直正交叉。

换热组件、暖风器壳体6、导向轴承2（外购）及轴承座、支撑轴承8（外购）及轴承座工厂加工完成，并在工厂组装调试合格，做好调试记录和相应的设备记号，以便于用户现场安装，进口法兰1和出口法兰9在用户现场焊接安装。

运行操作：暖风器在高温季节处于退出状态，翅片管组5宽面和风向平行，暖风器投用时，换热组件转动90°，连接好进口法兰1和出口法兰9；各换热组件旋转方向应一致，为避免阻力降低对系统造成冲击，蒸汽暖风器换热组件转动时应顺序进行，机组运行人员应适时调整风机的出力，不允许同时操作几组换热组件。操作动作应缓慢，现场有运行人员在场，并和中央控制室保持联系，严格监视系统风压、风机电流的变化。

蒸汽暖风器可布置于风机出口或入口风道，根据风道布置形式，按照蒸汽进、出口流向，暖风器采用如下布置方式： 

（1）当风道水平布置时，蒸汽暖风器采用垂直布置，蒸汽从上至下通过换热组件，如附图3所示。

（2）当风道垂直布置时，蒸汽暖风器采用倾斜布置，蒸汽从高至低通过换热组件，如附图4所示。

Claims (6)

1.一种可转动蒸汽暖风器，包括暖风器壳体（6），暖风器壳体（6）两端分别设置有若干个对称排列的进口联箱（4）和出口联箱（10），进口联箱（4）和出口联箱（10）之间连接安装有翅片管组（5），进口联箱（4）上焊接有与其连通的进汽空心轴（3），出口联箱（10）上焊接有与其连通的疏水空心轴（7），其特征在于：所述进口联箱（4）、出口联箱（10）和翅片管组（5）的横切面呈平行四边形，平行四边形的短边与短对角线的夹角（12）大于或等于90度，进口联箱（4）、出口联箱（10）、翅片管组（5）、进汽空心轴（3）、疏水空心轴（7）的中心线为同一直线，进口联箱（4）、出口联箱（10）、翅片管组（5）、进汽空心轴（3）和疏水空心轴（7）一起构成换热组件，每台暖风器由一到四个换热组件组成，相邻换热组件置于同一平面时紧密排列。

2.根据权利要求1所述的可转动蒸汽暖风器，其特征在于：所述换热组件通过导向轴承（2）和支撑轴承（8）安装在暖风器壳体（6）上，进汽空心轴（3）和导向轴承（2）通过间隙配合安装，疏水空心轴（7）和支撑轴承（8）通过过渡配合或过盈配合安装，进口联箱（4）一侧的暖风器壳体（6）和导向轴承（2）之间预留换热组件膨胀间隙。

3.根据权利要求1所述的可转动蒸汽暖风器，其特征在于：所述进汽空心轴（3）和疏水空心轴（7）端头分别焊接有入口法兰（1）和出口法兰（9），入口法兰（1）与进汽管连接，出口法兰（9）与疏水管连接。

4.根据权利要求1所述的可转动蒸汽暖风器，其特征在于：所述进口联箱（4）的蒸汽入口处加装有均流装置，进口联箱（4）和出口联箱（10）内部均焊接有支撑加固筋，且在其锐角处焊接弧形密封板或直接采用弧形板过渡连接联箱筒壁。

5.根据权利要求1所述的可转动蒸汽暖风器，其特征在于：所述暖风器壳体（6）上安装有位置指示牌，进汽空心轴（3）或疏水空心轴（7）上标有换热组件运行位和退出位钢印记号，暖风器壳体（6）内设置有换热器组件限位板（11）。

6.根据权利要求1所述的可转动蒸汽暖风器，其特征在于：所述进口联箱（4）和出口联箱（10）之间连接有型钢，翅片管组（5）上加装有梳形定位卡。

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