CN206001436U - 一种直通道结构低温省煤器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉烟气余热回收设备技术领域，尤其涉及一种直通道结构低温省煤器，包括传热模组，设于传热模组一端的媒介管箱及设于传热模组上下两侧的烟道过渡箱，本实用新型解决了现有技术中板式热交换器流道堵塞、积垢腐蚀、冷热介质温度交叉等问题。

Description

一种直通道结构低温省煤器

技术领域

本实用新型涉及锅炉烟气余热回收设备技术领域，尤其涉及一种直通道结构低温省煤器。

背景技术

排烟损失是工业锅炉生产中最重要的一项热损失，排烟温度大多在150℃左右，减少排烟损失；降低排烟温度，可以有效节约能源、提高经济性，其带来的环保效益、社会效益以及经济效益都是无法估量的。

对于工业锅炉，尤其是火力发电企业的锅炉，其烟气大多含有大量的粉尘、NOx、SO2、SO3，因为环保与节能的要求，需要对烟气进行降温、除尘、脱硝、脱硫后才允许排放到大气中，目前通常的做法是采用低温省煤器技术，主要有：

1.作为低温省煤器，即通过低温省煤器加热锅炉凝水，在提高锅炉给水温度的情况下降低烟气温度，从而实现余热回收的作用。

2.作为低低温省煤器，用于热媒水-烟气-烟气换热系统(MGGH)，一方面通过降低原烟气的温度，提高电除尘器的效率、降低脱硫塔的水耗，另一方面通过提高净烟温度，实现烟气超净排放。

目前国际上主要的低温省煤器主要有H型鳍片低温省煤器(翅片管式)与氟塑料管式低温省煤器两种，然而这两种形式的省煤器在实际应用中均存在不同程度的问题：

对于H型鳍片低温省煤器,当锅炉采用中含硫煤或高含硫煤时，由于原烟中含有大量的粉尘和SO3，当传热面壁温低于酸露点温度时会有硫酸蒸汽凝结，而在H鳍片上，尤其是背风侧容易因为滞流而造成积灰，积灰与凝 结的硫酸发生反应形成具有粘结性的硫酸盐，一旦该硫酸盐形成，将加剧积灰，如此恶性循环，极易发生翅片堵塞和换热管腐蚀泄漏。

对于氟塑料管式低温省煤器，由于氟塑料的导热性较差，通常选取薄壁(1mm左右)小直径氟塑料管(10mm左右)，因此一台低温省煤器需要成千上万根氟塑料管，虽然解决了腐蚀问题，但是氟塑料管的端部连接和承压问题一直没有得到很好的解决，长周期使用尚存在一定的问题，因此普及程度并不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有氟塑料管省煤器传热效率低、体积大、接头不可靠的技术问题与H型鳍片省煤器存在的易堵塞、易结垢的技术问题，提供一种在提高传热的同时可以解决烟尘堵塞、积垢腐蚀等问题的直通道结构低温省煤器。

在低温省煤器中，由于传热温位的影响，当传热元件壁温低于硫酸蒸汽的露点，硫酸结露无法避免，但堵塞、结垢腐蚀的原因在于积灰，当烟灰附着在传热元件表面时，烟灰中含有的CaO、Al2O3、Fe3O4等碱性氧化物和硫酸反应形成具有粘结性的硫酸盐，在粘结性的硫酸盐的作用下，大量吸附烟气中的粉尘，使积灰进一步加剧并进产生垢下腐蚀。因此，避免传热元件表面积灰是解决堵塞和积垢腐蚀的首要途径。积灰的主要原因还是因为滞流区的存在，而滞流区的消除需要依靠均匀的流动场、高湍流流动形态。

基于上述积灰、结垢、结垢腐蚀的机理分析，本实用新型独创性地提出了直通流道低温省煤器，在省煤器中，利用波纹板式传热元件得到高湍流流态，烟气流道设计成直通通道，沿烟气流动方向上烟气的流动场非常 均匀，消除了滞留区，从而解决了积灰的问题，相应地，硫酸即使在传热元件表面结露，由于没有了积灰的催化作用，无法在传热表面形成粘结性的硫酸盐，进而也就避免了结垢，因而堵塞问题和结垢腐蚀问题均可得到很好的解决。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种直通道结构低温省煤器，包括传热模组，设于传热模组一端的媒介管箱及设于传热模组上下两侧的烟道过渡箱，所述烟道过渡箱上下两端分别设有烟气通道口，所述媒介管箱包括媒介介质入口，媒介介质出口及设于媒介介质入口与媒介介质出口之间的分程隔板，所述传热模组包括一个或多个板束模块，每个所述板束模块包括多张板片，所述板片包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，所述承压波纹与分程波纹的高度等于媒介侧板间流道间距的1/2，板片两侧形成沿板片长度方向的媒介侧纵向通道与沿板片宽度方向的烟气侧横向通道，所述纵向通道内承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点。

所述板片还包括均匀分布在主传热面的扰流波纹，所述扰流波纹的高度小于烟气侧板间流道间距的1/2，在所述横向流道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

所述板片的宽度不大于1200mm，所述板片的长宽比不小于2。

所述分程波纹为沿板长方向贯通的平直波纹，所述传热模组在媒介管箱的对侧设有折程箱，所述折程箱内设有折程通道。

所述分程波纹为沿板长方向布置的一端间断的平直波纹，分程波纹的间断处设有折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

所述板片上设有沿垂直于分程波纹方向延伸且沿分程波纹延伸方向阵列设置的支撑波纹或支撑条，支撑波纹或支撑条为连续的或者间断设置，支撑波纹的深度与支撑条的高度等于烟气侧板间流道间距的1/2。

所述烟道过渡箱在烟气入口或出口处设置有导烟板。

一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，包括传热模组，设于传热模组两端的媒介管箱及设于传热模组上下两侧的烟道过渡箱，所述烟道过渡箱上下两端分别设有烟气通道口，一端的所述媒介管箱设有媒介介质入口，另一端的媒介管箱设有媒介介质出口，所述传热模组包括一个或多个板束模块，每个所述板束模块包括多个板片，所述板片包括主传热面及均匀分布于主传热面的承压波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凹波纹，所述承压波纹的高度等于媒介侧板间流道间距的1/2，板片两侧形成沿板片长度方向的媒介侧纵向通道与沿板片宽度方向的烟气侧横向通道，所述纵向通道内承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点。

所述板片的宽度不大于1200mm，所述板片的长宽比不小于2；所述板片还包括均匀分布在主传热面的扰流波纹，所述扰流波纹的高度小于烟气侧板间流道间距的1/2，在所述横向流道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

所述板片上设有沿垂直于分程波纹方向延伸且沿分程波纹延伸方向阵列设置的支撑波纹或支撑条，支撑波纹或支撑条为连续的或者间断设置，支撑波纹的深度与支撑条的高度等于烟气侧板间流道间距的1/2。

本实用新型的有益效果是：

(1)直通流道省煤器的烟气通道是横向直通流道，该直通流道横截面沿烟气流动方向上基本保持不变且没有触点，烟气行程很短且流道内烟气湍流程度高，流动场十分均匀，解决了积灰堵塞和结垢问题。

(2)直通流道省煤器的媒介通道是纵向折程流道，纵向折程流动的媒 介与横向流动的烟气呈错逆流换热，解决了媒介与烟气传热特性不匹配的问题，提高了省煤器的总传热效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是构成本实用新型的板片结构示意图；

图3是构成本实用新型的板束模块沿板片C-C截面的剖视图；

图4是构成本实用新型的板束模块沿板片D-D截面的剖视图；

图5是构成成本实用新型的带折程波纹的板片结构示意图；

图6是本实用新型另外一种实施方案的结构示意图；

图7是构成本实用新型的带支撑波纹或支撑条的板片结构示意图；

图8是构成本实用新型的板束模块沿板片E-E截面的剖视图；

图9是本实用新型的另外一种实施方案的结构示意图。

图10是本实用新型的传热模组两端设有媒介管箱的实施方案的结构示意图。

图中：1.传热模块，2.媒介管箱，3.烟道过度段，4.板束模块，5.板片6.折程箱

201分程隔板，202.平盖，301.导烟板，501主传热面，502.扰流波纹，503.承压波纹，504.分程波纹，505.折程波纹，506.支撑波纹，507.支撑条，601.平盖，A.烟气，B.媒介；

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

结合图1、图2、图3、图4所示，构成本实用新型的板束模块4的板片5包括主传热面501、扰流波纹502、承压波纹503及分程波纹504，扰流波纹502相对于主传热面501为凸波纹，承压波纹503与分程波纹504 相对于主传热面为凹波纹，相应地，多张板片5叠合成板束模块4后，在板束模块4中分别形成沿纵向折程流动的折程流道与沿板片宽度方向流动的横向直通流道。纵向折程流道作为媒介B的流道，横向直通流道作为烟气A的流道。烟气A与媒介B在板束模块4中呈错逆流进行换热，根据烟气A与媒介B的传热特性参数调整媒介B侧的折程数，以实现烟气A与媒介B的流程最佳组合，进而实现提高省煤器总传热效率的实用新型目的。

本实用新型中，板束有两种形成方式，其中一种为在板片四周通过折弯形成进口与出口，板片两两对扣形成板对，波纹板束包括相互组叠的多个板对；另一种为通过设置在板片四周的镶条，依次通过板片-镶条-板片的顺序组叠成板束。

在媒介B的纵向流道内，承压波纹503与承压波纹503相对，分程波纹504与分程波纹504相对，当承压波纹503与分程波纹504的高度等于该侧流道的1/2时，承压波纹503顶部相接触而形成触点，可通过焊接触点的方式提高板管的承压能力，通过焊接分程波纹间的接触面以防止折流程的流体短路；烟气A的横向流道内，扰流波纹502与扰流波纹502相对，扰流波纹502高度小于该侧流道高度的1/2，组叠后不会形成触点，该横向流道为横向无触点的直通流道，流道截面沿烟气流动方向基本保持不变。由于构成本实用新型的板片的板长与板宽比不小于2，因此烟气流道的行程很短。在扰流波纹和高速烟气作用下，烟气在流道内湍流程度非常高，加之没有触点的影响，无法形成滞流区，流动场十分均匀，烟尘无法在板片表面附着，板片表面不会形成粘结性的硫酸盐，解决了积灰堵塞和结垢问题。

当板束模块4的数量为1时，板束模块4就是传热模组1；当板束模块4的数量大于1时，多个板束模块4组合成为传热模组1。板束模块4在沿板片5长度方向的一端与媒介管箱2相连，作为介质B的进出口管箱，另外一侧管箱作为介质B的折程箱6，相应地，在媒介管箱2设置有分程隔板201；为了方便板束模块4的端部检修，媒介管箱端部设置平盖202，折 程箱设置平盖601，平盖与管箱本体之间采用法兰连接。传热模组1沿板片5宽度方向的两端分别与烟道过度段3相连。烟道过度段形状依据烟道截面而定，即：当烟道截面为圆形时，烟道过度段外形为天方地圆结构；当烟道截面为矩形时，烟道过度段外形为梯台结构，其余外形以此类推。为了保证烟气更加均匀地进、出烟气流道，在入口烟道过度段与出口烟道过度段处设置烟气导流板。

结合图5、图6所示，当构成本实用新型的板片5上设置有与分程波纹同向的折程波纹505时，媒介B可直接在板片4端部进行折程而无需再另行设置折程箱6。由于折程波纹505的波纹方向与分程波纹504相反，因此烟气侧A的流道截面不受任何影响，仍为直通道横向流道。

相应地，当板片上分程波纹数量为m，对应板片纵向流道程数m+1，此时在第n程的出口与第n+1程的入口设置折流波纹，介质B可直接在板束内实现多程折流而无需设置折程箱，大大增加了省煤器的结构紧凑度。

结合图7、图8所示，构成本实用新型的板片上增设支撑波纹506或支撑条507，将传热模块中原有介质A的横向流道沿板片长度方向分隔成了若干个较小的横向流道，支撑波纹506或支撑条507仅对横向流道起支撑作用，完全不会影响原有横向流道间距及流道特性(均匀流动场，高度湍流，无触点，无滞留区等)，即原有的实用新型创新点仍然完全适用。

如图9所示，当构成本实用新型的板束模块4数量大于1时，多个板束模块4按照一定的方式组合成传热模组1，当板束模块4数量为2时，两个板束模块4可以并排组成传热模组1(如图9所示)，也可以沿板片组叠方向背靠背按照“日”字的方式组合成传热模组1；当板束模块数量为4时，可以在图9所示布置的基础上沿板片叠厚方向背靠背再布置2个板束模块，即按照“田”字的方式组合成传热模组1，以此类推。每个板束模块4和各自的媒介管箱2相连，组合后的传热模组1的一端与入口侧的烟道过度段3相连，另外一侧与出口侧的烟道过度段3相连。

如图10所示，本实用新型的另一个实施例中，在传热模组两端的设置媒 介管箱，一端的媒介管箱设有媒介介质入口，另一端的媒介管箱设有媒介介质出口，所述传热模组包括一个或多个板束模块，每个所述板束模块包括多个板片，所述板片包括主传热面及均匀分布于主传热面的承压波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凹波纹，所述承压波纹的高度等于媒介侧板间流道间距的1/2，板片两侧形成沿板片长度方向的媒介侧纵向通道与沿板片宽度方向的烟气侧横向通道，所述纵向通道内承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，包括传热模组，设于传热模组一端的媒介管箱及设于传热模组上下两侧的烟道过渡箱，所述烟道过渡箱上下两端分别设有烟气通道口，所述媒介管箱包括媒介介质入口，媒介介质出口及设于媒介介质入口与媒介介质出口之间的分程隔板，所述传热模组包括一个或多个板束模块，每个所述板束模块包括多张板片，所述板片包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，所述承压波纹与分程波纹的高度等于媒介侧板间流道间距的1/2，板片两侧形成沿板片长度方向的媒介侧纵向通道与沿板片宽度方向的烟气侧横向通道，所述纵向通道内承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点。

2.根据权利要求1所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述板片还包括均匀分布在主传热面的扰流波纹，所述扰流波纹的高度小于烟气侧板间流道间距的1/2，在所述横向流道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

3.根据权利要求1所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述板片的宽度不大于1200mm，所述板片的长宽比不小于2。

4.根据权利要求1所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述分程波纹为沿板长方向贯通的平直波纹，所述传热模组在媒介管箱的对侧设有折程箱，所述折程箱内设有折程通道。

5.根据权利要求1所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述分程波纹为沿板长方向布置的一端间断的平直波纹，分程波纹的间断处设有折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述板片上设有沿垂直于分程波纹方向延伸且沿分程波纹延伸方向阵列设置的支撑波纹或支撑条，支撑波纹或支撑条为连续的或者间断设置，支撑波纹的深度与支撑条的高度等于烟气侧板间流道间距的1/2。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述烟道过渡箱在烟气入口或出口处设置有导烟板。

8.一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，包括传热模组，设于传热模组两端的媒介管箱及设于传热模组上下两侧的烟道过渡箱，所述烟道过渡箱上下两端分别设有烟气通道口，一端的所述媒介管箱设有媒介介质入口，另一端的媒介管箱设有媒介介质出口，所述传热模组包括一个或多个板束模块，每个所述板束模块包括多个板片，所述板片包括主传热面及均匀分布于主传热面的承压波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凹波纹，所述承压波纹的高度等于媒介侧板间流道间距的1/2，板片两侧形成沿板片长度方向的媒介侧纵向通道与沿板片宽度方向的烟气侧横向通道，所述纵向通道内承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点。

9.根据权利要求8所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述板片的宽度不大于1200mm，所述板片的长宽比不小于2；所述板片还包括均匀分布在主传热面的扰流波纹，所述扰流波纹的高度小于烟气侧板间流道间距的1/2，在所述横向流道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的一种直通道结构低温省煤器，其特征在于，所述板片上设有沿垂直于分程波纹方向延伸且沿分程波纹延伸方向阵列设置的支撑波纹或支撑条，支撑波纹或支撑条为连续的或者间断设置，支撑波纹的深度与支撑条的高度等于烟气侧板间流道间距的1/2。