CN210373504U - 烟道及其空气预热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气预热器领域，具体涉及一种烟道及其空气预热器，烟道两端分别开设有烟气入口(101)和烟气出口(102)，烟道(100)在出口段(106)内设有将该烟道分隔为子烟道以使烟道内的气流形成偏流的分隔板(120)，子烟道内还设有可调挡板组件(130)；可调挡板组件包括多个平行设置的挡板(131)，挡板设置为其板面方向与竖直方向之间的夹角可调。本实用新型通过在烟道出口段设置分隔板将其分隔为子烟道并在子烟道内增设可调挡板组件，用以改变空气预热器冷端腐蚀初始发展区域烟气流量，提升空气预热器冷端蓄热元件温度，预防因冷端蓄热元件温度过低导致的酸气凝结、硫酸氢铵粘附沉积等问题，结构简单，方便有效。

Description

烟道及其空气预热器

技术领域

本实用新型涉及空气预热器，具体地涉及一种烟道及其空气预热器。

背景技术

空气预热器是提高锅炉热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备，在 空气预热器的内部设有蓄热元件，比如：散热片，锅炉尾部烟道中排出的烟 气中携带的热量，可以通过散热片传导到进入锅炉前的空气中，并将空气预 热到一定的温度分别用于运送煤粉和助燃。目前常用的空气预热器为回转式 预热器，这种预热器在工作时会缓慢的旋转，使预热器本体上的开口按顺序 分别与烟气侧和空气侧连通。烟气从空气预热器的烟气侧进入后，其中携带 的热量被空气预热器中的散热片吸收，再被排出；之后空气预热器缓慢旋转，使散热片旋转运动到空气侧，再将蓄存的热量传递给进入锅炉前的空气，从 而实现热交换。由于电站燃煤锅炉排出的烟气中存在逃逸的氨，而氨在空气 预热器中与SO₃反应生成硫酸氢铵，当烟气温度较低时，硫酸氢铵物理的性 质较粘，易吸附烟气中的灰尘，造成空气预热器堵塞腐蚀。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的空气预热器的烟道中的 烟气温度较低，易造成空气预热器堵塞腐蚀的问题，提供烟道及其空气预热 器，通过在烟道出口段设置分隔板将其分隔为子烟道并在子烟道内增设可调 挡板组件，用以改变空气预热器冷端腐蚀初始发展区域烟气流量，提升空气 预热器冷端蓄热元件温度，预防因冷端蓄热元件温度过低导致的酸气凝结、 硫酸氢铵粘附沉积等问题，结构简单，方便有效。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种烟道，两端分别开设有 烟气入口和烟气出口，所述烟道在靠近所述烟气出口的出口段内设有将所述 烟道分隔为子烟道以使所述烟道内的气流形成偏流的分隔板，所述子烟道内 进一步设有可调挡板组件；所述可调挡板组件包括多个平行设置的挡板，所 述挡板设置为所述挡板的板面方向与竖直方向之间的夹角可调。

优选地，所述烟道内设置有多个所述分隔板。

优选地，多个所述分隔板将所述出口段的烟道分隔为多个子烟道，每个 所述子烟道里均设有所述可调挡板组件；所述可调挡板组件中的多个所述挡 板在各自的子烟道内彼此平行设置。

优选地，所述分隔板的设置方向与竖直方向之间的夹角范围是：0° -60°。

优选地，所述挡板的设置方向与竖直方向之间的夹角的调整范围是：0° -90°。

优选地，所述烟道为矩形，所述烟道内设置有一个所述分隔板并将所述 烟道分隔为设置有所述可调挡板组件的第一子烟道和未设置有所述可调挡 板组件的第二子烟道，所述第一子烟道的宽度a与所述烟道的总宽度d之间 的比例关系为：a≤4/5×d。

优选地，所述可调挡板组件中的多个平行设置的挡板通过可操作的连杆 彼此相连并能够同步摆动。

本实用新型第二方面提供一种空气预热器，包括可旋转的预热器本体与 所述预热器本体连通的烟道、一次风风道和二次风风道，所述预热器本体内 设有蓄热元件，所述烟道为如上所述的烟道，所述出口段设置在所述预热器 本体的下方。

优选地，所述空气预热器包括用于调节所述挡板与竖直方向之间的夹角 的执行机构和控制所述执行机构的控制单元，所述预热器本体和烟道内均设 有用于实时监测的温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元相连；所述 控制中心根据所述温度传感器的反馈信号控制所述执行机构。

优选地，所述分隔板的长度b的大小和所述可调挡板组件与所述蓄热元 件之间的距离大小呈正比。

本实用新型通过在烟道出口段设置分隔板将其分隔为子烟道并在子烟 道内增设可调挡板组件，用以改变空气预热器冷端腐蚀初始发展区域烟气流 量，提升空气预热器冷端蓄热元件温度，预防因冷端蓄热元件温度过低导致 的酸气凝结、硫酸氢铵粘附沉积等问题，结构简单，方便有效。

附图说明

图2为图1中预热器本体的内部烟道和风道结构示意图；

图3为本实用新型另一个实施例中的空气预热器的内部烟道和风道的展 开示意图；

图4为本实用新型一个实施例中的空气预热器的整体结构示意图。

附图标记说明

100烟道 101烟气入口 102烟气出口

103侧壁 104入口段 105转运段

106出口段 120分隔板 130可调挡板组件

131挡板 200预热器本体 300一次风风道

400二次风风道

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的 是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限 制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、 左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”通常是指相 对于各部件本身的轮廓的内外；“远、近”通常是指相对于各部件本身的轮 廓的远近。

如图1并结合图2所示，本实用新型提供一种烟道100，在烟道100的 两端分别开设有烟气入口101和烟气出口102，结合图4所示可知，在图4 所示的实施例中，烟道100可以包括入口段104、转运段105和出口段106， 靠近烟气入口101的竖直部分为入口段104，靠近烟气出口102的竖直部分 为出口段106，连接在入口段104和预热器本体200之间的一段烟道为转运 段105，转运段105包括了倾斜的和竖直的两部分烟道。当然，图4所示的 实施例仅仅是烟道形状的一种，在实际应用中，可以根据需要调整，并不局 限于此，但需要说明的是，在通常情况下，除了烟道和其他结构之间的连接 过渡部分之外，烟道的主体部分均为矩形。如图1所示，在出口段106内设 有将所述烟道100分隔为子烟道的分隔板120，该分隔板120最重要的作用 在于能够使所述烟道内的气流形成偏流，所述子烟道内进一步设有可调挡板 组件130。所述可调挡板组件130包括多个平行设置的挡板131，所述挡板 131设置为所述挡板的板面方向与竖直方向之间的夹角可调。需要说明的是， 可调挡板组件130中的挡板131既可以是多个又可以是一个，可以根据实际 需要进行设置。同样的，在图1和图2所示的实施例中，分隔板120的设置 数量为一个，在实际应用中，也可以根据需要设置多个分隔板120，即：分 隔板120的设置数量≥1，将所述出口段106的烟道100分隔为多个子烟道， 可以选择只在一个子烟道中设置可调挡板组件130，也可以选择在每个所述 子烟道里均设置可调挡板组件130。设置在不同子烟道中的可调挡板组件130 中的挡板131方向可以是彼此平行的，也可以是彼此的设置角度没有任何关 联，所述可调挡板组件130中的多个所述挡板仅仅在各自的子烟道内彼此平 行设置。通常情况下，所述分隔板120的设置方向与竖直方向之间的夹角范 围是：0°-60°。所述挡板131的设置方向与竖直方向之间的夹角的调整范 围是：0°-90°。在实际应用中，分隔板120的长度b的大小与可调挡板组 件130与设置在空气预热器中的蓄热元件的距离有关，两者呈正比。具体来 说，若可调挡板组件130距离蓄热元件很近或紧贴，则分隔板120的长度b 较短；但如果调挡板组件130距离蓄热元件比较远，则分隔板120的长度b 可以设置得较长。

如图1所示，当所述分隔板120的设置数量为一个时，由于烟道100的 形状为矩形，所述烟道100内设置有一个所述分隔板120将所述烟道100分 隔为设置有所述可调挡板组件130的第一子烟道和未设置有所述可调挡板组 件130的第二子烟道，所述第一子烟道的宽度a与所述烟道的总宽度d之间 的比例关系为：a≤4/5×d。进一步地，所述可调挡板组件130中的多个平行 设置的挡板131通过连杆(图中未示出)彼此相连并能够同步摆动，所述连 杆与电机执行机构(图中未示出)相连。该部分机构可以通过常规的多种机 械连动结构来实现，在此不再赘述。

如图3并对照图1所示可知，在图3所示的实施例中，分隔板120的设 置角度与图1所示的实施例有所不同。也就是说，分隔板120的设置方向既 可以如图1所示偏向烟道100的左侧，也可以如图3所示偏向烟道100的右 侧，或者也可以与烟道100的侧壁103平行设置。同时，可调挡板组件130 中的多个平行设置的挡板131的调整角度，可以与分隔板120的设置方向一 致或不一致。需要说明的是，分隔板120是在烟道100装配之前就按照所需 要的角度固定在烟道100中，在整个工作过程中是无法调整的；而挡板131 则是可以根据监测到的烟道100和预热器本体200的实时温度，与阈值温度 比较判断后，挡板131与竖直方向之间的角度在工作过程中是能够实现随时 调整的，以确保在整个工作过程中，都不会有温度过低的情形出现。

如图4并结合图1至图3所示，本实用新型还提供一种空气预热器，包 括可旋转的预热器本体200和连通在所述预热器本体上的烟道100、一次风 风道300和二次风风道400，所述预热器本体200内设有蓄热元件(图中未 示出)，所述烟道100的出口段106设置在所述预热器本体200的下方，所 述分隔板120和可调挡板组件130分别设置在所述出口段106内。

具体来说，本实用新型提供的这种空气预热器为回转式预热器，在工作 时会缓慢的旋转，使预热器本体200上的开口按顺序分别与烟道100连通形 成烟气侧，与一次风风道300和二次风风道400连通形成空气侧。当高温的 烟气从空气预热器的烟气侧进入后，其中携带的热量被空气预热器中的蓄热 元件吸收，再被排出；之后空气预热器缓慢旋转，使蓄热元件旋转运动到空 气侧，再将蓄存的热量传递给进入锅炉前的空气，从而实现热交换，气流方 向参见图4中的箭头方向所示。在上述热交换的过程中，结合图2所示的箭 头方向，当预热器本体200沿逆时针旋转时，高温的烟气在烟道100中进入 预热器本体200时，以图2中的水平线为界限，当预热器本体200的横截面 积为圆形时，则从水平线开始预热器本体200逆时针旋转到第一条虚线的位 置时，形成的第一扇形区域L的范围内温度最低，随着预热器本体200继续 进行逆时针旋转，到第二条虚线的位置时，该第二条虚线与水平线之间形成 的第二扇形区域H的范围内温度最高。而第一扇形区域L和第二扇形区域H 的角度的大小范围取决于烟气的成分和烟气露点的温度高低，当烟道100中 流动的气体的组份不同时，扇形区域的角度范围也会有所不同。通常情况下， 将可调挡板组件130设置在对应的第二扇形区域H的范围内为最佳；而第一 扇形区域L则被视为是冷端腐蚀堵塞初始发展区域，且不能在该区域内设置 可调挡板组件130。

为了准确对实时温度进行监测并合理控制可调挡板组件130的挡板131 与烟道101的侧壁103之间的夹角大小，所述空气预热器包括用于调节所述 挡板131与竖直方向之间的夹角的执行机构和控制所述执行机构的控制单元， 所述预热器本体200和烟道100内均设有用于实时监测的温度传感器(图中 未示出)。所述温度传感器通过控制单元与所述电机执行机构相连；所述温 度传感器将监测的实时温度与所述控制单元预设的温度阈值进行比较并输 出监测信号给所述控制单元，所述控制单元根据所述监测信号输出控制信号 给所述电机执行机构，控制调整所述可调挡板组件130中的所述挡板131与 竖直方向之间的夹角大小。

由上述内容可知，本实用新型通过在烟道100的出口位置设置可调挡板 组件130，通过调整挡板131的开度，实现对新分割的子烟道的烟气流量调 整，当挡板131的开度关小时，即：挡板131的板面与竖直方向之间的夹角 增大时，通过子烟道的烟气流量就会减小，剩余烟道对应的蓄热元件流通烟 气量及烟气流速就会增加，分割剩余烟道对应区域的换热系数及排烟温度随 之增加，使冷端腐蚀初始发展区域的蓄热元件温度升高，避免该区域因温度 过低导致腐蚀堵塞。

根据传热学基本原理，对流热以牛顿冷却公式为基本计算式：

由上述公式可知，影响对流热

的主要因素包括：对流换热系数h、接 触面积A及传热温差Δt，在接触面积A及传热温差Δt一定的情况下，对流 换热系数h是影响对流热的主要因素。而对流换热系数h的影响因素很多， 是一个取决于多种因素的复杂函数：

h＝f(u，l，ρ，μ，λ，c_p) (2)

其中：h为对流换热系数；

u为流体速度；

l为换热表面特征长度；

ρ为流体密度；

μ为动力粘度；

λ为导热系数；

c_p为定压比热容。

从上述两式(1)和(2)中可以看出，对流换热系数h越大，对流热

越 大；接触面积A越大，对流热

越大。对流换热系数h又与流体速度u关系 密切，流体速度u越大，对流换热系数h越大。

因此，本实用新型所提供的技术方案，就是基于上述的传热学基本原理 获得的，具体来说，结合背景技术部分中的描述可知，空气预热器冷端腐蚀 堵塞的一个主要原因是冷端蓄热元件温度较低，因此提升冷端蓄热元件温度 最低区域的温度，是解决空气预热器冷端腐蚀堵塞的一个关键手段，所述的 冷端蓄热元件温度最低区域即图2中所示的第一扇形区域L对应的区域。

具体来说，提升冷端蓄热元件温度最低区域的温度的具体原理如下：

缩减烟气侧蓄热元件的部分烟气接触面积，由于烟气量及温度保持不变， 排烟温度必然增加，温度最低区域的蓄热元件温度伴随增加。同样道理，缩 减烟气侧蓄热元件的部分烟气接触面积会增加蓄热元件温度最低区域的烟 气流速，提升该区域的换热系数，增大烟气对蓄热元件的热量传递，提升该 区域的蓄热元件温度。同时，上述措施在蓄热元件温度最低区域增大的烟气 流速有益于蓄热元件内部已积存的硫酸氢铵产生磨蚀携带效果，对已发生堵 塞的蓄热元件区域有进一步改善的作用。

另外需要说明的是，在上述的实施例中，空气预热器沿逆时针旋转，当 然，空气预热器的旋转方向既可以为逆时针旋转，也可以为顺时针旋转，当 顺时针旋转时，冷端腐蚀初始发展区域的位置会对应发生变化，分隔烟道及 增加可调挡板组件的位置也会随之改变，具体内容在此不再赘述。

综上所述，本实用新型通过在烟道出口段设置分隔板将其分隔为子烟道， 并在子烟道内增设可调挡板组件用以改变空气预热器冷端腐蚀初始发展区 域烟气流量，在不改变空气预热器本体及相关蓄热元件、不改变空气预热器 原有分仓结构的基础上，从提升空气预热器冷端蓄热元件温度出发，预防因 冷端蓄热元件温度过低导致的酸气凝结、硫酸氢铵粘附沉积等问题，结构简 单，方便有效。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新 型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术 方案进行多种简单变型，例如，可以将烟道、一次风风道和二次风风道的截 面形状改变为圆形或椭圆形等。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种 可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用 新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种烟道，两端分别开设有烟气入口(101)和烟气出口(102)，其特征在于，所述烟道(100)在靠近所述烟气出口(102)的出口段(106)内设有将所述烟道(100)分隔为子烟道以使所述烟道内的气流形成偏流的分隔板(120)，所述子烟道内进一步设有可调挡板组件(130)；

所述可调挡板组件(130)包括多个平行设置的挡板(131)，所述挡板(131)设置为所述挡板(131)的板面方向与竖直方向之间的夹角可调。

2.根据权利要求1所述的烟道，其特征在于，所述烟道(100)内设置有多个所述分隔板(120)。

3.根据权利要求2所述的烟道，其特征在于，多个所述分隔板(120)将所述出口段(106)的烟道分隔为多个子烟道，每个所述子烟道里均设有所述可调挡板组件(130)；

所述可调挡板组件(130)中的多个所述挡板(131)在各自的子烟道内彼此平行设置。

4.根据权利要求1所述的烟道，其特征在于，所述分隔板(120)的设置方向与竖直方向之间的夹角范围是：0°-60°。

5.根据权利要求1所述的烟道，其特征在于，所述挡板(131)的设置方向与竖直方向之间的夹角的调整范围是：0°-90°。

6.根据权利要求1所述的烟道，其特征在于，所述烟道(100)为矩形，所述烟道(100)内设置有一个所述分隔板(120)并将所述烟道(100)分隔为设置有所述可调挡板组件(130)的第一子烟道和未设置有所述可调挡板组件(130)的第二子烟道，所述第一子烟道的宽度a与所述烟道(100)的总宽度d之间的比例关系为：a≤4/5×d。

7.根据权利要求1所述的烟道，其特征在于，所述可调挡板组件(130)中的多个平行设置的挡板(131)通过可操作的连杆彼此相连并能够同步摆动。

8.一种空气预热器，包括可旋转的预热器本体(200)与所述预热器本体(200)连通的烟道(100)、一次风风道(300)和二次风风道(400)，所述预热器本体(200)内设有蓄热元件，其特征在于，所述烟道(100)为如权利要求1-7任一项所述的烟道，所述出口段(106)设置在所述预热器本体(200)的下方。

9.根据权利要求8所述的空气预热器，其特征在于，所述空气预热器包括用于调节所述挡板(131)与竖直方向之间的夹角的执行机构和控制所述执行机构的控制单元，所述预热器本体(200)和烟道(100)内均设有用于实时监测的温度传感器，所述温度传感器与所述控制单元相连；所述控制单元根据所述温度传感器的反馈信号控制所述执行机构。

10.根据权利要求8所述的空气预热器，其特征在于，所述分隔板(120)的长度b的大小和所述可调挡板组件(130)与所述蓄热元件之间的距离大小呈正比。

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