CN216667735U - 一种可在线清理积灰的空气预热器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可在线清理积灰的空气预热器装置，包括底座（1），底座（1）上安装有底板（2）；底板（2）上安装下筒体（3），下筒体（3）一侧设有人孔（17）、其另一侧设有炉气出口接管（4）；下筒体（3）上安装换热段筒体（6），换热段筒体（6）下端和下筒体（3）上端之间通过下管板（11）隔开，换热段筒体（6）上安装上筒体（15），换热段筒体（6）上端和上筒体（15）下端之间通过上管板（10）隔开，上筒体（15）一侧设有炉气入口接管（16）。本实用新型通过对空气预热器的上筒体（顶盖）进行改造，实现了预热器管束内壁附着积灰的在线清理，大大降低了废酸装置由于预热器管束积灰堵塞、系统负压升高等导致的装置停工，减少了人力和物力成本的同时，避免了装置频繁开停工造成的设备设施受损。

Description

一种可在线清理积灰的空气预热器装置

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，具体为一种可在线清理积灰的空气预热器装置，作为一种能提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗的预热设备。

背景技术

空气预热器是利用锅炉尾部烟气中携带的热量来加热燃烧所需空气的一种热交换装置。它工作在烟气温度最低的区域，回收烟气热量的同时，降低排烟温度，具有强化燃烧、减少炉内损失、提高锅炉热效率的作用，被广泛应用于石油、化工、机械、冶金、热处理等诸多行业领域。空气预热器按传热方式的不同分为导热式空预器和再生式空预器两大类，而管式空气预热器是最常见的导热式空气预热器。

管式空气预热器的主要传热部件是薄壁钢管，钢管彼此之间垂直交错排列，两端焊接在上下管板上。管式空气预热器在管箱内装有中间管板，烟气顺着钢管上下通过预热器，空气则横向通过预热器，完成热量传导。管式空气预热器的优点是密封性好、传热效率高、易于制造和加工，被广泛应用于工业锅炉中。但管式空气预热器的缺点是体积大、钢管内容易堵灰、不易于清理。随着预热器装置运行时间加长，钢管管束内的积灰增加，大量的积灰除容易产生着火外，还会降低传热效率、增加空气预热器的阻力，严重时还可导致装置运行异常，造成停工检修。

因此，针对空气预热器管束积灰堵塞问题，设计一种既不影响装置正常运行，也可以及时清理管束内壁积灰的空气预热器装置尤为重要。

发明内容

空预器在工作时会接触到锅炉排出的烟气及其中所携带的颗粒型灰尘，长时间灰尘堆积即会形成堵灰。同时，空气预热器在基础锅炉排出烟气中所携带的二氧化硫气体时可能发生腐蚀，腐蚀后的物质也会形成空气预热器的堵灰。当积灰积累到一定程度，传热效率降低、系统阻力增加、严重时引起系统压力波动或积灰着火，导致装置停工。本实用新型的目的是解决在工艺生产中，由于燃烧成分裂解不彻底导致积灰在空气预热器管束内壁聚集、堵塞，最终导致装置停工检修的技术问题，提供一种可在线清理积灰的空气预热器。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种可在线清理积灰的空气预热器装置，包括底座，所述底座上安装有底板；所述底板上安装下筒体，所述下筒体一侧设有人孔、其另一侧设有炉气出口接管；所述下筒体上安装换热段筒体，所述换热段筒体下端和下筒体上端之间通过下管板隔开，所述换热段筒体上安装上筒体，所述换热段筒体上端和上筒体下端之间通过上管板隔开，所述上筒体一侧设有炉气入口接管；所述换热段筒体内位于上管板和下管板之间安装若干换热管；所述换热段筒体下部设有空气入口接管、其上部设有空气出口接管；所述上筒体顶面或者上筒体实体顶盖上设有位置与换热管一一对应的清灰管孔，所述清灰管孔的顶端安装堵头。

管式空气预热器在工作时，系统在罗茨风机的作用下，系统整体处于负压状态，炉气在负压作用下从空气预热器的管口a进入预热器的管程，来自于空气风机、空气加热器的空气从管口c进入预热器的壳程。管程中的物料为炉气，壳程中的物料为空气。来自锅炉尾部烟道的烟气进入空气预热器，烟气自上而下在管程内上进下出纵向流过，壳层空气在管外下进上出纵向冲刷，烟气的热量通过管壁连续传给空气。经换热后的炉气温度降低、空气温度升高，炉气从管口b进入净化工段，空气从管口d回到燃烧工段。

上筒体顶部的清灰管孔为凸出的具有一定高度（3~10cm）的空心管，管顶端放置有碳钢实体堵头，清灰管孔中心与相应的换热管中线重合，堵头在自身重力及系统负压的作用下，将清灰孔堵死，实现装置的密闭运行。在对管式空气预热器进行堵灰清理前，需提前备好清炉灰工具，工具为端头为楔形状的碳钢管（直径＜预热器管束直径）。清灰时，操作人员利用工具轻轻将堵头撬开，由于清灰孔处空心管具有一定的长度，清灰工具顺着管口直直穿过上筒体顺利进入相对应的换热段管束，利用楔形一边上下动作，将附着在空气预热器管束内的积灰与管束壁分离，管束上端被清除的积灰在系统负压的作用下下落，积灰落入空气预热器底部清灰口（下筒体），待停工时通过人孔对积灰进行处理，达到在线清灰的目的，为了保证系统压力稳定，在打开预热器顶盖的堵头后，需提高后续工段罗茨风机的工作频率。而且，在线清灰过程中，一次只需打开对应一根或者几根换热管的堵头，对其中几根换热管进行清灰处理。无需一次全部对所有换热器进行清灰处理。

本实用新型设计合理，通过对空气预热器的上筒体（顶盖）进行改造，实现了预热器管束内壁附着积灰的在线清理，大大降低了废酸装置由于预热器管束积灰堵塞、系统负压升高等导致的装置停工，减少了人力和物力成本的同时，避免了装置频繁开停工造成的设备设施受损，具有极大的经济性优点。

附图说明

图1表示本实用新型所述的空气预热器装置结构示意图。

图2表示本实用新型所述的空气预热器装置俯视图（显示出清灰管孔的布置示意图）。

图中：1-底座，2-底板，3-下筒体，4-炉气出口接管，5-空气入口接管，6-换热段筒体，7-空气折流管板，8-加强圈，9-换热管，10-上管板，11-下管板，12-顶盖，13-手柄，14-空气出口接管，15-上筒体，16-炉气入口接管，17-人孔，18-清灰管孔，19-端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。

一种可在线清理积灰的空气预热器装置，如图1所示，包括底座1，底座1上安装有底板2。底板2上安装下筒体3，下筒体3一侧设有人孔17（管口e）、其另一侧设有炉气出口接管4（管口b）；人孔17外安装端盖19。下筒体3上安装换热段筒体6，换热段筒体6下端和下筒体3上端之间通过下管板11隔开，换热段筒体6上安装上筒体15，换热段筒体6上端和上筒体15下端之间通过上管板10隔开，上筒体15一侧设有炉气入口接管16（管口a），炉气入口接管16和底部的炉气出口接管4位于不同异侧。换热段筒体6内位于上管板10和下管板11之间焊接安装若干换热管9，构成换热管组件。换热段筒体6下部设有空气入口接管5（管口c）、其上部设有空气出口接管14（管口d），空气入口接管5和空气出口接管14位于换热段筒体6的不同异侧。换热段筒体6内设置有多个空气折流管板7。换热段筒体6中部设有加强圈8。

如图2所示，上筒体15顶面设有位置与换热管9一一对应的清灰管孔18（清灰管孔18的数量也与换热管9的数量相同），清灰管孔18的顶端安装堵头。清灰管孔18的长度优选为3~10cm。如图1所示，上筒体15顶部安装顶盖12，顶盖12上设有手柄13。当然，也可以在上筒体15顶部加装顶盖，将清灰管孔直接布置在顶盖上。具体实施时，在空气预热器上预置的上筒体或实体顶盖上开孔，开孔数量、位置及尺寸大小与空预器管束一一对应，开孔中心与相应管束中线重合，保证在清理过程中堵头开孔与空气预热器内管束不会出现错位。在上筒体或顶盖的开孔位置焊接堵头底座，并加装堵头，堵头由于自身重力及系统负压的存在，可以实现顶盖的良好密封，避免漏气现象产生。

具体应用时，该实用新型作为一种工艺中可在线清除积灰的管式高效空气预热器，该空预器的基本结构分为上气室、下气室、换热段三个部分。换热段与上气室、下气室之间采用管板隔开，换热管的两端分别焊接在上下管板上，换热段壳程设有若干块折流管板。管口a为炉气进口，管口b为炉气出口，管口c为空气进口，管口d为空气出口，管口e为人孔（可作停工检修时的清灰口）。预热器中换热器上下两端的管板面相互平行，且与换热管中心线垂直。

管式空气预热器在工作时，系统在罗茨风机的作用下，系统整体处于负压状态，炉气在负压作用下从空气预热器的管口a进入预热器的管程，来自于空气风机、空气加热器的空气从管口c进入预热器的壳程。管程中的物料为炉气，壳程中的物料为空气。来自锅炉尾部烟道的烟气进入空气预热器，烟气自上而下在管程内上进下出纵向流过，壳层空气在管外下进上出纵向冲刷，烟气的热量通过管壁连续传给空气。为了促进空气的多次交叉流动，实现逆流传热，在腔体内加装中间管板（折流板）。经换热后的炉气温度降低、空气温度升高，炉气从管口b进入净化工段，空气从管口d回到燃烧工段。

上筒体顶面的清灰管孔为凸出的具有一定高度（3~10cm）的空心管，管顶端放置有碳钢实体堵头，清灰孔、堵头的位置及尺寸由空气预热器管束的位置及尺寸决定，一般情况下，清灰管孔与换热管的直径相同，清灰管孔中心与相应的换热管中线重合，堵头在自身重力及系统负压的作用下，将清灰孔堵死，实现装置的密闭运行。

在对管式空气预热器进行堵灰清理前，需提前备好清炉灰工具，工具为端头为楔形状的碳钢管（直径＜预热器管束直径）。清灰时，操作人员首先打开顶盖，然后利用工具轻轻将堵头撬开，由于清灰孔处空心管具有一定的长度，清灰工具顺着管口直直穿过上筒体顺利进入相对应的换热段管束，利用楔形一边上下动作，将附着在空气预热器管束内的积灰与管束壁分离，管束上端被清除的积灰在系统负压的作用下下落，积灰落入空气预热器底部清灰口（下筒体），待停工时通过人孔对积灰进行处理，达到在线清灰的目的，为了保证系统压力稳定，在打开预热器顶盖的堵头后，需提高后续工段罗茨风机的工作频率。而且，在线清灰过程中，一次只需打开对应一根或者几根换热管的堵头，对其中几根换热管进行清灰处理。无需一次全部对所有换热器进行清灰处理。

该装置通过上筒体顶盖的独特设计，实现了空气预热器内可在线清理管束内积灰的目的，清灰检修无需停工，节省了时间的同时，具有很大的经济效益；而且清灰工具的设计，材料常见，工艺简单，使用便捷，尺寸与空预器的顶盖匹配，便于现场操作。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照本实用新型实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本实用新型的权利要求保护范围中。

Claims (9)

1.一种可在线清理积灰的空气预热器装置，包括底座（1），所述底座（1）上安装有底板（2）；其特征在于：所述底板（2）上安装下筒体（3），所述下筒体（3）一侧设有人孔（17）、其另一侧设有炉气出口接管（4）；所述下筒体（3）上安装换热段筒体（6），所述换热段筒体（6）下端和下筒体（3）上端之间通过下管板（11）隔开，所述换热段筒体（6）上安装上筒体（15），所述换热段筒体（6）上端和上筒体（15）下端之间通过上管板（10）隔开，所述上筒体（15）一侧设有炉气入口接管（16）；所述换热段筒体（6）内位于上管板（10）和下管板（11）之间安装若干换热管（9）；所述换热段筒体（6）下部设有空气入口接管（5）、其上部设有空气出口接管（14）；所述上筒体（15）顶面或者上筒体实体顶盖上设有位置与换热管（9）一一对应的清灰管孔（18），所述清灰管孔（18）的顶端安装堵头。

2.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述换热段筒体（6）内设置有多个空气折流管板（7）。

3.根据权利要求1或2所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述换热段筒体（6）中部设有加强圈（8）。

4.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述人孔（17）外安装端盖（19）。

5.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述上筒体（15）顶部安装顶盖（12），所述顶盖（12）上设有手柄（13）。

6.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述清灰管孔（18）的长度为3~10cm。

7.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述空气入口接管（5）和空气出口接管（14）位于换热段筒体（6）的不同异侧。

8.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述炉气入口接管（16）和炉气出口接管（4）位于不同异侧。

9.根据权利要求1所述的一种可在线清理积灰的空气预热器装置，其特征在于：所述清灰管孔（18）与换热管（9）的直径相同。

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