專利名稱：相變組合空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐設(shè)備余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還特別涉及一種可以對(duì)壁溫進(jìn)行 調(diào)節(jié)的相變組合空氣預(yù)熱器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有鍋爐設(shè)計(jì)的管式或再生式空氣預(yù)熱器為壁免發(fā)生低溫腐蝕和堵灰，若進(jìn)口風(fēng) 溫20°C，排煙溫度要高于158°C (當(dāng)酸露點(diǎn)為80°C)。這樣會(huì)造成較高的排煙損失，浪費(fèi)了 寶貴的熱源。若想進(jìn)一步降低鍋爐的排煙溫度并保證目前空預(yù)器的管壁最低溫度不低于煙 氣露點(diǎn)，采用傳統(tǒng)技術(shù)方案是無法做到的。同時(shí)空氣預(yù)熱器的進(jìn)口風(fēng)溫隨著季節(jié)會(huì)發(fā)生改變，而排煙溫度也受到負(fù)荷、燃燒 等影響，當(dāng)空氣預(yù)熱器的壁面溫度低于酸露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣預(yù)熱器末端就會(huì)發(fā)生局部積灰、 系統(tǒng)阻力增加、受熱面結(jié)垢等低溫腐蝕問題，從而影響鍋爐的熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種可以對(duì)壁溫進(jìn)行調(diào)節(jié)的相變組合空氣預(yù) 熱器，該相變組合空氣預(yù)熱器可以壁免空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，同時(shí)降低空氣預(yù)熱器的排 煙溫度，提高煙氣余熱的利用效率。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種相變組合空氣預(yù)熱器，該相變組合空氣預(yù)熱 器包括相變組合空氣預(yù)熱器，包括管式空氣預(yù)熱器和相變換熱器，所述管式空氣預(yù)熱器通 過風(fēng)道與相變換熱器的上段連接，在該相變換熱器的上段設(shè)有受控制裝置控制通過相變換 熱器流量的流量閥；所述相變換熱器的下段與鍋爐尾部煙道連接，在相變換熱器的下段管 壁上設(shè)有與所述控制裝置電連接的溫度采集模塊，所述控制裝置根據(jù)溫度采集模塊采集的 壁面溫度控制流量閥的開度。優(yōu)選地，所述管式空氣預(yù)熱器包括換熱管，在該換熱管內(nèi)外壁分別設(shè)有多個(gè)內(nèi)翅 片和外翅片。優(yōu)選地，所述外翅片呈H型，相鄰的外翅片相互平行。優(yōu)選地，所述內(nèi)翅片的數(shù)量為4個(gè)。優(yōu)選地，所述內(nèi)翅片均勻分布在換熱管內(nèi)。優(yōu)選地，所述溫度采集模塊包括溫度傳感器或壁溫測(cè)試儀。優(yōu)選地，所述管式空氣預(yù)熱器上的換熱管水平放置。本發(fā)明相變組合空氣預(yù)熱器，該管式空氣預(yù)熱器的換熱管水平放置，換熱管內(nèi)外 分別走空氣和煙氣，一方面其換熱管壁面溫度比立管式空氣預(yù)熱器管壁溫度高10-30°C，有 利于換熱管的防腐；另一方面換熱管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)為空氣，因而在換熱管內(nèi)產(chǎn)生的積灰較少。所述控制裝置根據(jù)溫度采集模塊溫度控制流量閥的開度，進(jìn)而控制進(jìn)入管式空氣 預(yù)熱器的空氣溫度，在冬季抬高進(jìn)入管式空氣預(yù)熱器的空氣溫度，避免換熱管壁面溫度低 于煙氣酸露點(diǎn)時(shí)造成的腐蝕；在保證設(shè)備不發(fā)生低溫腐蝕的前提下，降低排煙溫度，最大限度的回收煙氣余熱，節(jié)約能源。該相變組合空氣預(yù)熱器可以適用于各類高壓、超高壓、亞臨 界壓力鍋爐，作為空氣預(yù)熱器使用。


圖1是本發(fā)明相變組合空氣預(yù)熱器實(shí)施案例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是管式空氣預(yù)熱器換熱管實(shí)施案例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2沿A-A方向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。說明書附圖標(biāo)記說明管式空氣預(yù)熱器1; 相變換熱器2; 煙道3; 換熱管4;內(nèi)翅片42;外翅片41; 控制裝置5;相變換熱器上段6;流量閥7; 相變換熱器下段8;溫度采集模塊9; 風(fēng)道10;空氣連通罩11; 換熱箱12;下面結(jié)合實(shí)施案例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)作進(jìn)一步 說明。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提出一種相變組合空氣預(yù)熱器實(shí)施案例。該相變組合空氣預(yù)熱器包括管式空氣預(yù)熱器1和相變換熱器2，其中所述管式空 氣預(yù)熱器1通過風(fēng)道10與相變換熱器上段6連接，在該相變換熱器上段6設(shè)有受控制裝置 5控制通過相變換熱器2流量的流量閥7 ；所述相變換熱器下段8與鍋爐尾部煙道3連接， 在相變換熱器下段8管壁上設(shè)有與所述控制裝置5電連接的溫度采集模塊9，所述控制裝置 5根據(jù)溫度采集模塊9采集的壁面溫度控制流量閥7的開度。具體地說，所述管式空氣預(yù)熱器1包括與煙道3配合的換熱管4，在該換熱管4內(nèi) 外壁分別設(shè)有多個(gè)內(nèi)翅片42和外翅片41，其中所述外翅片41呈H型，相鄰的外翅片41相 互平行；所述內(nèi)翅片42均勻分布在換熱管4內(nèi)，且內(nèi)翅片42與換熱管4的軸向平行，即內(nèi) 翅片42的方向與換熱管4的軸向相同。該外翅片41與內(nèi)翅片42的數(shù)量根據(jù)需進(jìn)行設(shè)置， 例如內(nèi)翅片42可以設(shè)一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)，優(yōu)選設(shè)4個(gè)內(nèi)翅片42。所述溫度采集模塊9包括溫度傳感器或壁溫測(cè)試儀；所述換熱管4水平設(shè)置，該換 熱管4內(nèi)外分別走空氣和煙氣，所述換熱管4與煙道這種配合可使換熱管4的壁面溫度比 立管式空氣預(yù)熱的器管壁溫度高10-30°C，有利于換熱管4的防腐；同時(shí)換熱管4內(nèi)流動(dòng)介 質(zhì)為空氣，因而不容易在換熱管4內(nèi)產(chǎn)生的積灰。在設(shè)計(jì)煙氣-空氣熱交換器的對(duì)流換熱面時(shí)，使用翅片管來強(qiáng)化換熱使換熱面布 置的更緊湊，根據(jù)傳熱過程的分析知道，折算管壁的外膜換熱系數(shù)和內(nèi)膜換熱系數(shù)近似相 等時(shí)，換熱管具有最佳的換熱效果，管外采用翅片一般可以將折算的換熱系數(shù)提高幾倍，管 內(nèi)工質(zhì)為空氣時(shí)，也需要強(qiáng)化管內(nèi)換熱，盡可能的使管內(nèi)的折算換熱系數(shù)與管外的接近，因 此應(yīng)用內(nèi)翅片使換熱面的設(shè)計(jì)得到優(yōu)化強(qiáng)化換熱管內(nèi)換熱。在強(qiáng)化無相變換熱中，在換熱 管外側(cè)加翅片能夠增大換熱管外換熱的換熱面積，而內(nèi)翅片則是既可在一定程度上增加換 熱面積(比外翅片增加幅度要低的多)，直的內(nèi)翅片不擾動(dòng)管內(nèi)的流動(dòng)。換熱管內(nèi)存在翅片 后，由于內(nèi)部濕周增大，所以通道截面的當(dāng)量直徑減小。由于當(dāng)量直徑的減小和內(nèi)壁換熱面積的增大，使直內(nèi)翅管的換熱系數(shù)高于光管的換熱系數(shù)。工作時(shí)，煙氣在煙道內(nèi)自上而下橫向沖刷換熱管4，經(jīng)過相變換熱器上段6預(yù)熱的 空氣進(jìn)入換熱管4，在換熱管4內(nèi)的空氣和換熱管4外的煙氣逆向流動(dòng)，煙氣熱量傳遞到換 熱管4內(nèi)空氣，提高空氣溫度。由于該相變組合空氣預(yù)熱器的換熱管4水平放置，該換熱 管4內(nèi)外分別走空氣和煙氣，一方面其換熱管4壁面溫度比立管式空氣預(yù)熱器管壁溫度高 10-30°C，有利于換熱管4的防腐；另一方面換熱管4內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)為空氣，因而在換熱管4內(nèi) 不容易產(chǎn)生積灰。由于控制裝置5實(shí)時(shí)通過溫度采集模塊9采集的溫度控制流量閥7的開度，進(jìn)而 控制進(jìn)入換熱管4空氣溫度，即對(duì)進(jìn)入相變換熱器上段6的空氣流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，一方面在冬 季抬高進(jìn)入換熱管4的空氣溫度，相應(yīng)的提高換熱管4的壁溫，避免在冬季換熱管4壁面溫 度低于煙氣露點(diǎn)時(shí)造成的腐蝕；另一方面在保證設(shè)備不發(fā)生低溫腐蝕的前提下，實(shí)時(shí)控制 相變換熱器下段8的壁溫，降低排煙溫度，最大限度的回收煙氣余熱，節(jié)約能源。該相變組 合空氣預(yù)熱器可以適用于各類高壓、超高壓、亞臨界壓力鍋爐，作為空氣預(yù)熱器使用。例如，當(dāng)所述溫度采集模塊9采集的溫度較高時(shí)，所述控制裝置5控制流量閥7開 度減小，通過該流量閥7的空氣流量減小，通過相變換熱器上段的空氣流量增大，進(jìn)入換熱 管4的空氣溫度變低，通過進(jìn)一步吸收煙氣的熱量，使其溫度進(jìn)一步增加；同時(shí)使煙氣溫度 下降，直至所述溫度采集模塊9采集的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度，因而可以精確控制煙氣排出 溫度。 當(dāng)所述溫度采集模塊9采集的溫度較低時(shí)，所述控制裝置5反饋信號(hào)增大流量閥7 的開度，通過相變換熱器上段6的空氣量減少，提高進(jìn)入換熱管4的空氣溫度，進(jìn)而提高換 熱管4的壁溫，避免在冬季換熱管壁面溫度低于煙氣露點(diǎn)時(shí)造成的腐蝕；同時(shí)提高相變換 熱器下段8的壁溫。在本實(shí)施案例中，所述管式空氣預(yù)熱器1可以包括一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)換熱管4構(gòu)成 的換熱箱12，當(dāng)所述換熱箱12的數(shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，相鄰的換熱箱12之間設(shè)有空氣連通罩 11，該連通罩11使換熱箱12內(nèi)的換熱管4之間形成連續(xù)的空氣通道。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施案例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利 用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相 關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.相變組合空氣預(yù)熱器，包括管式空氣預(yù)熱器和相變換熱器，其特征在于所述管式空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道與相變換熱器上段連接，在該相變換熱器上段設(shè)有受控 制裝置控制通過相變換熱器流量的流量閥；所述相變換熱器下段與鍋爐尾部煙道連接，在 相變換熱器下段管壁上設(shè)有與所述控制裝置電連接的溫度采集模塊，所述控制裝置根據(jù)溫 度采集模塊采集的壁面溫度控制流量閥的開度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于所述管式空氣預(yù)熱器包括換熱管，在該換熱管內(nèi)外壁分別設(shè)有多個(gè)內(nèi)翅片和外翅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述外翅片呈H型，相鄰的外翅片相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述內(nèi)翅片的數(shù)量為4-8個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述內(nèi)翅片均勻分布在換熱管內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述溫度采集模塊包括溫度傳感器或壁溫測(cè)試儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變組合空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述管式空氣預(yù)熱器上的換熱管水平放置。
全文摘要
本發(fā)明是一種適用于鍋爐余熱回收領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種相變組合空氣預(yù)熱器，其包括相變組合空氣預(yù)熱器，包括管式空氣預(yù)熱器和相變換熱器，所述管式空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道與相變換熱器的上段連接，在該相變換熱器的上段設(shè)有受控制裝置控制通過相變換熱器流量的流量閥；所述相變換熱器的下段與鍋爐尾部煙道連接，在相變換熱器的下段管壁上設(shè)有與所述控制裝置電連接的溫度采集模塊，所述控制裝置根據(jù)溫度采集模塊采集的壁面溫度控制流量閥的開度。一方面其換熱管壁面溫度比立管式空氣預(yù)熱器管壁溫度高10-30℃，有利于換熱管的防腐；另一方面換熱管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)為空氣，因而在換熱管內(nèi)產(chǎn)生的積灰較少。
文檔編號(hào)F23L15/00GK102141253SQ201110077458
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者馮友福, 孫淮林, 王曉鵬, 王炎, 符厚田, 董敏 申請(qǐng)人:深圳中興節(jié)能環(huán)保股份有限公司