專利名稱：鍋爐及其空氣預(yù)熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐。
背景技術(shù)：
電廠排煙造成的熱損失是鍋爐熱損失的主要部分，為了提高鍋爐的熱效率，一般都設(shè)置有空氣預(yù)熱器對排出的煙氣進行再次利用，將進入鍋爐前的空氣預(yù)熱到一定的溫度，以提高鍋爐的熱交換性能。目前，大型機組的設(shè)計排煙溫度一般在120°-130° C，實際上電廠運行時普遍存在排煙溫度高于設(shè)計值的現(xiàn)象，省煤器出口進入空氣預(yù)熱器的煙氣溫度偏高，造成較高的 熱量損失。從理論上說，排煙溫度每較低10° -15° C，鍋爐效率便能提高1%左右，目前主要通過增大空氣預(yù)熱器的傳熱面積來降低排煙溫度，提高鍋爐的熱交換性能，降低能量損失；但是降低排煙溫度有一定的限制，一方面當(dāng)排煙溫度比較低時，在具有較大傳熱面積的空氣預(yù)熱器的作用下，使得煙氣的溫度進一步降低，煙氣與空氣的溫差也隨之降低，即使空氣預(yù)熱器的傳熱面積增加很多，煙氣與空氣之間的熱量傳輸相對較少，使煙氣的溫降減小 ’另一方面，當(dāng)排煙溫度較低時，空氣預(yù)熱器的管壁溫度有可能會低于煙氣露點，導(dǎo)致管壁發(fā)生低溫腐蝕，降低了空氣預(yù)熱器的使用壽命，在空氣預(yù)熱器使用一至兩年便要更換一次，如果腐蝕嚴(yán)重的話，甚至工作半年便要更換一次，嚴(yán)重降低了鍋爐效率，且增加了維護成本。為此，可以考慮新型的空氣預(yù)熱系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的增加空氣預(yù)熱器的傳熱面積的方法來降低鍋爐的排煙溫度和熱損失，以提高鍋爐熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，該空氣預(yù)熱系統(tǒng)可以顯著降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，包括具有煙氣出口和空氣入口的空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括內(nèi)部安裝有重力熱管的熱管換熱器，所述重力熱管中充有易汽化的液體，所述熱管換熱器的內(nèi)腔被隔板分成煙氣通道和位于所述煙氣通道上方的空氣通道，所述煙氣通道和所述空氣通道分別與所述空氣預(yù)熱器的煙氣出口和空氣入口連接。優(yōu)選地，所述翅片熱管為翅片式重力熱管。優(yōu)選地，所述重力翅片熱管中的液體中包含有金剛砂。優(yōu)選地，所述熱管為碳鋼熱管，并在液體中加入緩蝕劑。優(yōu)選地，所述殼體的外部包裹有礦物棉。優(yōu)選地，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)進一步包括送風(fēng)機，所述送風(fēng)機向所述熱管換熱器輸送空氣。在鍋爐作業(yè)時，由所述鍋爐排出的高溫?zé)煔馐紫冗M入所述空氣預(yù)熱器，將流經(jīng)所述空氣預(yù)熱器的空氣加熱；溫度經(jīng)第一次降低后的煙氣再進入與所述空氣預(yù)熱器連接的所述熱管換熱器的煙氣通道中，將所述重力熱管中的液體加熱并使之汽化，在這個過程中煙氣釋放熱量，而經(jīng)過第二次溫降的煙氣經(jīng)所述煙氣通道排入大氣中；高溫蒸汽向重力熱管的上方流動，由于所述重力熱管上方的管殼的溫度相對較低，使管內(nèi)的蒸汽釋放熱量凝結(jié)成液滴，同時將位于所述煙氣通道上方流經(jīng)所述空氣通道的空氣加熱，此后液滴沿管壁下流，重新被進入所述煙氣通道的高溫?zé)煔饧訜崞?，進入下一個加熱循環(huán)；在所述熱管換熱器中被加熱的空氣進入所述空氣預(yù)熱器，繼續(xù)被流經(jīng)所述空氣預(yù)熱器的高溫?zé)煔舛渭訜?。本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)利用所述重力熱管實現(xiàn)了煙氣對空氣的二次預(yù)熱，加熱效率相對較高，可顯著降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。


圖I為本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)一種具體實施方式
中的工作原理示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，該空氣預(yù)熱系統(tǒng)可以顯著降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖1，圖I為本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)一種具體實施方式
中的工作原理示意圖。本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)包括設(shè)置有煙氣出口和空氣入口的空氣預(yù)熱器1，鍋爐作業(yè)時產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥煽諝忸A(yù)熱器I的煙氣出口排出，在空氣預(yù)熱器I的煙氣出口連接有熱管換熱器2，熱管換熱器2包括殼體203，在殼體203內(nèi)部設(shè)置有均勻分布的重力熱管201，在重力熱管201中充有液體，該液體在高溫下易于汽化，具體的可以為水或其他易汽化的液體；熱管換熱器2的內(nèi)部流道被隔板202分為煙氣通道和空氣通道，且煙氣通道位于空氣通道的下方，同時，煙氣通道與空氣預(yù)熱器I的煙氣出口連接，而空氣通道與空氣預(yù)熱器I的空氣入口連接。為了更快的輸送空氣，本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)進一步包括送風(fēng)機3，該送風(fēng)機3可以設(shè)置在熱管換熱器2周圍，其空氣出口直對熱管換熱器2的空氣通道，向熱管換熱器2輸送空氣，空氣經(jīng)空氣通道進入空氣預(yù)熱器I。為了減少殼體203與外界空氣的散熱造成的熱量損失，在殼體203的外部可以包裹有礦物棉作為保溫材料，提聞熱效率。重力熱管201在熱管換熱器2內(nèi)部可以采用翅片式安裝，在煙氣通道和空氣通道都安裝有肋片，有利于擴大重力熱管的傳熱面積并降低氣體流動過程中受到的阻力，同時，采用翅片式安裝可以節(jié)省重力熱管所占的空間，增大流通通道的氣體流量，增大煙氣的溫降。
為了降低制造成本，重力熱管201可以采用碳鋼熱管，但是碳鋼與液體之間可能存在不相容的問題，尤其是碳鋼與水之間，因此可以事先將碳鋼熱管進行蒸汽預(yù)鈍化處理，還可以在液體中加入緩蝕劑，以降低液體與碳鋼之間電化學(xué)反應(yīng)，提高碳鋼熱管的使用壽命。在重力熱管201中的液體中還可以加入金剛砂顆粒，這樣重力熱管201中的工質(zhì)具有三種形式固體、液體、氣體；眾所周知，固體材料的導(dǎo)熱系數(shù)大約比液體的導(dǎo)熱系數(shù)大兩個數(shù)量級，在液體中加入金剛砂后，通過金剛砂之間的相互碰撞能夠顯著提高熱管中工質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)，從而提高傳熱效率。但是，對金剛砂的大小有一定的要求，金剛砂不能太大，否則容易沉淀，無法形成穩(wěn)定的懸浮液系統(tǒng)；同時，金剛砂也不能太小，否則會增大加工成本，難以推廣應(yīng)用。一般而H，在不會大幅度提聞制造成本的基礎(chǔ)上，為了能夠使熱管中的工質(zhì)具有穩(wěn)定的懸浮性，要求金剛砂的粒徑的范圍為8-lOym，其總質(zhì)量占總工質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右。
在鍋爐作業(yè)時，經(jīng)由鍋爐排煙口排出的高溫?zé)煔馐紫冗M入空氣預(yù)熱器1，在空氣預(yù)熱器I中將流經(jīng)的空氣加熱，煙氣的溫度得到了一定程度的降低；第一次溫降的煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器I的煙氣出口進入熱管換熱器2的煙氣通道，煙氣與重力熱管201和重力熱管201中的液體之間具有較大的溫差，因此，煙氣釋放熱量，熱量由煙氣傳送至管壁和液體中，液體的溫度升高到一定程度后發(fā)生汽化，而經(jīng)過第二次溫降的煙氣由熱管換熱器2的煙氣通道進入鍋爐的煙 排入大氣中；在液體受熱汽化后，管內(nèi)上下出現(xiàn)較大壓力差，在壓力差的作用下高溫蒸汽向上流動，具有較高溫度的蒸汽與流經(jīng)熱管換熱器2的空氣通道的空氣之間具有較大的溫差，熱量由蒸汽向空氣傳輸；得到一定程度的升溫后的空氣經(jīng)熱管換熱器2進入空氣預(yù)熱器I，繼續(xù)被流經(jīng)空氣預(yù)熱器I的高溫?zé)煔膺M行第二次加熱；釋放熱量的蒸汽凝結(jié)形成液滴，重新流回重力熱管的底部，再次被流經(jīng)煙氣通道的高溫?zé)煔饧訜崞?，繼而進入下一個加熱循環(huán)。本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)實現(xiàn)了煙氣的二次利用和空氣的二次加熱，充分利用了煙氣的余熱，且熱管換熱器的傳熱效率相對較高，可顯著降低排煙溫度，充分利用煙氣余熱，提高鍋爐熱效率，同時，該空氣預(yù)熱系統(tǒng)所占空間小，重量輕，架構(gòu)簡單，制造成本低，易于推廣應(yīng)用。除了上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)，本發(fā)明還提供一種包括上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐，鍋爐的省煤器與上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)連接，該鍋爐的其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)以及包括該空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，包括具有煙氣出口和空氣入口的空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括內(nèi)部安裝有重力熱管的熱管換熱器，所述重力熱管中充有易汽化的液體，所述熱管換熱器的內(nèi)腔被隔板分成煙氣通道和位于所述煙氣通道上方的空氣通道，所述煙氣通道和所述空氣通道分別與所述空氣預(yù)熱器的煙氣出口和空氣入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述重力熱管為翅片式重力熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在干，所述翅片式重力熱管中的液體中包含有金剛砂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述熱管為碳鋼熱管，并在所述液體中加入緩蝕劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體的外部包裹有礦物棉。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)進一歩包括送風(fēng)機，所述送風(fēng)機向所述熱管換熱器輸送空氣。
7.一種鍋爐，包括省煤器，其特征在于，所述省煤器連接有如權(quán)利要求I至6任意ー項所述的空氣預(yù)熱系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鍋爐的空氣預(yù)熱系統(tǒng)，包括具有煙氣出口和空氣入口的空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱系統(tǒng)還包括內(nèi)部安裝有重力熱管的熱管換熱器，所述重力熱管中充有易汽化的液體，所述熱管換熱器的內(nèi)腔被隔板分成煙氣通道和位于所述煙氣通道上方的空氣通道，所述煙氣通道和所述空氣通道分別與所述空氣預(yù)熱器的煙氣出口和空氣入口連接。在高溫?zé)煔膺M入熱管換熱器的煙氣通道時，管內(nèi)的液體汽化向上流動，進而加熱流經(jīng)空氣通道的空氣。本發(fā)明所提供的空氣預(yù)熱系統(tǒng)充分利用了煙氣余熱，顯著降低了排煙溫度，提高了鍋爐熱效率。此外，本發(fā)明還公開了一種包括上述空氣預(yù)熱系統(tǒng)的鍋爐。
文檔編號F23L15/00GK102705865SQ20121020427
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者向文國, 黃紹新, 黃進 申請人:黃紹新