[發明專利]新型針板耦合型傳熱強化元件及異形管屏式水管換熱器

有效

• 申請號: 201310588996.8
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103615923A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 王輝;趙欽新;陳牧;金鑫;胡玉清;王云剛
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團中南電力設計院;西安交通大學
• 主分類號: F28F1/20
• 分類號: F28F1/20;F28D7/16;F28F9/26
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明涉及燃煤鍋爐煙氣余熱利用技術領域，具體涉及一種新型針板耦合型傳熱強化元件及異形管屏式水管換熱器。

背景技術

據統計，一般鍋爐排煙溫度在130～140℃左右，若燃用高硫燃料，排煙溫度可達150℃左右，燃用褐煤的發電機組排煙溫度甚至可達170～180℃。通常，鍋爐排煙溫度每降低15℃，鍋爐效率可提高1.0%左右，可見排煙溫度過高嚴重影響了鍋爐的效率。

煙氣溫度過高也會極大的影響靜電除塵器的正常工作。靜電除塵器是一種高效的除塵設備，廣泛應用于燃煤鍋爐的煙塵治理行業。其原理是利用高壓電使電極產生電暈放電，放出自由電子和離子，使塵粒荷電，而荷電顆粒受到電場力的作用向集塵極運動并被收集，實現氣固分離。如果靜電除塵器進口煙溫過高，煙氣比電阻較高；同時導致煙氣體積流量較大，煙氣流速較高，會降低電除塵效率，難以滿足逐漸提高的環保要求。

為解決以上問題，一種方案是在靜電除塵器入口之前的水平煙道布置熱量回收裝置，回收余熱，降低煙氣溫度。為保證較好的換熱效果，換熱器一般為蛇形管束結構，通過數量巨大的180度彎頭聯接而成，換熱器截面比常規煙道大很多，需要較大的布置空間。但有些情況下，煙道布置極其緊湊，在空氣預熱器和靜電除塵器喇叭形入口之間缺少煙道水平直段布置余熱回收裝置；有時由于部分電廠在空氣預熱器后的豎直煙道上安裝脫硝裝置，占用了煙道水平直段上方空間，使得布置熱量回收裝置在空間和實施上均難實現。

有鑒于此，如何改進靜電除塵器之前的熱能回收裝置的結構，利用靜電除塵器入口的空間布置換熱器，做到回收煙氣余熱，提高靜電除塵器除塵效率，并保證換熱裝置工作安全可靠，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種新型針板耦合型傳熱強化元件及異形管屏式水管換熱器，該強化元件具有抗磨損性能好，不易積灰，傳熱能力強的特點，該換熱器不占用靜電除塵器入口前的其他有效空間，結構緊湊，可實現模塊化生產、拼裝，現場安裝、拆卸極為方便，不僅能合理利用煙氣余熱，降低煙塵比電阻和煙氣體積及煙氣流速，從而在節能的同時，提高了靜電除塵器的除塵效率。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型針板耦合型傳熱強化元件，包括基管3，所述基管3垂直于煙氣流動方向的兩側表面均對稱設置有多排針翅1，所述基管3位于煙氣流動方向的前后表面均設置有肋板2。

所述基管3和肋板2采用光管和扁鋼焊接而成或采用直接軋制成型的鰭片管。

所述針翅1為2～4排。

一種布置在靜電除塵器入口段的異形管屏式水管換熱器，包括下部進口集箱7、上部出口集箱4以及連通下部進口集箱7和上部出口集箱4的多排換熱管屏5，其特征在于：所述換熱管屏5由權利要求1至3任一項所述的多個新型針板耦合型傳熱強化元件組成，且換熱管屏5中迎風面的肋板2的高度由換熱管屏5中心向左右兩側對稱地依次遞減；所述相鄰換熱管屏5兩端的下部進口集箱7和上部出口集箱4分別通過大直徑彎頭8連通；所述多排換熱管屏5布置于靜電除塵器喇叭形入口段6內的煙道空間中。

和所述每個換熱管屏5相對應的漸擴形變截面煙箱隔板直接焊接在每排換熱管屏5的管束上并和換熱管屏5整裝出廠，現場拼裝、焊接時，后面管屏的漸擴形變截面煙箱隔板緊貼前面煙箱隔板的外側，部分重疊后以整圈焊接。

所述每排換熱管屏5的多個新型針板耦合型傳熱強化元件的長度和直徑均相同。

所述前后換熱管屏5沿煙氣流動方向分別采用長度依次增大的新型針板耦合型傳熱強化元件，與不同位置的異形截面相匹配。

所述前后換熱管屏5沿煙氣流動方向從前向后分別采用直徑依次增加、針翅1節距依次減小的新型針板耦合型傳熱強化元件。

所述下部進口集箱7和上部出口集箱4的直徑沿煙氣流動方向從前向后隨著換熱管屏5中新型針板耦合型傳熱強化元件直徑的依次增大而逐漸增大，后面的大直徑下部進口集箱7和上部出口集箱4需經縮頸工藝之后再通過大直徑彎頭8分別和前面的下部進口集箱7和上部出口集箱4端部實現等徑連接。

所述換熱器沿煙氣流動方向的尾部布置有導流裝置9，所述導流裝置9包括一排豎直布置的光管9-1，在光管9-1的前端即迎風面上沿每個光管9-1的軸向上焊接有左右導流方向導流板9-2，在光管9-1的后端即背風面焊接有水平方向的多個上下導流方向導流板9-3；所述每排換熱管屏5兩端的下部進口集箱7和上部出口集箱4的最高處均設置自動放氣閥，以排除可能積存的氣體。

本發明和現有技術相比，具有如下優點：