[發明專利]一種煙道分配器熱管均溫的換熱計算方法

有效

• 申請號: 202011093968.5
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN113280358B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 陳巖;辛公明;杜文靜;袁寶強
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F23J15/02
• 分類號: F23J15/02;F23J15/06
• 代理公司: 青島仟航知識產權代理事務所(普通合伙) 37289
• 代理人: 紀尚旭

本發明提供了一種煙道分配器熱管均溫的換熱計算方法，所述煙道分配器是L形，分配器包括豎直部分和水平部分，豎直部分位于上游，水平部分位于下游，豎直部分設置熱管，所述熱管從豎直部分的一個側壁底部向豎直部分的另一個側壁延伸，煙道分配器內部分熱管換熱滿足要求。本發明提供了一種新的L形煙道分配器換熱計算方法，通過在煙道分配器中設置熱管，對熱管的換熱情況提出了新的計算方法，實現分配器出口煙氣溫度均勻，以實現進一步換熱需要，提高產品使用壽命。

技術領域

本發明涉及換熱器領域，具體涉及一種煙道分配的換熱系統。

背景技術

L型煙氣分配器是空預器出口煙道的常用設備，用于均分空預器煙氣側出口煙氣，降低單臺除塵器入口煙氣流量，提高除塵效率。在分配器出口和除塵器入口布置低溫省煤器，可進一步降低排煙溫度，提高鍋爐效率，降低污染物排放。分配器性能對火電機組穩定、高效運行及節能減排等具有重要意義。分配器下游分支煙道煙氣流量、灰量和溫度均勻性是評價分配器性能好壞的重要指標。傳統的煙氣分配器通過分支煙道出口節流的方式實現了各分支煙道煙氣和灰量的均勻，但尚未提出可靠的手段解決分配器出口煙氣溫度不均的問題。傳統煙氣分配器下游各分支煙道的最大溫差高于50℃，嚴重危害下游設備運行的穩定性。

大型火電機組普遍采用回轉式空預器回收尾部煙道余熱，其周期性流動蓄熱的換熱方式使得空預器出口煙氣在切向上存在較大的溫差，正常運行條件下回轉式空預器切向的最高溫差可達100℃。若空預器在長期運行條件下存在堵灰、腐蝕、漏風等嚴重問題，空預器出口煙氣的切向溫差遠高于100℃?？疹A器出口煙氣切向的巨大溫差使得分配器入口煙氣溫度不均勻，而分配器內混合長度有限，煙氣難以完全混合，最終導致分配器出口煙氣溫度不均。

空預器出口煙氣分配器后煙氣溫度偏差過大對運行造成的影響：

通常在空預器和除塵器之間設置低溫省煤器用來回收煙氣余熱，目前較為常用的是采用凝結水來回收這部分熱量。通常除塵器前每個煙氣流道的低溫省煤器均為相同的換熱面積和換熱能力。如果煙氣溫度偏差大，則造成有的流道煙氣溫度低于原設計值，有的流道煙氣溫度高于原設計值。煙氣溫度低于低溫省煤器入口煙氣溫度設計值的情況下，則該流道的低溫省煤器換熱面積就過剩，造成浪費，如果煙氣溫度與低溫省煤器出口煙氣溫度的設計值相當，則這個流道上的低溫省煤器就無法投入運行，即增加了煙氣阻力，還沒有取得熱量上的經濟效益。煙氣溫度高于低溫省煤器入口煙氣溫度設計值的情況下，則該流道的低溫省煤器換熱面積就會不足，雖然低溫省煤器選型時會有一些裕量，但如果煙氣溫度超過設計值太多，則低溫省煤器出口的煙氣溫度將無法降低到設計的低溫省煤器出口煙氣溫度，造成熱量的浪費。

每個通道上的低溫省煤器換熱面積等均相同，入口煙氣溫度不同，為了達到相同的出口煙氣溫度，則每臺低溫省煤器的凝結水流量就要不同，每個低溫省煤器水管路上還要設置調節閥，給運行調節帶來困難。

低溫省煤器入口的溫度有偏差，而低溫省煤器出口的溫度是一樣的，這就會加劇每個通道的實際煙氣量偏差，造成除塵器各通道內煙氣量的偏差，對除塵效果造成一定影響。

熱管技術是1963年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國家實驗室的喬治格羅佛(George Grover)發明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與相變介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。

熱管技術以前被廣泛應用在宇航、軍工等行業，自從被引入散熱器制造行業，使得人們改變了傳統散熱器的設計思路，擺脫了單純依靠高風量電機來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術使得散熱器獲得滿意的換熱效果，開辟了散熱行業新天地。目前熱管廣泛的應用于各種換熱設備，其中包括均溫領域。

因此，針對上述的缺陷，本專利提出了一種設置熱管均溫裝置的煙道分配器的鍋爐系統，同時提供了一種新的煙道分配器。旨在通過對L形煙道分配器結構進行改進，以達到分配器出口煙氣溫度均勻，以實現進一步換熱需要，提高產品使用壽命。本發明主要是對內部換熱情況進行了優化計算。