專利名稱：一種使用翅片橢圓管的鍋爐熱水暖風(fēng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱交換器，具體涉及一種利用熱水加熱冷空氣的使用翅片橢
圓管的鍋爐暖風(fēng)器，可以應(yīng)用于電站鍋爐和工業(yè)鍋爐。
背景技術(shù)：
我國用于火力發(fā)電的煤中都存在不同含量的硫，有些硫的含量還比較高。硫燃燒
后生成S(^，其中小部分so2又會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成so3， so2和so3與煙氣內(nèi)的水蒸氣結(jié)合會(huì)生
成硫酸蒸汽，當(dāng)溫度低于硫酸結(jié)露點(diǎn)溫度時(shí)，硫酸蒸汽會(huì)在鍋爐受熱面凝結(jié)，對受熱面產(chǎn)生 腐蝕，影響鍋爐機(jī)組的安全運(yùn)行。 我國一些地區(qū)的年最大溫差可達(dá)50 6(TC，而一般鍋爐的設(shè)計(jì)冷空氣溫度為 3(TC左右，所以在寒冷的冬季，排煙溫度不變的情況下，空氣預(yù)熱器入口溫度會(huì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì) 值，發(fā)生低溫腐蝕的概率大大增加。 目前防止空氣預(yù)熱器冷端低溫腐蝕、積灰和堵灰的常用方法主要是加裝暖風(fēng)器和
采用熱風(fēng)再循環(huán)。暖風(fēng)器又叫前置式空氣預(yù)熱器，主要利用汽輪機(jī)低壓缸抽汽加熱冷空氣，
以提高空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度，防止低溫腐蝕的發(fā)生，是目前電廠最常用且經(jīng)濟(jì)的方
法；采用熱風(fēng)再循環(huán)是將空氣預(yù)熱器出口的部分熱風(fēng)加入到送風(fēng)機(jī)入口處與冷風(fēng)混合，從
而使混合后的空氣溫度提高到鍋爐進(jìn)風(fēng)要求后再進(jìn)入鍋爐，這種方法可以有效的防止低溫
腐蝕，是一種較為常用的方法，但經(jīng)濟(jì)性不如采用暖風(fēng)器。目前我國電廠一般采用加裝暖風(fēng)
器或者暖風(fēng)器與熱風(fēng)再循環(huán)結(jié)合的方法，尤其是在北方，暖風(fēng)器的應(yīng)用更加普遍。 暖風(fēng)器的應(yīng)用提高了空氣預(yù)熱器入口的空氣溫度，可以防止空氣預(yù)熱器冷端的低
溫腐蝕和堵灰，能改善鍋爐的燃燒狀況，同時(shí)還可以利用一部分煙氣余熱，提高鍋爐效率，
進(jìn)而提高電廠經(jīng)濟(jì)性。 但是，目前暖風(fēng)器的應(yīng)用還存在一些問題，如換熱效率有待于進(jìn)一步提高、泄漏、 水擊等，采用汽輪機(jī)低壓缸抽汽加熱冷空氣雖然可以在一定程度上防止低溫腐蝕，但對電 廠效率的提高不是很明顯，有些時(shí)候甚至降低電廠效率。 目前的蒸汽暖風(fēng)器一般采用多流程縱向并列布置，所用工質(zhì)為汽輪機(jī)低壓缸的抽 汽，冷卻后的疏水送入除氧器。由于疏水出口并不在管束的最低點(diǎn)，容易造成疏水的積聚， 冬天溫度低時(shí)還會(huì)結(jié)冰，損壞管道。

發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用翅片橢圓管 的鍋爐熱水暖風(fēng)器，這種暖風(fēng)器擁有獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)，不對原有系統(tǒng)產(chǎn)生任何改變，可以 有效利用煙氣的余熱加熱冷空氣，提高空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣溫度，預(yù)防低溫腐蝕的發(fā)生，相 比于傳統(tǒng)的暖風(fēng)器可以進(jìn)一步提高換熱效率。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種使用翅片橢圓管的鍋爐熱水暖 風(fēng)器，，包括有熱水進(jìn)口集箱1，換熱管2的一端與熱水進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3相連，換熱管2'的一端與熱水進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3'相連；換 熱管2和換熱管2'夾角為55。 一65° ，均采用翅片橢圓管結(jié)構(gòu)；熱水出口集箱3和熱水出 口集箱3'處于同一水平面上。 換熱管2或換熱管2'均采用翅片橢圓管結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)橢圓光管4，橢圓光管4 的外側(cè)配置有翅片5。翅片5可以是矩形或橢圓形。 利用除塵器后的煙氣加熱煙氣冷卻器中的循環(huán)水，加熱后的循環(huán)水送到本實(shí)用新 型將熱量傳遞給冷空氣，放熱后的循環(huán)水回到煙氣冷卻器再次吸收熱量，達(dá)到循環(huán)利用的 目的。 考慮到本實(shí)用新型中管內(nèi)工質(zhì)為水，管外工質(zhì)為冷空氣，所以管外側(cè)的換熱系數(shù) 遠(yuǎn)低于管內(nèi)側(cè)，為了達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的，本實(shí)用新型采用翅片管將換熱系數(shù)較低的管外 側(cè)表面進(jìn)行擴(kuò)展，選用翅片橢圓管簇。翅片橢圓管簇具有以下優(yōu)點(diǎn) ①翅片橢圓管簇?fù)Q熱器放熱系數(shù)比相應(yīng)的翅片圓管簇?fù)Q熱器的放熱系數(shù)要大 25% 30% 。這主要是因?yàn)闄E圓管接近流線形，流體與壁面接觸良好，其次是因?yàn)橥瑯拥某?片面積橢圓管數(shù)多，管與翅片接觸面積大，且結(jié)合緊密，因此，翅片橢圓管肋化效率高。 ②管數(shù)相同、翅片高度相當(dāng)，則翅片橢圓管簇的迎風(fēng)面積、體積和翅片面積都比相 應(yīng)的翅片圓管簇約小20%，因此減少了金屬耗量。 ③管數(shù)相等或傳熱面積相等，則翅片橢圓管簇的風(fēng)阻力損失比翅片圓管簇的風(fēng)阻
力損失小得多。當(dāng)然，這與風(fēng)速及橢圓管的長半徑和短半徑之比(橢圓度X)有關(guān)。試驗(yàn)表
明，基管直徑相同，排列方式及管間距相同，當(dāng)X = 2 2. 5，迎風(fēng)風(fēng)速為3 5m/s時(shí)，橢圓
管簇的阻力壓降是圓管簇的0. 2 0. 4倍。所以欲求實(shí)現(xiàn)低風(fēng)阻力，采用翅片橢圓管簇?fù)Q
熱器是最佳選擇。阻力損失小，可減小所選風(fēng)機(jī)的功率，降低風(fēng)機(jī)噪聲。
傳熱量相同時(shí)，翅片橢圓管簇?fù)Q熱器的體積只有翅片圓管簇?fù)Q熱器體積的2/3，
節(jié)約了成本。 本實(shí)用新型中的翅片橢圓管簇采用A型布置。A型布置占地面積少，是水平布置的 40%，結(jié)構(gòu)緊湊。 本實(shí)用新型采用循環(huán)水作為加熱冷空氣的工質(zhì)，與傳統(tǒng)的汽輪機(jī)低壓缸抽汽加熱 方式相比具有以下優(yōu)勢 1)回收電站鍋爐排煙余熱，電站鍋爐熱效率提高3 4% ;—般排煙余熱可從
130 150°C降低到9(TC左右，可將60°C的凝結(jié)水提高到8(TC左右，用該熱水可提高空氣溫 度40。C左右。 2)用熱水代替蒸汽加熱冷空氣，減少了汽輪機(jī)抽汽，降低了電廠的汽耗率，有助于 提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。 3)相對于蒸汽來說，水的傳熱性能更好，只需增大管外側(cè)傳熱系數(shù)就可以提高整 體的換熱效率。 4)相對于用汽輪機(jī)低壓缸抽汽加熱冷空氣的方式，循環(huán)水加熱冷空氣時(shí)管內(nèi)外工 質(zhì)溫度變化相對平穩(wěn)、溫差小，有益于減小熱膨脹，不會(huì)發(fā)生由于熱膨脹引起的泄漏和蒸汽 凝結(jié)引起的水擊現(xiàn)象，從而確保暖風(fēng)器系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 5)采用循環(huán)水加熱冷空氣的方式，不會(huì)存在蒸汽疏水排放不完全的問題，更不會(huì) 因?yàn)槭杷Y(jié)冰影響暖風(fēng)器的正常工作。另外，采用熱水作為工質(zhì)不用因?yàn)榭紤]疏水自流而
4使換熱管傾斜，本實(shí)用新型中的換熱管就是采用水平布置，節(jié)省了空間。 6)實(shí)現(xiàn)了水的閉式循環(huán)利用，節(jié)約用水。

圖1是本實(shí)用新型的A型布置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是換熱管6所采用的開齒型螺旋翅片管的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖2(a)是主視 圖；圖2(b)是左視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 參見圖l，一種使用翅片橢圓管的鍋爐熱水暖風(fēng)器，包括有熱水進(jìn)口集箱l，換熱 管2的一端與熱水進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3相連，換熱管2'的一端與熱水 進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3'相連。換熱管2和換熱管2'夾角為55。 一65° ， 均采用翅片橢圓管結(jié)構(gòu)。熱水出口集箱3和熱水出口集箱3'處于同一水平面上。 參見圖2，換熱管2或換熱管2'均采用翅片橢圓管結(jié)構(gòu)；它包括一個(gè)橢圓光管4， 橢圓光管4的外側(cè)配置有矩形翅片5。 如圖1所示，在煙氣冷卻器中被加熱后的熱水首先進(jìn)入暖風(fēng)器的熱水進(jìn)口集箱1， 在熱水進(jìn)口集箱1中進(jìn)行分配后進(jìn)入換熱管2和換熱管2'，換熱管2和換熱管2'內(nèi)工質(zhì)為 熱水，完成換熱的工質(zhì)一部分由換熱管2進(jìn)入熱水出口集箱3，另一部分由換熱管2'進(jìn)入熱 水出口集箱3'，放熱后的熱水通過熱水出口集箱3和熱水出口集箱3'返回到煙氣冷卻器中 再次吸收熱量，吸熱后的工質(zhì)重復(fù)以上的過程，形成循環(huán)。 冷空氣從暖風(fēng)器的下部由鼓風(fēng)機(jī)送入暖風(fēng)器，斜向沖刷換熱管2和換熱管2'，吸 收熱量后進(jìn)入空氣預(yù)熱器。 圖中所示標(biāo)號(hào)為1、熱水進(jìn)口集箱，2、換熱管，2'、換熱管，3、熱水出口集箱，4、換 熱管2的橢圓光管，5、換熱管2的矩形翅片。
權(quán)利要求一種使用翅片橢圓管的鍋爐熱水暖風(fēng)器，包括有熱水進(jìn)口集箱(1)，換熱管(2、2’)，熱水出口集箱(3、3’)，其特征是換熱管(2)的一端與熱水進(jìn)口集箱(1)相連，另一端與熱水出口集箱(3)相連，換熱管(2’)的一端與熱水進(jìn)口集箱(1)相連，另一端與熱水出口集箱(3’)相連，換熱管(2)和換熱管(2’)夾角為55°--65°。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種鍋爐熱水暖風(fēng)器，其特征是熱水出口集箱(3)和熱水出 口集箱(3')處于同一水平面上。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種鍋爐熱水暖風(fēng)器，其特征是換熱管(2、2')的翅片(5)可 以是矩形或橢圓形。。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的一種鍋爐熱水暖風(fēng)器，其特征是換熱管(2、2')包括一個(gè) 橢圓光管(4)，橢圓光管(4)的外側(cè)配置有翅片(5)。
專利摘要一種使用翅片橢圓管的鍋爐熱水暖風(fēng)器，包括有熱水進(jìn)口集箱1，換熱管2的一端與熱水進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3相連，換熱管2’的一端與熱水進(jìn)口集箱1相連，另一端與熱水出口集箱3’相連；換熱管2和換熱管2’均采用翅片橢圓管結(jié)構(gòu)；熱水出口集箱3和熱水出口集箱3’處于同一水平面上；這種暖風(fēng)器擁有獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)，不對原有系統(tǒng)產(chǎn)生任何改變，可以有效利用煙氣的余熱加熱冷空氣，提高空氣預(yù)熱器進(jìn)口空氣溫度，預(yù)防低溫腐蝕的發(fā)生，進(jìn)一步提高了換熱效率。
文檔編號(hào)F23L15/02GK201496995SQ20092003474
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者周津煒, 張建福, 張知翔, 王云剛, 王海超, 趙欽新 申請人:西安交通大學(xué)