CN107062956A - 一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，包括机架，在机架上共同支承有若干层换热直管组，每层换热直管组由若干螺旋鳍片管组成，每相邻两层换热直管组的螺旋鳍片管之间呈前后平行错位排列，使所有螺旋鳍片管的鳍片共同形成若干曲折过烟通道，每层换热直管组中的螺旋鳍片管均通过若干换热弯管形成至少两路蛇形换热管路，所有蛇形换热管路进口同时与方形进水集箱相通，所有蛇形换热管路的出口同时与方形出水集箱相通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分设有一排膜式防磨引流管屏。本发明具有换热效率高且使用寿命长的优点。
Description
技术领域
本发明涉及用于电站锅炉烟气余热回收的低低温除尘脱硫技术领域，具体涉及一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置。
背景技术
低低温电除尘技术是国际上一种先进的高效烟气治理技术，该技术既能满足低排放，又兼余热利用节能、高效捕集SO3、有利湿法脱硫节水节电等优点。在电力行业，电站锅炉产生的高温烟气会通过烟道通入电除尘器，经电除尘器除尘后排入外界。一方面，电站锅炉排出的烟气中含有大量余热，当烟气经电除尘器除尘排出后，烟气中的大量余热会白白浪费，造成了能源的极大浪费；另一方面，由于含有大量余热的高温烟气的粉尘比电阻高，当电除尘器对高粉尘比电阻的高温烟气进行除尘时，极易发生反电晕现象，导致电除尘器除尘效率低。目前，为实现对电站锅炉所产生的烟气中余热的回收利用、同时为了降低烟气温度以提高电除尘器的除尘脱硫效率，一般在电除尘入口处的烟道内安装换热装置，利用换热装置来回收利用烟道内烟气中的余热及降低烟气温度。目前所使用的换热装置的结构为：包括机架，在机架的左右两侧板之间自上向下支承有若干呈平行分布的换热直管，每相邻的两根直管通过换热弯管首尾相接而形成一路蛇形换热管。换热装置应用于烟道时，换热装置的换热弯管一般位于烟道外部，换热装置的换热直管则是直接设于烟道内部。目前所使用的换热装置存在的缺点是：（1）采用单一管路布置方式且换热直管为裸管，换热效率低，对烟气的降温效果差，从而影响电除尘器的除尘效率；（2）在换热装置使用过程中，位于烟道内部的热换直管会受到具有烟尘颗粒大、成分复杂、烟气流速快等特点的烟气的直接冲刷，导致换热装置的换热直管极易被磨损腐蚀，导致换热装置使用寿命短。因而亟需发明一种换热效率高且使用寿命长的换热装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热效率高且使用寿命长的用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，包括由若干平行间隔并列分布的支撑托板、上横梁、下横梁及斜横梁组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的螺旋鳍片管组成，每相邻两层换热直管组的螺旋鳍片管之间呈前后平行错位排列，使所有螺旋鳍片管的鳍片共同形成若干相对独立的曲折过烟通道，每层换热直管组中的螺旋鳍片管均通过若干换热弯管两两首尾相接而形成至少两路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与方形进水集箱相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与方形出水集箱相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根螺旋鳍片管迎烟面的膜式防磨引流管屏，每排膜式防磨引流管屏均由若干与螺旋鳍片管相平行的防磨引流管及扁钢焊接而成，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的进烟通道。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：每排膜式防磨引流管屏分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板，在每个定位托板上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏中防磨引流管管端的定位卡槽，两个定位托板呈左右对称安装固定于两个相对设置的支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏通过将其防磨引流管的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板上，在每个定位托板顶部的前后两端分别设置有一个固定块，在所有固定块上均设置有限位孔，在每个定位托板的前端分别设置有限位卡槽，在膜式防磨引流管屏的两侧还分别设置有一根L形插销，每根L形插销的长臂依次穿过同侧定位托板上的所有固定块上的限位孔后、该L形插销的短臂正好可以向下卡入对应定位托板前端的限位卡槽中，将膜式防磨引流管屏中防磨引流管的两侧管端限位固定在对应的定位托板，从而将膜式防磨引流管屏限位固定支承在两个定位托板上。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：每根螺旋鳍片管的一侧管端均与最左侧的支撑托板相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的支撑托板并且均不与任意支撑托板相焊接固定。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：在方形进水集箱的下部设置有与其连通且带有放水阀的放水管，在方形出水集箱的上部设置有与其连通且带有放气阀的放气管。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：每层换热直管组中的螺旋鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每路蛇形换热管路的进口分别通过一根进水直管与方形进水集箱相连通，各进水直管之间相互平行。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：每层换热直管组中的螺旋鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每路蛇形换热管路的出口分别通过一根出水直管与方形出水集箱相连通，各出水直管之间相互平行。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：在机架的每根上横梁的顶部左右两端均设置有一个定位销，在机架的每根下横梁的底部左右两端均设置有供上横梁上的对应定位销对接***的定位座。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板。
进一步地，前述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其中：在除左右两侧两块支撑托板外的所有支撑托板上均设置有用以将穿过该支撑托板的螺旋鳍片管限位固定在该支撑托板上的压条。
通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：（1）采用多层多管路并行的布置方式，大大提高了换热效率，对烟气的降温效果好，从而大大提高了电除尘器的除尘效率；（2）通过膜式防磨引流管屏，可以有效防止烟道内的烟气直接冲刷磨损腐蚀螺旋鳍片管，有效保护了螺旋鳍片管，进而有效延长了换热装置的使用寿命；（3）所有的螺旋鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的曲折过烟通道，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的进烟通道，这样当烟道内原本无序的烟气经过依次经过进烟通道及曲折过烟通道后会变得有序，并且此时烟气速度也会变低，不仅有利于螺旋鳍片管对烟气的换热，而且也可以提高电除尘器的除尘脱硫效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置的结构示意图。
图2为图1中所示的H部位的放大示意图。
图3为图1的右视方向的结构示意图。
图4为图1的俯视方向的结构示意图。
图5为图4中所示的F部位的放大示意图。
图6为图1中所示的螺旋鳍片管的结构示意图。
图7为图1中膜式防磨引流管屏的结构示意图。
图8为图7的俯视方向的结构示意图。
图9为图1右视方向所示的中间支撑托板、压条及螺旋鳍片管三者的相互位置关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，包括由左支撑托板1、右支撑托板2、若干中间支撑托板3、上横梁4、下横梁5及斜横梁6组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的螺旋鳍片管7组成，每相邻两层换热直管组的螺旋鳍片管7之间呈前后平行错位排列，使所有螺旋鳍片管7的鳍片共同形成若干相对独立的曲折过烟通道8，每层换热直管组中的螺旋鳍片管7均通过若干换热弯管9两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与方形进水集箱10相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与方形出水集箱11相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根螺旋鳍片管7迎烟面的膜式防磨引流管屏12，膜式防磨引流管屏12对换热直管组形成第一道防磨保护，这样可以更好地保护换热直管组，避免换热直管组的迎烟面受到烟道内烟气的直接冲刷，延长了换热装置的使用寿命，每排膜式防磨引流管屏12均由若干与螺旋鳍片管7相平行的防磨引流管121及扁钢122焊接而成，所有膜式防磨引流管屏12共同形成若干排相对独立的进烟通道13；
在本实施例中，每排膜式防磨引流管屏12分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板15，在每个定位托板15上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏12中防磨引流管121管端的定位卡槽，两个定位托板15呈左右对称安装固定于呈相对设置的两个支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏12通过将其防磨引流管121的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板15上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板15上，在每个定位托板15顶部的前后两端分别设置有一个固定块16，在所有固定块16上均设置有限位孔，在每个定位托板15的前端分别设置有限位卡槽17，在膜式防磨引流管屏12的两侧还分别设置有一根L形插销18，每根L形插销18的长臂依次穿过同侧定位托板15上的所有固定块16上的限位孔后、该L形插销18的短臂正好可以向下卡入对应定位托板15前端的限位卡槽17中，从而将膜式防磨引流管屏12中防磨引流管121的两侧管端限位固定在对应的定位托板15，从而将膜式防磨引流管屏12限位固定支承在两个定位托板15上，这样拆装膜式防磨引流管屏12更方便；
在本实施例中，每根螺旋鳍片管7的一侧管端均与左支撑托板1相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的中间支撑托板3及右支撑托板2且均不与中间支撑托板3及右支撑托板2相焊接固定，这样可以防止螺旋鳍片管7在换热过程中因自身热胀冷缩而发生损坏，大大提高了设备的使用安全性；
在本实施例中，在方形进水集箱10的下部设置有与其连通且带有放水阀19的放水管20，在方形出水集箱11的上部设置有与其连通且带有放气阀21的放气管22，这样通过放水管20及放气管22可以自由调节蛇形换热管路中的压力；
在本实施例中，每路蛇形换热管路的进口分别通过一根进水直管23与方形进水集箱10相连通，各进水直管10之间相互平行，这样可以保证各蛇形换热管路中水的流速均衡；在本实施例中，每路蛇形换热管路的出口分别通过一根出水直管24与方形出水集箱11相连通，各出水直管11之间相互平行，这样可以进一步保证各蛇形换热管路中水的流速均衡；
在本实施例中，在机架的每根上横梁4的顶部左右两端均设置有一个定位销25，在机架的每根下横梁5的底部左右两端均设置有供上横梁4上的对应定位销25对接***的定位座26，通过定位销25及定位座26的配合对接，可以实现任意数量换热装置的快速层叠安装，组合安装更方便；在本实施例中，在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板27，这样搬运安装换热装置更方便；在本实施例中，在所有中间支撑托板3上均设置有用以将穿过对应中间支撑托板的螺旋鳍片管7限位固定在该中间支撑托板上的压条28，这样可以提高设备的稳定性与安全性；
在实际应用中，当换热装置的膜式防磨引流管屏12在使用一段时间后需要进行更换时，先将该需要更换的膜式防磨引流管屏两侧对应的L形插销18向上转动至短臂离开对应的限位卡槽17，然后再两根L形插销18向外拨出，此时即能进行膜式防磨引流管屏的更换，待更换完毕后，再将两根L形插销18的长臂重新***对应固定块16上的限位孔、并将短臂向下卡入对应定位托板15前端的限位卡槽17，从而将膜式防磨引流管屏重新限位固定在对应的两个定位托板15上，通过上述操作，即完成了对膜式防磨引流管屏的更换，更换极其方便，大大提高了维修效率；
本发明的优点是：（1）采用多层多管路并行的布置方式，大大提高了换热效率，对烟气的降温效果好，从而大大提高了电除尘器的除尘效率；（2）通过膜式防磨引流管屏，可以有效防止烟道内的烟气直接冲刷磨损腐蚀螺旋鳍片管，有效保护了螺旋鳍片管，进而有效延长了换热装置的使用寿命；（3）所有的螺旋鳍片管的鳍片共同形成若干列相对独立的曲折过烟通道，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的进烟通道，这样当烟道内原本无序的烟气经过依次经过进烟通道及曲折过烟通道后会变得有序，并且此时烟气速度也会变低，不仅有利于螺旋鳍片管对烟气的换热，而且也可以提高电除尘器的除尘脱硫效率；（4）各螺旋鳍片管的鳍片能够增强烟气的湍动程度，改善烟气流动状况，进而强化了换热，提高了传热系数；并且各螺旋鳍片管的鳍片自然形成曲折的通道后，不仅使换热器不易积灰和沾污，而且能使烟气阻力大大降低，使换热装置的空间极为紧凑，进而更大幅的降低排烟温度，当烟气温度降低后，烟气量相应下降，电除尘电场风速降低，有利于PM2.5细微粉尘的捕集，在大幅提高电除尘器的除尘效率的同时又能高效捕集SO3 ，保证燃煤电厂满足低排放要求，并有效减少SO3排放。
Claims (9)
1.一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：包括由若干平行间隔并列分布的支撑托板、上横梁、下横梁及斜横梁组成的机架，在机架的支撑托板上共同支承有若干层呈上下均匀间隔排列的换热直管组，每层换热直管组由若干呈前后间隔平行排列的螺旋鳍片管组成，每相邻两层换热直管组的螺旋鳍片管之间呈前后平行错位排列，使所有螺旋鳍片管的鳍片共同形成若干相对独立的曲折过烟通道，每层换热直管组中的螺旋鳍片管均通过若干换热弯管两两首尾相接而形成至少两路独立并行的蛇形换热管路，所有蛇形换热管路的进口同时与方形进水集箱相连通，所有蛇形换热管路的出口同时与方形出水集箱相连通，在每层换热直管组迎烟侧的机架上分别设置有一排能正好挡住该层换热直管组中位于迎烟侧的第一根螺旋鳍片管迎烟面的膜式防磨引流管屏，每排膜式防磨引流管屏均由若干与螺旋鳍片管相平行的防磨引流管及扁钢焊接而成，所有膜式防磨引流管屏共同形成若干排相对独立的进烟通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：每排膜式防磨引流管屏分别通过固定机构可拆卸地安装于机架中，所述固定机构的结构为：包括两个定位托板，在每个定位托板上均设置有用以放置膜式防磨引流管屏中防磨引流管管端的定位卡槽，两个定位托板呈左右对称安装固定于两个相对设置的支撑托板的相对内壁上，膜式防磨引流管屏通过将其防磨引流管的两侧管端分别放置于同侧对应定位托板上的对应定位卡槽中而搁置支承在两个定位托板上，在每个定位托板顶部的前后两端分别设置有一个固定块，在所有固定块上均设置有限位孔，在每个定位托板的前端分别设置有限位卡槽，在膜式防磨引流管屏的两侧还分别设置有一根L形插销，每根L形插销的长臂依次穿过同侧定位托板上的所有固定块上的限位孔后、该L形插销的短臂正好可以向下卡入对应定位托板前端的限位卡槽中，将膜式防磨引流管屏中防磨引流管的两侧管端限位固定在对应的定位托板，从而将膜式防磨引流管屏限位固定支承在两个定位托板上。
3.根据权利要求1所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：每根螺旋鳍片管的一侧管端均与最左侧的支撑托板相焊接固定、另一侧管端由左至右依次活动穿过所有的支撑托板并且均不与任意支撑托板相焊接固定。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：在方形进水集箱的下部设置有与其连通且带有放水阀的放水管，在方形出水集箱的上部设置有与其连通且带有放气阀的放气管。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：每层换热直管组中的螺旋鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每路蛇形换热管路的进口分别通过一根进水直管与方形进水集箱相连通，各进水直管之间相互平行。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：每层换热直管组中的螺旋鳍片管通过若干换热弯管两两首尾相接而形成三路独立并行的蛇形换热管路，每路蛇形换热管路的出口分别通过一根出水直管与方形出水集箱相连通，各出水直管之间相互平行。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：在机架的每根上横梁的顶部左右两端均设置有一个定位销，在机架的每根下横梁的底部左右两端均设置有供上横梁上的对应定位销对接***的定位座。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：在机架的左右两侧还设置有用来吊装的吊板。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种用于大容量烟气余热利用的螺旋鳍片管换热装置，其特征在于：在除左右两侧两块支撑托板外的所有支撑托板上均设置有用以将穿过该支撑托板的螺旋鳍片管限位固定在该支撑托板上的压条。
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