CN111442681A - 一种翅片管及换热器 - Google Patents

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谷小兵
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Abstract

本发明提供了一种翅片管及换热器，所述翅片管包括基管，以及沿基管轴向布置的且与基管外壁连接的多个翅片组，翅片组之间平行设置；所述翅片组包括两个镜像设置的翅片；沿所述翅片的长度方向，翅片分为三部分，第一部分为迎风区，第二部分为回流区，第三部分为背风区；所述迎风区设置有涡街发生器，回流区设置有回流阻隔装置，背风区的端部为圆角结构。迎风区具有较好的换热条件，加入涡街发生器后具有更好的换热能力。回流区具有回流阻挡装置，可减小回流，甚至消除回流，减少积灰。背风区换热效果较差，且积灰较多，因此对回流采用圆角结构，有效减小流动阻力。

Description

一种翅片管及换热器
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种翅片管及换热器。
背景技术
能源是人类经济和社会进步的重要基础，随着我国能源消耗的持续增长，节能减排已经成为我国经济和社会发展的一项长远方针。火力发电厂在电力工业中所占比最大，提升火电机组的能源利用效率非常紧迫。火电厂通常通常设置省煤器来回收烟气余热以达到节能的目的。通过增加翅片来增大换热管换热面积从而强化换热是一-种普遍方式。H型翅片管的翅化系数高，传热性能好，且具有较强的抗积灰能力,被广泛应用于余热锅炉、电站锅炉及各种工业换热器中。
实际生产实践中，进入换热器的烟气中往往携带了大量飞灰，当烟气在H型翅片管束中流动时,会在翅片管背风侧出现明显的气流分离和回流区，回流区内部的烟气流速较低，换热效果会降低，且容易产生积灰现象。由于积灰的导热系数很低，随着积灰程度的增加，翅片管的换热性能进--步恶化，换热器不能高效安全运行。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种翅片管，该翅片管能够解决现有技术中换热器积灰严重的问题；
本发明的第二目的在于提供一种换热器，其采用如以上所述的换热器。
本发明提供一种翅片管，所述翅片管包括基管，以及沿基管轴向布置的且与基管外壁连接的多个翅片组，翅片组之间平行设置；
所述翅片组包括两个镜像设置的翅片；
沿所述翅片的长度方向，翅片分为三部分，第一部分为迎风区，第二部分为回流区，第三部分为背风区；
所述迎风区设置有涡街发生器，回流区设置有回流阻隔装置，背风区的端部为圆角结构。
优选的，所述回流阻隔装置包括设置在翅片上的挡板，所述挡板最大表面与翅片的宽度方向平行设置。
优选的，沿翅片的宽度方向上，沿翅片的宽度方向上，挡板靠近基管设置，且挡板位于翅片宽度方向的1/3处；
所述挡板沿基管轴向的长度为相邻翅片组之间间距的1/4-1/3。
优选的，所述涡街发生器为设置在翅片靠近进风方向一端的折边；
所述折边沿基管轴向最长位置的长度为相邻翅片组之间间距的1/3。
优选的，所述涡街发生器的延伸方向与气流方向的攻角为10°～90°。
优选的，所述迎风区面积大于背风区面积。
优选的，所述翅片管包括2-4根基管，所述基管之间平行设置。
一种换热器，其包括壳体，壳体内设置有如以上所述的翅片管；
沿气流的流通方向，壳体分为积灰段和换热段；
所述积灰段和换热段均设置有吹灰装置和清灰槽。
优选的，在所述壳体内，所述翅片管沿水平方向排布，所述翅片管的轴向方向与气流方向垂直设置；
在积灰段，位于上部翅片管之间的排布间距小于位于下部翅片管的排布间距。
优选的，位于积灰段的吹灰装置数量是位于换热段吹灰装置数量的2-3倍。
有益效果：
迎风区具有较好的换热条件，加入涡街发生器后具有更好的换热能力。回流区具有回流阻挡装置，可减小回流，甚至消除回流，减少积灰。背风区换热效果较差，且积灰较多，因此对回流采用圆角结构，有效减小流动阻力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式提供的翅片管最小重复单元的主视图；
图2为本发明具体实施方式提供的翅片管最小重复单元的俯视图；
图3为本发明具体实施方式提供的换热器的结构示意图；
图4为本发明具体实施方式提供的翅片管错开排布的结构示意图。
附图标记说明：
1：翅片管；2：积灰段；3：换热段；5：吹灰装置；6：清灰槽；7：入口段；8：出口段；
11：基管；12：翅片；13：涡街发生器；14：回流阻隔装置；15：圆角结构。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图4所示，本实施方式中，提供了一种翅片管，其中，翅片管1包括基管11，以及沿基管11轴向布置的且与基管外壁连接的多个翅片组，翅片组之间平行设置。翅片组包括两个镜像设置的翅片12，沿翅片12的长度方向，翅片12分为三部分，第一部分为迎风区，第二部分为回流区，第三部分为背风区，迎风区设置有涡街发生器13，回流区设置有回流阻隔装置14，背风区的端部为圆角结构15。
迎风区具有较好的换热条件，加入涡街发生器13后具有更好的换热能力。回流区具有回流阻挡装置14，可减小回流，甚至消除回流，减少积灰。背风区换热效果较差，且积灰较多，因此对回流采用圆角结构15，有效减小流动阻力。
回流阻隔装置包括设置在翅片12上的挡板，挡板最大表面与翅片的宽度方向平行设置。设置在翅片12上的挡板为冲压成型，首先在翅片上冲孔，冲孔后的结构翻折形成挡板。翅片12上可以设置一个挡板，也可以设置两个挡板，当翅片12上设置两个挡板时，两个挡板分别位于翅片12的两侧。
沿翅片12的宽度方向上，挡板靠近基管11设置，且挡板位于翅片宽度方向的1/3处。
挡板沿基管12轴向的长度为相邻翅片组之间间距的1/4-1/3。
在翅片管的使用过程中，挡板对气流具有阻挡作用，可减小回流区甚至消除回流，减少积灰。
涡街发生器13为设置在翅片12靠近进风方向一端的折边，折边沿基管11轴向最长位置的长度为相邻翅片组之间间距的1/3。涡街发生器13的延伸方向与气流方向的攻角为10°～90°。
涡街发生器13是由翅片弯折形成，易于制造。
迎风区面积大于背风区面积。具体的，迎风区面积为背风区面积的2-3倍。
背风区换热效果较差，且积灰较多，因此对回流采用圆角布置，有效减小流动阻力。
翅片12整体向迎风区移动，增大迎风区面积同时减小背风区面积，换热效果经一步加强。
翅片管1包括2-4根基管11，基管11之间平行设置。即包含双H型翅片管、三H型翅片管和四H型翅片管。
翅片12的表面形状可为矩形、平行四边形、梯形或不规则四边形。翅片12内侧有和基管11外壁吻合的弧形凹槽，翅片12通过弧形凹槽与基管11对接。
综上所述，本实施方式中，提供了翅片管包括以下优点：
迎风区具有较好的换热条件，通过设置涡街发生器13，使远离基管11处的翅片向气流方向偏移，可有效应对烟气的磨损，同时，弯曲形成的结涡街发生器13能有效加强换热效果。回流区易发生烟气流分离和回流，回流使烟气与翅片管热的时间增加，回流区烟气温度较高，且不能快速扩散到回流区域以外的区域，因此换热效果下降，回流区中心烟气速度较低，易使烟气中的颗粒物从烟气中沉降出来，因烟气中的颗粒与前端换热器摩擦使烟气中的颗粒物带电，因此易吸吸附到翅片上，逐渐累积形成堵塞，本实施方式中，通过挡板对气流具有阻挡作用，可减小回流区甚至消除回流，减少积灰。背风区因为基管的阻挡使该区域烟气流速显著下降，所以换热效果较差，且积灰也较多，翅片整体向迎风区移动，可以增大迎风区面积同时减小背风区面积，与单H型翅片相比，多H型翅片具有工艺简单，加工便捷，焊接高效等特点。
参照图3、图4，在本实施方式中，还提供了一种换热器，其包括壳体，壳体内设置有如以上所述的翅片管1。
沿气流的流通方向，壳体分为积灰段2和换热段3，积灰段2和换热段3均设置有吹灰装置5和清灰槽6。
壳体还包括入口段7和出口段8，入口段7、积灰段2、换热段3和出口段8沿气流方向依次设置。
入口段7为喇叭口结构，且入口段7较大的开口与积灰段2对接。烟气经过入口段7后流道截面积变大，烟气流速下降，烟气对于翅片管1的磨损减小，同时积灰也更容易在积灰段聚集。
翅片管1沿水平方向排布，翅片管1的轴向方向与气流方向垂直设置。在积灰段2，位于上部翅片管1之间的排布间距小于位于下部翅片管1的排布间距。
由于重力影响，高度较低的积灰往往比高处的积灰要多，因此，加大翅片管1间距有利于防止积灰堵塞流道。
位于积灰段2的吹灰装置5数量是位于换热段3吹灰装置5数量的2-3倍。且翅片管1排布为插空排布，即形成翅片的错排。
实验发现，管道的磨损与烟气流速的3次方成正比，因此增大流道面积，增加流动阻力可以降低烟气流速，翅片的错排可进一步增加流道的阻力，从而减小磨损；实验还发现，大部分积灰发生于最开始的数排管束，流道后部的管束只有少量机会，因此，对于流道前面数排管束应该及时进行积灰清扫，且由由于前面数排管束积灰较后部管束要严重得多，所以吹灰装置应该布置较后部密集，且使用频率也较后排较高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种翅片管，其特征在于，所述翅片管包括基管，以及沿基管轴向布置的且与基管外壁连接的多个翅片组，翅片组之间平行设置；
所述翅片组包括两个镜像设置的翅片；
沿所述翅片的长度方向，翅片分为三部分，第一部分为迎风区，第二部分为回流区，第三部分为背风区；
所述迎风区设置有涡街发生器，回流区设置有回流阻隔装置，背风区的端部为圆角结构。
2.根据权利要求1所述的翅片管，其特征在于，所述回流阻隔装置包括设置在翅片上的挡板，所述挡板最大表面与翅片的宽度方向平行设置。
3.根据权利要求1或2所述的翅片管，其特征在于，沿翅片的宽度方向上，沿翅片的宽度方向上，挡板靠近基管设置，且挡板位于翅片宽度方向的1/3处；
所述挡板沿基管轴向的长度为相邻翅片组之间间距的1/4-1/3。
4.根据权利要求1所述的翅片管，其特征在于，所述涡街发生器为设置在翅片靠近进风方向一端的折边；
所述折边沿基管轴向最长位置的长度为相邻翅片组之间间距的1/3。
5.根据权利要求1或4所述的翅片管，其特征在于，所述涡街发生器的延伸方向与气流方向的攻角为10°～90°。
6.根据权利要求1或4所述翅片管，其特征在于，所述迎风区面积大于背风区面积。
7.根据权利要求1所述的翅片管，其特征在于，所述翅片管包括2-4根基管，所述基管之间平行设置。
8.一种换热器，其特征在于，包括壳体，壳体内设置有如权利要求1-7任意一项所述的翅片管；
沿气流的流通方向，壳体分为积灰段和换热段；
所述积灰段和换热段均设置有吹灰装置和清灰槽。
9.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，在所述壳体内，所述翅片管沿水平方向排布，所述翅片管的轴向方向与气流方向垂直设置；
在积灰段，位于上部翅片管之间的排布间距小于位于下部翅片管的排布间距。
10.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，位于积灰段的吹灰装置数量是位于换热段吹灰装置数量的2-3倍。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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