防堵高效率热量回收换热器
阅读说明：本技术 防堵高效率热量回收换热器 (Anti-blocking high-efficiency heat recovery heat exchanger ) 是由 黄献华 胡家荣 李江涛 张涛 刘文录 候文豪 韩俊 邓炜 赵理辉 洪慧 于 2021-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种防堵高效率热量回收换热器,其特征在于,包括换热器框架,换热器框架顶部设有烟气侧进口组件、底部设有烟气侧出口组件,烟气侧进口组件及烟气侧出口组件分布设有烟气进口及烟气出口,换热器框架的左、右两侧分布设有一组空气侧组件,空气侧组件设有空气进/出口,位于左、右两侧的两个空气进/出口左、右相对布置；换热器框架内由上至下依次设有N组上下层叠的上板片组件、M组上下层叠的中部板片组件以及K组上下层叠的下部板片组件。本发明在不整体改变现有锅炉系统的基础上,提供了一种运行安全可靠、避免对其他设备及整个系统造成影响的一种防堵高效率热量回收换热器,以达到节能减排的目的。(The invention relates to an anti-blocking high-efficiency heat recovery heat exchanger which is characterized by comprising a heat exchanger frame, wherein the top of the heat exchanger frame is provided with a smoke side inlet assembly, the bottom of the heat exchanger frame is provided with a smoke side outlet assembly, the smoke side inlet assembly and the smoke side outlet assembly are respectively provided with a smoke inlet and a smoke outlet, the left side and the right side of the heat exchanger frame are respectively provided with a group of air side assemblies, the air side assemblies are provided with air inlet/outlet, and the two air inlet/outlet positioned at the left side and the right side are oppositely arranged left and right; n groups of upper plate assemblies stacked up and down, M groups of middle plate assemblies stacked up and down and K groups of lower plate assemblies stacked up and down are sequentially arranged in the heat exchanger frame from top to bottom. On the basis of not integrally changing the existing boiler system, the invention provides the anti-blocking high-efficiency heat recovery heat exchanger which is safe and reliable in operation and avoids influencing other equipment and the whole system, so as to achieve the purposes of energy conservation and emission reduction.)
技术领域
本发明涉及一种防堵高效率热量回收换热器，属于烟气/废气环保和节能领域。
背景技术
目前，电厂锅炉一般采用管式省煤器提高进锅炉新鲜空气的温度，达到节能目的。但是由于管式省煤器换热效率较低、体积庞大，造成原烟气温度仍有较大热量无法充分回收利用，造成大量热能的损失。在冬季采暖时，由于供暖需要，负荷会增加，未被利用的烟气余热会更多。
板式结构的烟气换热器为一种新型的烟气换热器结构，具有体积小、重量轻、换热效率高、易安装、维护简便、不易堵塞等特点。电厂的除尘前的烟气余热因为灰尘量大，容易对设备造成堵塞和磨损，因此相关热量难以回收利用。采用传统的管式换热器，换热效率低、体积庞大，同时运行后堵塞不易清洗，维护难度大，无法保证长期的正常运行。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够充分利用烟气余热的烟气换热器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种防堵高效率热量回收换热器，其特征在于，包括换热器框架，换热器框架顶部设有烟气侧进口组件、底部设有烟气侧出口组件，烟气侧进口组件及烟气侧出口组件分布设有烟气进口及烟气出口，换热器框架的左、右两侧分布设有一组空气侧组件，空气侧组件设有空气进/出口，位于左、右两侧的两个空气进/出口左、右相对布置；
换热器框架内由上至下依次设有N组上下层叠的上板片组件、M组上下层叠的中部板片组件以及K组上下层叠的下部板片组件，N≥1，M≥1，K≥1；中部板片组件的位置与空气进/出口的位置相对应，使得两个空气进/出口分别位于中部板片组件的左、右两侧；
上板片组件、中部板片组件及下板片组件的结构相同，均包括多片上下层叠的板片以及设于层叠的板片前侧及后侧的侧面封板；上下相邻的两个板片之间留有间隙，作为用于通入烟气的烟气通道或用于通入空气的空气通道，烟气通道与空气通道间隔布置；设烟气通道的通道宽度为D1、空气通道的通道宽度为D2，则有：D1>D2。
优选地，所述烟气侧进口组件、所述烟气侧出口组件及所述空气侧组件均采用天圆地方结构形式。
优选地，在所述换热器框架顶部与所述烟气侧进口组件之间设有固定旋转蒸汽吹灰器组件一。
优选地，在所述上板片组件与所述中部板片组件之间设有固定旋转蒸汽吹灰器组件二。
优选地，所述换热器框架的前侧设有支撑结构件，支撑结构件位于所述固定旋转蒸汽吹灰器组件二的下方；支撑结构件与所述固定旋转蒸汽吹灰器组件二之间设有支脚。
优选地，所述固定旋转蒸汽吹灰器组件一与所述固定旋转蒸汽吹灰器组件二结构相同。
优选地，所述固定旋转蒸汽吹灰器组件一或所述固定旋转蒸汽吹灰器组件二包括形状与所述换热器框架相同的框架结构，框架结构的前侧及后侧分别设有一个可旋转的蒸汽入口。
优选地，所述板片表面有大小不同的圆形凸点结构以及大小不同的圆形凹陷结构，所有圆形凸点结构以及圆形凹陷结构随机均匀分布在板片表面。
优选地，有两种不同尺寸的所述圆形凸点结构，分别为长度较长且弧度较小的大圆形凸点结构以及长度较短且弧度较大的小圆形凸点结构。
优选地，有两种不同尺寸的所述圆形凹陷结构，分别为长度较长且弧度较小的大圆形凹陷结构以及长度较短且弧度较大的小圆形凹陷结构。
本发明在不整体改变现有锅炉系统的基础上，提供了一种运行安全可靠、避免对其他设备及整个系统造成影响的一种防堵高效率热量回收换热器，以达到节能减排的目的。
全焊接板式换热器是一种适用于烟气-空气换热器的新型换热器结构，具有换热效率高、体积小、重量轻、易于安装和维修、不易堵塞、耐腐蚀、使用寿命长、投资成本低等优点。本发明提供的全焊接板式换热器的传热原件为凸点式不锈钢板片，采用创新性的不同高度的凸点结构，既能满足增加传热的效果，又同时可以减少气体阻力，并保证板间有足够的支撑机械强度。
附图说明
图1为本发明的立体示意图；
图2为本发明的正面示意图；
图3为固定旋转蒸汽吹灰器组件的结构示意图；
图4为本发明中的板片示意图；
图5为图4中的A-A向剖视图；
图6为图4中的B-B向剖视图；
图7为图4中的C-C向剖视图；
图8为图4中的D-D向剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1及图2所示，本发明提供的一种防堵高效率热量回收换热器采用换热效率高的板式结构以及全焊接型式，包括换热器框架、上板片组件1、固定旋转蒸汽吹灰器组件一2、下板片组件3、固定旋转蒸汽吹灰器组件二4、中部板片组件5、支脚6、空气侧天圆地方组件7、烟气侧天圆地方进口组件8、烟气侧天圆地方出口组件9、支撑结构件10、侧面封板11等构成。
换热器框架顶部设置烟气侧天圆地方进口组件8(烟气侧天圆地方进口组件 8的结构形状参考图1，此处不再赘述)，烟气侧天圆地方进口组件8有圆形的烟气进口，高温烟气由烟气进口进入本发明提供的换热器内。烟气侧天圆地方进口组件8下方设置固定旋转蒸汽吹灰器组件一2。固定旋转蒸汽吹灰器组件一2的结构如图3所示，包括形状与换热器框架相同的框架结构2-1，框架结构2-1的前侧及后侧分别设有一个可旋转的蒸汽入口2-2。可以在一个球关节中部穿设一根蒸汽管道，再将球关节固定在框架结构2-1上，实现蒸汽入口2-2的旋转，本领域技术人员也可以采用其他结构实现蒸汽入口2-2的旋转，此处不再赘述。烟气侧天圆地方进口组件8固定在固定旋转蒸汽吹灰器组件一2的顶部，固定旋转蒸汽吹灰器组件一2再固定在换热器框架顶部。经由烟气侧天圆地方进口组件8 进入的高温烟气先通过固定旋转蒸汽吹灰器组件一2后，再进入换热器框架内。
换热器框架的左、右两侧分别设有一组空气侧天圆地方组件7(空气侧天圆地方组件7的结构形状参考图1，此处不再赘述)，每个空气侧天圆地方组件7 均有一个圆形的空气侧入口。位于左、右两侧的两个空气侧进/出口左、右相对布置。
换热器框架的底部设有烟气侧天圆地方出口组件9(烟气侧天圆地方出口组件9的结构形状参考图1，此处不再赘述)，烟气侧天圆地方出口组件9有一个圆形的烟气侧出口。
换热器框架内由上至下依次布置有多组上板片组件1、固定旋转蒸汽吹灰器组件二4、多组中部板片组件5及多组下板片组件3。中部板片组件5的设置位置与空气侧进/出口的位置相对应，使得两个空气侧进/出口分别位于中部板片组件5的左、右两侧。固定旋转蒸汽吹灰器组件二4的结构同固定旋转蒸汽吹灰器组件一2，此处不再赘述。自烟气进口进入的高温烟气通过固定旋转蒸汽吹灰器组件一2后，经过上板片组件1后通过固定旋转蒸汽吹灰器组件二4，再依次经过中部板片组件5及下板片组件3。在此过程中，空气经由位于一侧的空气侧天圆地方组件7的空气侧进/出口从侧面进入中部板片组件5，与高温烟气换热后，再从另一侧的空气侧天圆地方组件7的空气侧进/出口出本发明提供的换热器。高温烟气在流经中部板片组件5的过程中，与空气充分接触换热。
上板片组件1、中部板片组件5及下板片组件3的结构相同，均包括多片上下层叠的板片以及设于层叠的板片前侧及后侧的侧面封板11。上下相邻的两个板片之间留有间隙，作为用于通入烟气的烟气通道，也可以作为于通入空气的空气通道。烟气通道与空气通道间隔布置，实现进入烟气通道的高温烟气与进入空气通道的低温空气之间的换热。应当注意的是：烟气通道与空气通道的布置形式为本领域技术人员的常识，本发明中不再对其具体结构进行详述。相比于现有技术方案，本发明的一个改进之处在于烟气通道的通道宽度，本实施例中，将烟气通道的通道宽度增加至25mm，防止烟气灰尘的堵塞。由于空气侧气体为新鲜干净气体，因此本实施例发明中，空气通道的通道宽度设置为10mm。通过上板片组件1及下板片组件3与中部板片组件5不同烟气通道的间距设计，即可减少烟气侧的堵塞，又可以同时保证较高的换热效率。
在本发明中，如图4所示，板片均布有大小不同的圆形凸点结构以及大小不同的圆形凹陷结构，所有圆形凸点结构以及圆形凹陷结构随机均匀分布在板片表面。本实施例中，有两种不同尺寸的圆形凸点结构，分别为长度较长且弧度较小的大圆形凸点结构以及长度较短且弧度较大的小圆形凸点结构。本实施例中，如图5所示，大圆形凸点结构的长度L1约为53.55mm、R1弧度约为153°、顶部宽度D1约为10mm，小圆形凸点结构的长度L2约为39.4mm、弧度R2约为171°、顶部宽度D2约为3mm、高度H1约为1.5mm。有两种不同尺寸的圆形凹陷结构，分别为长度较长且弧度较小的大圆形凹陷结构以及长度较短且弧度较大的小圆形凹陷结构。本实施例中，大圆形凹陷结构的长度L3约为53.55mm、弧度R3 约为153°、底部宽度D3为10mm、深度Dp1为5mm，小圆形凹陷结构的长度 L4约为39.7mm、弧度R4约为171°、底部宽度D4为3mm、深度Dp2为1.5mm。板片为覆膜一次性冲压成型，表面光滑，无死角及夹角，通过性强、残余应力小、不易堵塞且容易清洗。
本发明采用板式结构的设计，具有高传热效率，可以尽可能地回收原烟气热量，提高入炉新鲜空气的温度，达到节能目的。
换热器框架的前侧还设有支撑结构件10，支撑结构件10位于固定旋转蒸汽吹灰器组件二4的下方。支撑结构件10与固定旋转蒸汽吹灰器组件二4之间设有支脚6。
本发明为防止堵塞和进行在线清洗，设置两组固定旋转蒸汽吹灰器，分别位于上部和中部，为固定旋转蒸汽吹灰器组件一2及固定旋转蒸汽吹灰器组件二4。利用两组固定旋转蒸汽吹灰器对上板片组件1、中部板片组件5及下板片组件3 进行定期清洗，防止含高固体颗粒的原烟气侧堵塞。本发明提供的固定旋转蒸汽吹灰器组件一2及固定旋转蒸汽吹灰器组件二4可以在有限空间里，有效地对各个通道进行清洗，尤其是含有粘性物质的灰尘。固定旋转蒸汽吹灰器组件一2 主要用于上板片组件1的清洗，固定旋转蒸汽吹灰器组件二4主要用于中部板片组件5及下板片组件3的清洗。
按照664℃的烟气进口温度核算，上述换热器每小时回收热量为： Q＝18050Nm3/h*1.296*1.19*299/3600＝8323200KJ≈284公斤标准煤。按照一年 8000小时运行时间，一年可节省大约2272吨标准煤。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种适用于北方地区的冷却水的冷却系统及工艺