[发明专利]一种带有空气预热器的换热结构

说明书

技术领域

本发明属于热工设备领域，涉及一种带有空气预热器的换热结构，更具体地说，涉及一种应用于冷凝换热器上的空气预热器换热结构。

背景技术

早在20世纪中东石油危机之后，为节约能源，在欧洲便研制出了高热效率的冷凝式锅炉，其显著特点是热效率比常规设计锅炉提高10%以上。由于使锅炉的排烟温度降低到露点以上，烟气中大量水蒸汽冷凝并释放出汽化潜热，具有明显的节能效果，运用到冷凝式锅炉中的冷凝式换热器就是根据其原理研制而成。

燃气燃烧可供利用的热量包括烟气的显热和烟气中水蒸汽的潜热两部分。普通型换热器受其结构的限制，排烟温度高，只能利用燃气的低热值部分；冷凝式换热器由于排烟温度很低，不仅能够充分吸收烟气的显热还能吸收潜热，利用的是烟气的高热值。因此，冷凝式换热器的热能利用效率可以大大提高。为了充分吸收高温烟气的热量及收集凝结水，其一般采用二次换热方式，工作时，高温烟气依次由下至上进入显热换热器和冷凝段换热器，而水流方向正好相反，先经过冷凝段换热器，冷水在冷凝段换热器吸收高温烟气余热后，再进入主换热器吸收火焰显热。换热器吸收显热和潜热后烟气温度将降至常温，由上部烟道排出，为了安全可靠的排出烟气，冷凝式换热器采用强制排烟的方式排出烟气，使得烟气中的水蒸汽尽可能多的凝结，这就使被加热的水吸收的潜热量和显热量就越多，其节能效果就越好。故冷凝式换热器利用了作为排烟损失掉的热量，把排烟热损失变为了有用的热，这部分热量有效利用的程度决定了冷凝式换热器的节能效果。

空气预热器一般在电站等大型锅炉中采用，在供热锅炉中还没有采用。现有大型锅炉设计的管式或再生式空气预热器为壁免发生低温腐蚀和堵灰，若进口风温20°C，排烟温度要高于158°C（当酸露点为80°C）。这样会造成较高的排烟损失，浪费了宝贵的热源。若想进一步降低锅炉的排烟温度并保证目前空预器的管壁最低温度不低于烟气露点，采用传统技术方案是无法做到的。

同时空气预热器的进口风温随着季节会发生改变，而排烟温度也受到负荷、燃烧等影响，当空气预热器的壁面温度低于酸露点温度时，空气预热器末端就会发生局部积灰、系统阻力增加、受热面结垢等低温腐蚀问题，从而影响换热器的热效率。

因此，如何将带有空气预热器的换热结构运用到换热器中，克服上述技术问题进而进一步增加换热效率就显得尤为重要。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明要解决的技术问题是，如何克服现有技术中换热器结构设计中不足而导致换热效率低，排烟温度高以及烟气余热利用不足的问题，以及如何进行换热器与空气预热器的结合以达到对穿过其中的流体（气体）进行预热并提高换热效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种带有空气预热器的换热结构，包括壳体，设置于壳体内的燃烧器以及复数个翅片管，所述燃烧器周围安装有由复数个翅片管紧密排列组成的翅片管束，燃烧器下方设置有排烟管道，所述排烟管道内设置有空气预热器。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述燃烧器周围安装有由复数个翅片管紧密排列组成的翅片管束为复数个翅片直管紧密圆周均布的翅片直管束。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述复数个翅片直管紧密圆周均布的翅片直管束外侧设置有外导流板；所述外导流板为截面为带有弧度的“V”型长条状导流板，与翅片直管外侧贴合，紧密排列的翅片直管的相邻处与外导流板的导流口相互错开。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述燃烧器周围安装有由复数个翅片管紧密排列组成的翅片管束为由复数个螺旋翅片盘管上下倒置贴合组成的螺旋翅片盘管管束。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述复数个螺旋翅片盘管上下倒置贴合组成的螺旋翅片盘管管束外侧设置有外导流板；所述外导流板为“V”型螺旋状导流板，与螺旋翅片盘管外侧贴合，紧密排列的螺旋翅片盘管的相邻处与外导流板的导流口相互错开。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述燃烧器下方的排烟管道由壳体与复数个紧密排列翅片直管组成。

作为本发明所述带有空气预热器的换热结构的一种优选方案，其中所述燃烧器下方组成排烟管道的翅片直管的内侧设置有内导流板，所述内导流板为截面为带有弧度的“V”型长条状导流板，与翅片直管贴合，紧密排列的翅片直管的相邻处与内导流板的导流口相互错开。