[发明专利]一种垂直烟道内的换热器布置结构

说明书

技术领域

本发明涉及烟道换热器布置技术领域，具体涉及一种垂直烟道内的换热器布置结构。

背景技术

为充分利用锅炉烟气中的热量并对烟气内的污染物进行脱除，锅炉烟气一般要经由炉膛出口、省煤器、空气预热器、除尘器等，其间垂直上升或垂直下降的连接烟道不可避免，垂直烟道的结构直接影响到烟气的流场和烟尘的流动情况，为均流烟气并防止烟道中飞灰沉积，垂直烟道的结构设计至关重要；另外，随着锅炉烟气后处理装置的增加，占地面积也急剧增大，为了更充分地对烟气余热进行利用并提高后续除尘脱硫效率，应尽量在除尘器前充分利用每一段烟道对烟气进行深度冷却。

对于垂直烟道，现有烟道多未进行特殊设计，少数在水平转垂直及垂直转水平急转烟道处采用均流装置或者带飞灰分离的均流装置，但结构复杂，不便实施；而垂直烟道内部，或不布置换热管，或通过改变烟气通流面积实现等流速设计，保证垂直烟道内的烟气流速，但垂直烟道的尾部转弯处无法布置换热管，烟气流经该区域时流速骤降，极易积灰。现有的装置及设计存在问题与隐患如下：

1)现有多种急转烟道均流装置结构复杂，烟气流动阻力增大，安装不便；带飞灰分离的急转烟道均流装置过早地将飞灰分离，大大降低了烟气的灰硫比，若所用为低低温除尘器，除尘效率可能有所降低，甚至会导致装置受损；

2)现有大部分垂直上升烟道未考虑由于重力可能引起的飞灰沉积从而导致烟道底部积灰；少部分垂直烟道进行了防积灰的变截面设计，并在其内布置换热管，但结构复杂，安装不便，且由于烟道截面不规则易形成烟气走廊；

3)现有垂直烟道内均为烟气横向冲刷换热管，但横向布置的换热管难以布置在烟道尾部转弯处，烟气流经该区域时流速骤降，极易积灰；

4)不合适的烟道设计及换热管布置，不能充分利用烟道进行烟气冷却，锅炉热效率和后续除尘脱硫效率难以提高；

因此为实现烟气从水平烟道转垂直上升或下降烟道再转水平烟道的平稳过渡以及垂直烟道内的高效换热，需要对垂直烟道内部换热管束进行特殊设计。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种垂直烟道内的换热器布置结构，可以实现烟气从水平烟道到垂直上升或下降烟道再到水平烟道的过渡，并通过垂直烟道内纵向布置的经特殊设计的管束，防止飞灰沉积，实现烟气在烟道转弯处的平稳转向和烟气的深度冷却，提高锅炉热效率以及后续除尘脱硫效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种垂直烟道内的换热器布置结构，包括垂直烟道1及内部管束2；所述垂直烟道1的上部一侧和下部另一侧分别与水平烟道相连，烟气沿水平烟道进入垂直烟道，再流向水平烟道；所述内部管束2纵向布置在垂直烟道1内，内部管束2包括基管3及基管3上焊接的板翅4和针翅5，使得沿烟气流动方向内部管束2依次为光管段、板翅段和针翅段；管束间通过弯头6连接，最前排和最后排的管束分别与进口集箱7和出口集箱8连通；所述垂直烟道1中部布置有夹板9用来固定内部管束2；内部管束2内流通有换热介质。

所述垂直烟道1为上升烟道或下降烟道。

所述内部管束2的板翅段沿烟气流动方向依次为第一板翅段和第二板翅段；板翅段管束横截面轮廓为正方形或正六边形，当板翅段管束横截面轮廓为正方形时，基管3周向焊接的板翅数在第一板翅段和第二板翅段分别为4和8，当板翅段管束横截面轮廓为正六边形，基管3周向焊接的板翅数在第一板翅段和第二板翅段分别为6和12，即沿烟气流动方向板翅数增多。

所述内部管束2沿烟气水平流动方向，其光管段逐渐缩短，针翅段逐渐变长，而板翅段长度不变；光管段、板翅段和针翅段长度总和为垂直烟道高度。

当所述内部管束2的板翅段横截面为正六边形时，内部管束2错列布置，当所述内部管束2的板翅段为正四边形时，内部管束2顺列布置或错列布置；管束排数随烟道截面积的增大而增多，使管束充满垂直烟道。

为适应不同烟道尺寸和换热要求，所述板翅4的高度为25mm～45mm，长度为40mm～100mm，厚度为2mm～10mm。

所述夹板9的数量根据垂直烟道高度布置1～2个。

所述进口集箱7和出口集箱8分别布置在烟道顶部和底部，或同时布置在顶部或底部。

所述内部管束2内流通有换热介质为热水或蒸汽。

本发明和现有技术相比较，有益效果在于：

1)本发明一种垂直烟道内的换热器布置结构，内部换热管布置按照烟气流动方向设计，垂直上升和垂直下降烟道均可适用。