一种自清理沉积的空预器的制作方法

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1.本实用新型涉及气体热量交换技术领域，更具体的说是涉及一种自清理沉积的空预器。

背景技术：

2.空气预热器是提高锅炉热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备。空气预热器的作用，是将锅炉尾部烟道中排出的烟气中携带的热量，通过散热片传导到进入锅炉前的空气中，将空气预热到一定的温度。当前燃煤电站锅炉的空预器多为回转式空预器，以三仓回转空预器为例，三仓回转式空预器是一种蓄热式空预器，转子旋转时，烟气和空气交替流过蓄热元件，烟气流过时，受热面吸热，转到空气侧受热面再放热，将空气加热。三分仓回转式空预器分为三个通道，烟气通道一般占受热面的50％，空气通道占受热面的 30％-40％，分为一次风道和二次风道，其余部分为密封区，用以防止漏风。
3.这种空预器由于结构的原因，进入空预器的一次风和二次风会泄漏到烟气中，不但浪费了一次风机和二次风机的功率，还降低了换热效率。烟气脱硝过程中产生的硫酸氢氨在空预器的低温区混合烟气中灰凝结沉积在换热元件上，造成换热效率下降的同时，增加空预器阻力，甚至堵塞，严重影响锅炉的正常运行。
4.因此，如何提供一种自清理沉积的空预器保障锅炉的正常运行，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种自清理沉积的空预器，解决现有空预器易堵塞的问题。
6.本实用新型提供了一种自清理沉积的空预器，包括：
7.壳体，所述壳体内部为空腔，其外壁一侧上开设有与空腔内部连通的烟气总入口、一次风总出口、二次风总出口；其外壁另一侧上设有与空腔连通的烟气总出口、一次风总入口、二次风总入口；
8.换热单元，所述空腔内设置有多个水平布置的换热单元，每一个换热单元由下至上依次包括相互分隔、且不连通的烟道管、风管二、风管一、以及依次垂直贯穿烟道管、风管二，风管一的热管；且所述烟道管内的热烟气流动方向和风管二、风管一内冷风的流动方向相反；
9.所有的烟道管两端分别连接至烟气总入口、烟气总出口，所有风管二两端分别连接至二次风总出口、二次风总入口；所有风管一两端分别连接至一次风总出口、一次风总入口；每一个换热单元对应的所述烟道管在烟气出口侧均设置有可调节烟气流量的烟气导向门；每一个所述换热单元对应的风管二和风管一的冷风入口均设置有用于调节冷风进入量的冷风导向门。
10.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种自清理
沉积的空预器，将多个换热单元集于一个壳体内，并共用烟气总入口，烟气总出口、一次风总出口、二次风总出口，一次风总入口、二次风总入口；通过调节其中一个换热单元的烟气通道输入的热量增加，输出的热量减少，配合其余换热单元，提高该换热单元烟气管温度，清除附着其内热管上的沉积；其余换热单元依次循环清除沉积，实现空预器整体清除沉积，防堵塞的目的。
11.进一步地，所述壳体为长方体，其一侧由下至上依次设置烟气总入口、二次风总出口及一次风总出口，另一侧由下至上依次设置烟气总出口、二次风总入口及一次风总入口。
12.进一步地，所述烟道管、所述风管二及所述风管一通过隔板分隔，与所述热管贯穿位置密封。
13.进一步地，所述烟气导向门包括导向轴，所述导向轴一端端部开设有圆柱孔，所述圆柱孔内设置有第一轴承，该端穿出隔板进入所述风管二内，并通过第一轴承座转动于隔板上，其另一端通过另一个第一轴承座转动支撑、且伸出所述壳体，并与第一传动机构连接；所述导向轴上固定有片状的导向板。
14.进一步地，所述冷风导向门包括冷风导向轴，所述冷风导向轴一端位于风管二内、且插入所述圆柱孔内与第一轴承转动接触，其上固定有一个冷风导向板，其另一端先穿过隔板进入风管一，且通过第二轴承座转动支撑，其上固定有一个冷风导向板，再穿出壳体，通过另一个第二轴承座转动支撑，并与第二传动机构连接。
15.进一步地，所述第一轴承座和所述第二轴承座结构相同，均包括基座，所述基座焊接于所述隔板或壳体上，其内安装有第二轴承，所述第二轴承外部具有密封圈及滑动止推环。
16.进一步地，所述热管排列方式呈正六边形布置。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1附图为本实用新型提供的一种自清理沉积的空预器内部截面的结构示意图；
19.图2和图3附图示出了本实用新型一个换热单元的结构示意图；
20.图4附图示出了一个换热单元内部的结构示意图；
21.图5附图为图4的立体图；
22.图6附图示出了烟气通道内部的结构示意图；
23.图7附图示出了风管一或风管二内部的结构示意图；
24.图8附图示出了烟气导向门和冷风导向门的结构示意图；
25.图9附图为第一轴承座的结构示意图；
26.图10附图为第二轴承座的结构示意图。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始
至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.由于现有空预器结构的限制，进入空预器的一次风和二次风会泄漏到烟气中，不但浪费了一次风机和二次风机的功率，还降低了换热效率。烟气脱硝过程中产生的硫酸氢氨在空预器的低温区混合烟气中灰凝结沉积在换热元件上，造成换热效率下降的同时，增加空预器阻力，甚至堵塞，严重影响锅炉的正常运行。
32.为此，本实用新型实施例公开了一种自清理沉积的空预器，参见附图1-7，包括：壳体1，所述壳体1内部为空腔，壳体可以为长方体，球体，正方体，圆柱体以及组合结构等，内部空腔可以为矩形腔、圆形腔、圆柱腔或者不规则腔室，壳体外壁一侧上开设有与空腔内部连通的烟气总入口11、一次风总出口12、二次风总出口13；其外壁另一侧上设有与空腔连通的烟气总出口14、一次风总入口15、二次风总入口16。
33.所述空腔内设置有多个水平布置的换热单元2，换热单元可以为长方体，正方体，圆柱体等，每一个换热单元2由下至上依次包括相互分隔、且不连通的烟道管21、风管二22、风管一23、以及依次垂直贯穿烟道管21、风管二22，风管一23的热管3，由此防止一次风和二次风泄漏到烟气中；且所述烟道管21内的热烟气流动方向和风管二22、风管一23内冷风的流动方向相反；参见附图4和5，热管与热烟气接触时，将热烟气的热量传递到风管二和风管一，热烟气被降温成为冷烟气，冷一次风和冷二次风流经热管时，被热管加热成为热一次风和热二次风。
34.所有的烟道管21两端分别连接至烟气总入口11、烟气总出口14，所有风管二22两端分别连接至二次风总出口13、二次风总入口16；所有风管一 23两端分别连接至一次风总出口12、一次风总入口15；由此便于整体调节烟气量及冷风量。
35.每一个换热单元2对应的所述烟道管21在烟气出口侧均设置有可调节烟气流量的烟气导向门211；每一个所述换热单元2对应的风管二22和风管一 23的冷风入口均设置有
用于调节冷风进入量的冷风导向门231。
36.本实用新型通过将多个换热单元集于一个壳体内，并共用烟气总入口，烟气总出口、一次风总出口、二次风总出口，一次风总入口、二次风总入口；通过调节其中一个换热单元的烟气通道输入的热量增加，输出的热量减少，配合其余换热单元，提高该换热单元烟气管温度，清除附着其内热管上的沉积；其余换热单元依次循环清除沉积，实现空预器整体清除沉积，防堵塞的目的。
37.在本实用新型的一个具体的实施例中，所述壳体1为长方体，其一侧由下至上依次设置烟气总入口11、二次风总出口13及一次风总出口12，另一侧由下至上依次设置烟气总出口14、二次风总入口16及一次风总入口15，长方体内部水平布置多个换热单元，更有利于空预器的空间布置。
38.有利的是，所述烟道管21、所述风管二22及所述风管一23通过隔板4 分隔，与所述热管3贯穿位置可焊接或采用耐高温密封件密封；进一步防止泄漏。
39.在本实用新型的实施例中，参见附图8和9，所述烟气导向门211包括导向轴2111，所述导向轴2111一端端部开设有圆柱孔，所述圆柱孔内设置有第一轴承，该端穿出隔板4进入所述风管二22内，并通过第一轴承座2113转动于隔板4上，其另一端通过另一个第一轴承座2113转动支撑、且伸出所述壳体1，并与第一传动机构连接；所述导向轴2111上固定有片状的导向板 2112。
40.参见附图8和10，所述冷风导向门231包括冷风导向轴2311，所述冷风导向轴2311一端位于风管二22内、且插入所述圆柱孔内与第一轴承转动接触，其上固定有一个冷风导向板2312，其另一端先穿过隔板4进入风管一23，且通过第二轴承座2313转动支撑，其上固定有一个冷风导向板2312，再穿出壳体1，通过另一个第二轴承座2313转动支撑，并与第二传动机构连接。
41.上述方案通过第一传动机构和第二传动机构传动带动导向轴上的导向门运动开启或关闭。第一传动机构和第二传动机构可以为电动执行机构，用于驱动和控制转动。
42.参见附图9和10，所述第一轴承座2113和所述第二轴承座2313结构相同，均包括基座21131，所述基座21131焊接于所述隔板4或壳体1上，其内安装有第二轴承21132(用于对导向轴进行径向限位)，所述第二轴承21132 外部具有密封圈21133(防止各通道内气体相互泄漏)及滑动止推环21134(用于对导向轴进行轴向限位)；冷风导向轴2311另一端对应的所述滑动止推环 21134与轴上挡肩接触。
43.在本实用新型的另一实施例中，为了提高热管入气体之间的热交换，所述热管3为多根，排列方式呈正六边形布置。
44.本实用新型的一种空预器自清理沉积的方法，将上述的空预器中一个换热单元的烟气通道输入的热量增加，输出的热量减少，提高该换热单元烟气管温度，清除附着其内热管上的沉积；其余换热单元依次循环清除沉积。
45.现有的三仓回转式空预器自上而下分为高温区、中温区、低温区，硫酸氢氨在低温区才会形成黏性很大的液体，再混合烟气内的灰沉积到换热元件表面，最终形成堵塞。在高温区不存在这个现象。
46.本实用新型以换热单元一为例，阐述提高烟气通道温度实现防堵塞的过程。首先旋转换热单元一的一次风、二次风冷风导向门，并保持其他换热单元的一次风、二次风冷风
导向门在最大开度。此时，换热单元一的风道一和风道二通道通流截面积减小了，从而减少一次冷风和二次冷风的流量。
47.同时，换热单元一下层烟气通道内的烟气导向门保持最大开度不变，旋转其他换热单元的烟气导向门，使换热单元一下层烟气通道内的烟气流量增加。对于换热单元一来讲，输入的热量增加了，带出的热量减少了，换热单元一的温度随之升高，当达到硫酸氢氨气化温度时，已经粘附在热管表面的堵塞物即被分解并清除掉，从而避免堵塞发生。
48.依次对其他换热单元进行换热单元一的操作，逐个清理换热单元内的堵塞物，实现空预器无堵塞运行。
49.在每个换热单元的烟气通道出口处设置温度传感器。当空预器工作正常时，换热效率比较高，所以烟气出口处温度通常在130℃左右，随着硫酸氢氨对空预器堵塞的增加，换热效率不断下降，烟气出口温度逐渐升高，所以烟气出口温度传感器的作用是判断空预器的堵塞程度，比如可以设定高于正常排烟温度10℃即进行清理操作。清理操作进行时温度会逐渐增加，当达到要求的温度和持续的时长后，即可结束本换热单元的清理操作。
50.硫酸氢氨沸点为350℃，熔点为147℃，资料记载在147℃～250℃时，硫酸氢氨呈鼻涕状态，粘附着烟气中的灰尘造成堵塞。所以在温度高于250℃或低于147℃时，硫酸氢氨的状态不会造成堵塞，因此解决了通道堵塞的问题。
51.现有的三仓回转式空预器工作过程是蓄热元件先在烟道内吸收热烟气的热量，然后蓄热元件携带热量旋转一次风和二次风通道内，释放热量加热一次风和二次风。本实用新型空预器则是将热管作为导热元件，热管像管道一样，将热烟气的热量输送至一次风(风管一)和二次风(风管二)通道内，加热一次风和二次风，不存在蓄热元件物理位置上的移动，所以无泄漏，热管贯穿位置为静密封，更容易实现密封。
52.本实用新型由于没有庞大的转动蓄热体，不但运行能耗大幅下降，还避免了转动带来的磨损，所以容易维护。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种自清理沉积的空预器，其特征在于，包括：壳体(1)，所述壳体(1)内部为空腔，其外壁一侧上开设有与空腔内部连通的烟气总入口(11)、一次风总出口(12)、二次风总出口(13)；其外壁另一侧上设有与空腔连通的烟气总出口(14)、一次风总入口(15)、二次风总入口(16)；换热单元(2)，所述空腔内设置有多个水平布置的换热单元(2)，每一个换热单元(2)由下至上依次包括相互分隔、且不连通的烟道管(21)、风管二(22)、风管一(23)、以及依次垂直贯穿烟道管(21)、风管二(22)，风管一(23)的热管(3)；且所述烟道管(21)内的热烟气流动方向和风管二(22)、风管一(23)内冷风的流动方向相反；所有的烟道管(21)两端分别连接至烟气总入口(11)、烟气总出口(14)，所有风管二(22)两端分别连接至二次风总出口(13)、二次风总入口(16)；所有风管一(23)两端分别连接至一次风总出口(12)、一次风总入口(15)；每一个换热单元(2)对应的所述烟道管(21)在烟气出口侧均设置有可调节烟气流量的烟气导向门(211)；每一个所述换热单元(2)对应的风管二(22)和风管一(23)的冷风入口均设置有用于调节冷风进入量的冷风导向门(231)。2.根据权利要求1所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述壳体(1)为长方体，其一侧由下至上依次设置烟气总入口(11)、二次风总出口(13)及一次风总出口(12)，另一侧由下至上依次设置烟气总出口(14)、二次风总入口(16)及一次风总入口(15)。3.根据权利要求1所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述烟道管(21)、所述风管二(22)及所述风管一(23)通过隔板(4)分隔，与所述热管(3)贯穿位置密封。4.根据权利要求3所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述烟气导向门(211)包括导向轴(2111)，所述导向轴(2111)一端端部开设有圆柱孔，所述圆柱孔内设置有第一轴承，该端穿出隔板(4)进入所述风管二(22)内，并通过第一轴承座(2113)转动于隔板(4)上，其另一端通过另一个第一轴承座(2113)转动支撑、且伸出所述壳体(1)，并与第一传动机构连接；所述导向轴(2111)上固定有片状的导向板(2112)。5.根据权利要求4所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述冷风导向门(231)包括冷风导向轴(2311)，所述冷风导向轴(2311)一端位于风管二(22)内、且插入所述圆柱孔内与所述第一轴承转动接触，其上固定有一个冷风导向板(2312)，其另一端先穿过隔板(4)进入风管一(23)，且通过第二轴承座(2313)转动支撑，其上固定有一个冷风导向板(2312)，再穿出壳体(1)，通过另一个第二轴承座(2313)转动支撑，并与第二传动机构连接。6.根据权利要求5所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述第一轴承座(2113)和所述第二轴承座(2313)结构相同，均包括基座(21131)，所述基座(21131)焊接于所述隔板(4)或壳体(1)上，其内安装有第二轴承(21132)，所述第二轴承(21132)外部具有密封圈(21133)及滑动止推环(21134)。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种自清理沉积的空预器，其特征在于，所述热管(3)排列方式呈正六边形布置。

技术总结

本实用新型涉及一种自清理沉积的空预器，包括壳体及壳体空腔内设置的多个水平布置的换热单元，每个换热单元由下至上依次包括相互分隔、且不连通的烟道管、风管二、风管一以及依次垂直贯穿的热管；且烟道管内的热烟气流动方向和风管内冷风的流动方向相反；所有的烟道管两端共用烟气总入口总出口，所有风管二两端共用二次风总出口总入口；所有风管一两端共用一次风总出口总入口；每个烟道管在烟气出口侧均设置有烟气导向门；每个风管的冷风入口均设置有冷风导向门。通过调节其中一换热单元的烟气通道输入热量增加，输出热量减少，提高该换热单元烟气管温度，清除附着其内热管上的沉积；其余换热单元依次清除，实现空预器整体清除沉积。积。积。