專利名稱：工業(yè)鍋爐用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣方法及其預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)鍋爐的空氣預(yù)熱方法及其預(yù)熱器，特別是利用生產(chǎn)過程中的凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣和它的預(yù)熱器。
眾所周知，鍋爐的空氣預(yù)熱及其預(yù)熱器通常是作為改善鍋爐燃燒條件的重要手段，以便通過預(yù)熱器的預(yù)熱使鍋爐由原來的冷風(fēng)燃燒變?yōu)闊犸L(fēng)燃燒，從而提高鍋爐的熱效率，節(jié)省煤等燃料。
在現(xiàn)有技術(shù)中，鍋爐的空氣預(yù)熱方法一直是利用鍋爐所排出的煙氣來加熱空氣，把用作熱交換的空氣預(yù)熱器安裝在煙道內(nèi)。這類預(yù)熱器中比較先進(jìn)的有上海生產(chǎn)的KN型管式空氣預(yù)熱器、浙江省生產(chǎn)的熱管式空氣預(yù)熱器都是安裝在工業(yè)鍋爐和省煤器之間的煙道內(nèi)。其中，KN型管式空氣預(yù)熱器傳熱系數(shù)低，在工業(yè)鍋爐上難以推廣和應(yīng)用。熱管式空氣預(yù)熱器雖然技術(shù)上是較為先進(jìn)的，特別是采用了高真空和充以高純度工質(zhì)的傳熱管，具有較高的傳熱系數(shù)，但是這種預(yù)熱器也因設(shè)在煙道內(nèi)，同KN型管式空氣預(yù)熱器一樣受到煙氣的沖擊磨損、粘附堵塞和有害氣體腐蝕等等作用，以致使用一段時間后效率降低，并由于制造技術(shù)要求高、工藝復(fù)雜、成本相應(yīng)增高、而使用壽命短，大大限制了它的應(yīng)用。
本發(fā)明目的在于克服上述工業(yè)鍋爐利用鍋爐所排出煙氣來加熱空氣的缺點(diǎn)，提供一種利用用汽設(shè)備工作過程中產(chǎn)生的凝結(jié)水和少量來自鍋爐的蒸汽來預(yù)熱空氣的方法及其所用的預(yù)熱器。這種預(yù)熱中，由于預(yù)熱器不放在煙道內(nèi)可完全克服煙氣的磨損、堵塞和腐蝕等外界影響使熱效率提高和有較好耐久的壽命，并且具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、造價低等優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱空氣方法是將預(yù)熱器串接或安裝在鍋爐、用汽設(shè)備、蒸汽分汽缸和水箱之間后，從二路供給預(yù)熱器熱介質(zhì)。一路通過并聯(lián)的用汽設(shè)備、分汽缸把凝結(jié)的高溫凝結(jié)水提供給預(yù)熱器，一路通過分汽缸直接把蒸汽送至預(yù)熱器，使得預(yù)熱器在高溫凝結(jié)水和蒸汽兩種熱介質(zhì)的作用下傳熱、散熱，并把周圍的空氣加熱。這樣，在預(yù)熱器的進(jìn)口鼓入冷風(fēng)，在出口就得到熱風(fēng)并輸送到鍋爐燃燒室，以致可提高燃燒熱效率。而從預(yù)熱器流出的冷卻的水則流回到水箱，隨后再經(jīng)省煤器，流入鍋爐。在本發(fā)明中預(yù)熱器包括一框架、一對安置在框架左右側(cè)并軸向連通的風(fēng)管，該風(fēng)管也構(gòu)成預(yù)熱器的進(jìn)、出風(fēng)口?？蚣苌舷潞投?cè)覆有蓋板，預(yù)熱器具有傳熱和散熱的加熱排管;為一組高溫凝結(jié)水加熱排管和一組蒸汽加熱排管，它們與預(yù)熱器的進(jìn)出口軸線垂直排列安裝，排管制成盤條狀，排管上焊有螺旋散熱片。其中高溫凝結(jié)水加熱排管的進(jìn)口通過并聯(lián)的各自汽水分離器分別由管道接到分汽缸和用汽設(shè)備的出口，其高溫凝結(jié)水加熱排管的出口則通過冷卻后的凝結(jié)水出口閥與水箱連接。蒸汽加熱排管的進(jìn)口通過蒸汽進(jìn)口閥與分汽缸又一出口連接，它的出口則通過汽水分離器與高溫凝結(jié)水加熱排管進(jìn)口相連。
由于本發(fā)明的預(yù)熱器裝在鍋爐外，可直接利用生產(chǎn)過程中凝結(jié)水加熱鍋爐燃燒所需的空氣。凝結(jié)水不夠時則可直接用蒸汽及其凝結(jié)水同時加熱，所以可保證鼓風(fēng)機(jī)鼓入的20℃冷風(fēng)經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后溫度可達(dá)到30-150℃左右，可使鍋爐熱效率提高3-5%，并可降低鼓、引風(fēng)機(jī)的耗電量。另外正如以上所述，本預(yù)熱器裝在爐外，經(jīng)過預(yù)熱器的管內(nèi)的凝結(jié)水、蒸汽，經(jīng)過預(yù)熱器管外的空氣均是干凈的，可徹底解決空氣預(yù)熱器的腐蝕等弊病，同時也為預(yù)熱器的傳熱管的翅化比增加創(chuàng)造了條件，所以本發(fā)明的預(yù)熱器以光管為基準(zhǔn)的傳熱系數(shù)比普通管式空氣預(yù)熱器大10-20倍，比熱管式空氣預(yù)熱器大1倍左右。從結(jié)構(gòu)來看也比較簡單，體積可相應(yīng)做得小，所以制造成本低，使用壽命長。


圖1是本發(fā)明的預(yù)熱器的安裝示意圖;
圖2是本發(fā)明的預(yù)熱器的正視圖;
圖3是圖2的側(cè)視圖;
圖4是圖2的俯視圖。
工業(yè)鍋爐用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣方法主要利用凝結(jié)水及少量蒸汽來加熱空氣，為此，把預(yù)熱器8接入用汽設(shè)備6、蒸汽分汽缸和水箱之間，見圖1。水箱1中的冷水由鍋爐的給水泵2抽引到設(shè)在煙道后部的省煤器3，省煤器由于吸收煙道熱量而使經(jīng)過省煤器的水適當(dāng)加熱，隨后流入鍋爐4內(nèi)。鍋爐4產(chǎn)生蒸汽則送至分汽缸5。分氣缸分二路向預(yù)熱器8供給熱介質(zhì)，一路是由分汽缸一輸出管5a送到汽用設(shè)備經(jīng)前面的汽水分離器和由分汽缸底部一直接輸出管5b通過前面的汽水分離器并聯(lián)組成匯流，向預(yù)熱器8的高溫凝結(jié)水加熱排管15供給高溫凝結(jié)水，另一路則由分汽缸的第三個輸出管向預(yù)熱器8的蒸汽加熱排管16提供高溫蒸汽，其作為在高溫凝結(jié)水不夠時的輔助加熱。預(yù)熱器在上述兩種加熱介質(zhì)的加熱下通過傳熱和散熱使預(yù)熱器周圍的空氣加熱，用作預(yù)熱鍋爐燃燒所需要的空氣，它可通過裝在預(yù)熱器進(jìn)風(fēng)口前的鼓風(fēng)機(jī)鼓入冷風(fēng)，從出風(fēng)口引出50-150℃熱風(fēng)并輸送到鍋爐燃燒室，從而提高鍋爐燃燒的熱效率。各排管經(jīng)散熱后的冷凝水則由管道送至水箱，同時，水箱不斷補(bǔ)充冷水并重復(fù)上述循環(huán)，使各排管連續(xù)供熱。
參考圖2、3和4，工業(yè)鍋爐凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣預(yù)熱器主要由框架18，風(fēng)管19、19′、蓋板20、21，高溫凝結(jié)水加熱排管15，蒸汽加熱排管16和汽水分離閥17等組成。
框架18左右兩側(cè)安設(shè)進(jìn)、出風(fēng)管19、19′，風(fēng)管呈喇叭形，主要提供鼓風(fēng)機(jī)(未畫出)的鼓風(fēng)通道，上下蓋板20和前后蓋板21則用作空氣預(yù)熱器8對四周的密閉。高溫凝結(jié)水加熱排管15和蒸汽加熱排管16都垂直于風(fēng)管軸線連線并從上到下水平排列，一般高溫凝結(jié)水加熱排管15位于預(yù)熱器8的進(jìn)風(fēng)一側(cè)，蒸汽加熱排管16則緊排在高溫凝結(jié)水加熱排管15之后側(cè)。高溫加熱排管16和蒸汽加熱排管的散熱面積比(或長度比)為1∶3～3∶1。高溫凝結(jié)水加熱排管15的進(jìn)口23連接并聯(lián)供熱的用汽設(shè)備6的汽水分離器7a和與分汽缸底部直接輸出管5b相連的汽水分離器7b，而其出口24通過管道連接水箱1。蒸汽加熱排管16的進(jìn)口25是直接與分汽缸的輸出管5c連接，它的出口26通過汽水分離器7c接到高溫凝結(jié)水排管的進(jìn)口23。以上兩股加熱介質(zhì)使預(yù)熱器周圍的空氣加熱、溫度升高。
這種空氣預(yù)熱器由于裝在爐外，用高溫凝結(jié)水和少量蒸汽來加熱空氣，不僅可使空氣預(yù)熱溫度達(dá)到50～150℃，使鍋爐熱效率提高3～5%，而且每小時回收1噸凝結(jié)水還可節(jié)煤20公斤左右。1臺2噸/時的鍋爐裝上本發(fā)明的空氣預(yù)熱器后，年節(jié)煤量可達(dá)50噸左右，在一年之內(nèi)可收回全部投資，使用壽命可高于鍋爐本體。在預(yù)熱器的容量上可配用于0.5～20噸/時鍋爐的任何一種，預(yù)熱器的傳熱面積相應(yīng)為11～450M2。
實施案本發(fā)明的2噸工業(yè)鍋爐凝結(jié)水蒸汽加熱空氣預(yù)熱器，外型尺寸為616×800×500mm，高溫凝結(jié)水加熱排管和蒸汽加熱排管總長度比是1∶3，每排長度均為700mm，排管上焊有螺旋散熱片，總散熱面積為45M2，每小時回收凝結(jié)水150公斤，可回收熱量15000千卡左右，再補(bǔ)充壓力為1公斤/厘米的少量蒸汽可使3000公斤/時冷空氣溫度從20℃升高到100℃(如要升高到150℃可開大蒸汽)。
權(quán)利要求
1.工業(yè)鍋爐用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣方法，其特征在于在把預(yù)熱器接入鍋爐、用汽設(shè)備、蒸汽分汽缸和水箱之間后，使得預(yù)熱器在高溫凝結(jié)水和蒸汽兩種熱介質(zhì)的作用下預(yù)熱鍋爐燃燒所需要的空氣。
2.工業(yè)鍋爐用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣預(yù)熱器，包括框架、蓋板、進(jìn)出風(fēng)管、加熱排管;其特征在于加熱排管分二組，一組高溫凝結(jié)水加熱排管和一組蒸汽加熱排管，它們與預(yù)熱器的進(jìn)出口軸線連線垂直排列安裝，其中高溫凝結(jié)水加熱排管的進(jìn)口通過并聯(lián)的各自汽水分離器分別由管道接到分汽缸和用汽設(shè)備的出口，其高溫凝結(jié)水排管的出口則通過冷卻后的凝結(jié)水出口閥與水箱連接，蒸汽加熱排管的進(jìn)口通過蒸汽進(jìn)口閥與分汽缸又一出口連接，它的出口則通過汽水分離器與高溫凝結(jié)水加熱排管的進(jìn)口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述空氣預(yù)熱器，其特征在于高溫凝結(jié)水加熱排管位于預(yù)熱器8的進(jìn)風(fēng)一側(cè)，蒸汽加熱排管則緊排在高溫凝結(jié)水加熱排管之后側(cè)，兩者經(jīng)汽水分離器相連，它們的散熱面積比或長度比為1∶3～3∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述空氣預(yù)熱器，其特征在于預(yù)熱器的容量上在配用0.5～20噸/時鍋爐時，預(yù)熱器的傳熱面積相應(yīng)為11～450M2。
全文摘要
工業(yè)鍋爐用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣方法及其預(yù)熱器，該預(yù)熱器由凝結(jié)水加熱排管和蒸汽加熱排管組成，采用凝結(jié)水和蒸汽加熱空氣，經(jīng)預(yù)熱器冷卻后的回水可全部回收至水箱。本預(yù)熱器可將冷空氣溫度從20℃預(yù)熱到50～150℃，還可使鍋爐熱效率提高3～5％，可降低鼓、引風(fēng)機(jī)的耗電量，并具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、散熱損失小、熱效率高、阻力小、耗電省、不磨損、腐蝕少以及不會堵塞等優(yōu)點(diǎn)，可供0.5～20噸/時蒸汽鍋爐的任一種預(yù)熱所需空氣之用。
文檔編號F22B31/08GK1033865SQ8710832
公開日1989年7月12日 申請日期1987年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月31日
發(fā)明者陸吉明 申請人:陸吉明