防堵型管箱式空气预热器的制作方法

1.本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种防堵型管箱式空气预热器。


背景技术：

2.空气预热器(air pre
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heater)简称为空预器，就是锅炉尾部烟道中的烟气，通过内部的换热元件将进入锅炉前的空气，预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能，降低能量消耗。
3.空预器可分为管箱式和回转式两种，其中管箱式空预器的结构如下：烟气在管内纵向流动，空气在管外横向流动，烟气的热量通过金属壁面传给空气。目前，无论是工业锅炉还是电站锅炉，普遍存在管式空气预热器低温腐蚀和堵灰现象，直接影响着锅炉机组的可靠性和经济性，特别是燃用高硫煤种时问题就更加严重。目前我国热电厂中空气预热器占锅炉整体投资的6％－8％，每年因低温腐蚀和堵灰而造成的设备更换和停产清灰的直接费用约占运行成本的4％－5％，如果再加上因此而造成的停炉停机事故损失就更加巨大。时下很多电厂为了避免低温腐蚀和堵灰而频繁停炉维修，不惜提高锅炉的排烟温度。据测算，锅炉排烟温度每提高10℃，锅炉热效率就要下降0.5％－0.7％，从而造成大量的能源损失。
4.管箱式空预器作为一种换热设备，可有效提高锅炉的效率。在整个锅炉系统中空预器属于关键设备，管箱式空预器的运行状态将直接影响锅炉运行。在实际运行中管箱式空预器经常会出现堵塞现象，将直接影响锅炉运行。对管箱式空预器堵塞现象及原因分析如下：
5.高温烟气在进入空预器时，会在空预器上部产生涡流，涡流会使烟气中大量的灰份向空预器边缘积聚，导致空预器边缘的换热管内灰量增加，烟气流速会降低，造成烟气中的灰尘首先在空预器边缘及四个角上聚集堵塞换热管。在涡流的作用下，堵塞现象会逐步向空预器中心移动，最终影响锅炉系统运行。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供一种防堵型管箱式空气预热器，主要目的是避免管箱式空气预热器的上端面管口堵塞。
7.为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
8.本实用新型提供了一种防堵型管箱式空气预热器，其包括：箱体和换热部；
9.所述箱体的相对侧壁分别连接于空气流道；
10.所述换热部包括多个换热管，多个所述换热管矩阵排列于所述箱体内，每一个所述换热管分别贯通所述箱体的顶壁和底壁，位于所述箱体周缘区域的所述换热管为第一换热管，位于所述箱体中间区域的换热管为第二换热管，所述第一换热管的管径大于所述第二换热管的管径。
11.本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
12.可选的，所述第二换热管包括第三换热管和第四换热管，所述第三换热管位于所述中间区域的直角位置，所述第四换热管位于所述中间区域的非直角位置，所述第四换热管的管径、所述第三换热管的管径和所述第一换热管的管径依次增大。
13.可选的，所述第四换热管的管径等于40mm，所述第三换热管的管径等于60mm，所述第一换热管的管径等于80mm。
14.可选的，多个所述第一换热管单排排列于所述箱体的周缘区域。
15.可选的，在所述箱体的水平截面的正方形的对角线上，沿靠近所述箱体直角的方向，多个所述第三换热管逐排排列，相邻两排的所述第三换热管的数量依次递减。
16.可选的，所述第三换热管的数量为六个，相邻两排所述第三换热管分别为中部换热管排和边缘换热管排，所述边缘换热管排靠近所述箱体的直角，所述中部换热管排远离所述箱体的直角，所述中部换热管排中所述第三换热管的数量比所述边缘换热管排中所述第三换热管的数量多一个。
17.可选的，还包括保温层，所述保温层贴附于所述箱体的外侧面。
18.借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：
19.在管箱式空气预热器运行的过程中，自锅炉排烟管道排出的烟气到达箱体的顶壁，然后烟气自多个换热管的上端流过换热管。在上述过程中，因为在箱体的顶壁位置，流体流动的截面积变小，烟气阻力变大，在箱体顶壁产生涡流现象，烟气中的灰尘随涡流聚集于箱体顶壁的周缘，即箱体顶壁周缘的灰尘密度大于箱体顶壁中间的灰尘密度，但是第一换热管的管径大于第二换热管的管径，这样箱体顶壁周缘单位面积的气体流通量就大于箱体顶壁中间单位面积的气体流通量，箱体顶壁边缘的灰尘能够更快地随气流流过第一换热管，避免灰尘长期滞留于箱体顶壁的边缘而产生第一换热管的堵塞，从而避免灰尘堵塞换热管的现象逐步向箱体的中心蔓延，从而避免影响锅炉系统排烟。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种防堵型管箱式空气预热器的正视图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种防堵型管箱式空气预热器的俯视图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种防堵型管箱式空气预热器的侧视图。
23.说明书附图中的附图标记包括：箱体1、空气流道2、第一换热管3、第二换热管4、第三换热管41、第四换热管42。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
25.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
26.如图1、图2和图3所示，本实用新型的一个实施例提供的一种防堵型管箱式空气预热器，其包括：箱体1和换热部；
27.所述箱体1的相对侧壁分别连接于空气流道2；
28.所述换热部包括多个换热管，多个所述换热管矩阵排列于所述箱体1内，每一个所述换热管分别贯通所述箱体1的顶壁和底壁，位于所述箱体1周缘区域的所述换热管为第一换热管3，位于所述箱体1中间区域的换热管为第二换热管4，所述第一换热管3的管径大于所述第二换热管4的管径。
29.防堵型管箱式空气预热器的工作过程如下:
30.在管箱式空气预热器运行的过程中，自锅炉排烟管道排出的烟气到达箱体1的顶壁，然后烟气自多个换热管的上端流过换热管。在上述过程中，因为在箱体1的顶壁位置，流体流动的截面积变小，烟气阻力变大，在箱体1顶壁产生涡流现象，烟气中的灰尘随涡流聚集于箱体1顶壁的周缘，即箱体1顶壁周缘的灰尘密度大于箱体1顶壁中间的灰尘密度，但是第一换热管3的管径大于第二换热管4的管径，这样箱体1顶壁周缘单位面积的气体流通量就大于箱体1顶壁中间单位面积的气体流通量，箱体1顶壁边缘的灰尘能够更快地随气流流过第一换热管3，避免灰尘长期滞留于箱体1顶壁的边缘而产生第一换热管3的堵塞，从而避免灰尘堵塞换热管的现象逐步向箱体1的中心蔓延，从而避免影响锅炉系统排烟。
31.在本实用新型的技术方案中，通过在管箱式空气预热器内设置不同管径的换热管，避免管箱式空气预热器的上端面管口堵塞，保证锅炉系统正常运行。
32.具体的,烟气在换热管内自上而下纵向流动，空气自箱体1一侧壁的空气流道2进入箱体1内，经箱体1另一侧壁的空气流道2流出箱体1，以使烟气的热量通过换热管的金属壁面传递给空气。
33.具体的，所述箱体1的水平截面呈正方形，多个换热管在该水平截面上矩阵排列。
34.如图2所示，在具体实施方式中，所述第二换热管4包括第三换热管41和第四换热管42，所述第三换热管41位于所述中间区域的直角位置，所述第四换热管42位于所述中间区域的非直角位置，所述第四换热管42的管径、所述第三换热管41的管径和所述第一换热管3的管径依次增大。
35.在本实施方式中，具体的，当灰尘随涡流流动至箱体1的内周缘时，相对于箱体1内侧壁，箱体1的直角位置对气流的阻力更大，灰尘更容易沉积于箱体1顶壁的直角位置，所以在中间区域的直角位置设置第三换热管41，且所述第四换热管42的管径、所述第三换热管41的管径和所述第一换热管3的管径依次增大。通过上述设置，在沿靠近箱体1直角的方向上，虽然越靠近直角，气流阻力越大，但是单个换热管(第四换热管42、第三换热管41或第一换热管3)的气流通量也越大，从而更好的缓解箱体1顶壁边缘直角位置沉积灰尘的情况。
36.在具体实施方式中，所述第四换热管42的管径等于40mm，所述第三换热管41的管径等于60mm，所述第一换热管3的管径等于80mm。
37.在本实施方式中，具体的，多个第四换热管42占据了中间区域的大部分面积，第四换热管42的管径为40mm，该管径大于大部分灰尘的粒径，保证了灰尘在箱体1中各换热管内的基础通过量，而第三换热管41的管径比第四换热管42的管径增大20mm，第一换热管3的管径比第四换热管42的管径增大20mm，在箱体1中灰尘密度逐渐增大的方向上，换热管管径逐渐增大，灰尘更容易通过换热管，制衡了灰尘密度增大所造成的换热管上端管口堵塞现象。
38.如图2所示，在具体实施方式中，多个所述第一换热管3单排排列于所述箱体1的周缘区域。
39.在本实施方式中，具体的，多个所述第一换热管3单排排列于所述箱体1的周缘区
域，增大箱体1顶壁周缘起始位置的灰尘通过量，即避免灰尘在箱体1顶壁周缘位置堆积，也就避免灰尘堵塞换热管的现象自箱体1周缘向箱体1中心蔓延。
40.如图2所示，在具体实施方式中，在箱体1的水平截面的正方形的对角线上，沿靠近所述箱体1直角的方向，多个所述第三换热管41逐排排列，相邻两排的所述第三换热管41的数量依次递减。
41.在本实施方式中，具体的，在箱体1的水平截面的正方形的对角线上，沿靠近所述箱体1的直角方向，多个所述第三换热管41逐排排列，相邻两排所述第三换热管41的数量依次递减，多个第三换热管41排布的边缘轮廓也就呈直角形状，以吻合箱体1的直角位置。
42.如图2所示，在具体实施方式中，所述第三换热管41的数量为六个，相邻两排所述第三换热管41分别为中部换热管排和边缘换热管排，所述边缘换热管排靠近所述箱体1的直角，所述中部换热管排远离所述箱体1的直角，所述中部换热管排中所述第三换热管41的数量比所述边缘换热管排中所述第三换热管41的数量多一个。
43.在本实施方式中，具体的，自箱体1的中心向箱体1的直角方向延伸，第三换热管41分三排排列，多排换热管的数量依次为三、二、一，灰尘在向箱体1直角位置移动时，依次向下流入该多排换热管。
44.在具体实施方式中，还包括保温层，所述保温层贴附于所述箱体1的外侧面。
45.在本实施方式中，具体的，保温层采用聚氨酯材质，避免箱体1内的热量外泄，使烟气的热量最大程度地传递至空气，提高锅炉整体的热效率。
46.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。