專利名稱：防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種鍋爐煙氣節(jié)能裝置，特別是一種防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置。
背景技術：
工業(yè)鍋爐的平均熱效率不足70%，近四分之一的能源以熱能的形式通過煙氣排放到大氣 當中，排煙溫度往往高達20(TC以上，既增加了環(huán)境的熱污染，又浪費了寶貴的煙氣余熱資 源。為了提高燃料使用效率，降低鍋爐運行成本，越來越多的大型鍋爐安裝有煙氣節(jié)能裝置， 但是由于煤、石油、天然氣等燃料中均含有硫，燃燒時會產生硫氧化物，與水蒸氣結合后即 形成硫酸蒸汽，當鍋爐的煙氣節(jié)能裝置中換熱元件與煙氣接觸部分的金屬壁面溫度低于硫酸 蒸汽的凝結點——酸露點時，就會在其表面形成液態(tài)硫酸，從而對煙氣節(jié)能裝置中與煙氣接 觸的金屬材料造成腐蝕，導致煙氣節(jié)能裝置的管道使用壽命縮短，甚至發(fā)生管道穿孔現象， 嚴重影響鍋爐的運行安全，為此， 一般的煙氣節(jié)能裝置都將最終的出煙溫度控制在酸露點以 上。由于通常煙氣節(jié)能裝置換熱器的換熱元件傳熱效率不夠高，吸熱段的等溫性不好，在保 證了煙氣節(jié)能裝置最終的出煙溫度在酸露點以上時，會使得換熱元件吸熱段的較大區(qū)域的內 部溫度明顯低于酸露點，使得煙氣換熱節(jié)能裝置提供的熱水和熱風溫度偏低，降低了煙氣節(jié) 能裝置的使用效率。由于燃煤鍋爐的煙氣中含有大量粉塵，煙氣節(jié)能裝置的換熱器與煙氣接 觸的部分受煙氣中粉塵的沖刷，會產生很大的磨損，空氣換熱器的管壁磨損穿孔后，空氣會 進入煙道內，降低煙氣溫度，降低煙氣換熱節(jié)能裝置的運行效率，加大空氣消耗量，更嚴重 的是隨著空氣進入煙道，煙氣中灼熱的煤粉和積炭遇到空氣中的氧，會引起燃燒和爆燃，產 生重大的安全事故。

實用新型內容
為了改善現有煙氣節(jié)能裝置換熱器吸熱段的大部分區(qū)域內部溫度明顯低于酸露點，以及 空氣換熱器存在產生爆燃的重大安全隱患的問題，本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置所
采用的技術方案是防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，包括換熱裝置和貫穿于換熱裝置內部的煙
道，換熱裝置包括空氣換熱器，空氣換熱器設有熱管換熱元件，空氣換熱器的內部設有空氣 換熱器段煙道和空氣道，空氣換熱器段煙道和空氣道之間設有隔離裝置，熱管換熱元件穿過
3隔離裝置貫穿于空氣換熱器段煙道與空氣道之中。
換熱裝置還包括水換熱器，水換熱器設有水換熱器段煙道和翅片管換熱元件，翅片管換 熱元件貫穿于水換熱器段煙道之中。
空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器設置一組或多組，空氣換熱器段煙道或空氣換熱器 段煙道和水換熱器段煙道串聯連接。
空氣換熱器段煙道或空氣換熱器段煙道和水換熱器段煙道豎直設置，其上部設置為進煙 口，下部設置為出煙口。
空氣換熱器或空氣換熱器與水換熱器至少其中一種為多組時，沿煙道將多組空氣換熱器 或多組水換熱器連續(xù)設置，或將2種換熱器中一種換熱器的每一組與另一種換熱器的每一組 交替設置。
空氣換熱器中的熱管換熱元件是重力熱管換熱元件。 空氣換熱器中的熱管換熱元件裝有翅片結構。
空氣換熱器的熱管換熱元件或空氣換熱器的熱管換熱元件和水換熱器的翅片管換熱元件
的翅片是"H"型翅片，各換熱元件的設置位置是順排位置。
空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器與煙氣接觸部位的材料是耐酸防腐材料。 空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器與煙氣接觸的部位表面，設有耐酸防腐材料制造的
包覆層。
使用本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，可以取得的技術效果是防燃防爆鍋爐 煙氣節(jié)能裝置的換熱裝置包括空氣換熱器，空氣換熱器設有熱管換熱元件，由于熱管的等溫 性能優(yōu)越，吸熱段區(qū)域內的溫差極小，可以使吸熱區(qū)的溫度與酸露點的溫差減小到最低值， 在保證排煙溫度高于酸露點的同時，盡可能地提高了熱管的溫度和熱風的溫度，提高了防燃 防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的效率。由于空氣換熱器的內部分為空氣換熱器段煙道與空氣道，空 氣換熱器段煙道與空氣道之間設有隔離裝置，熱管換熱元件穿過隔離裝置貫穿于空氣換熱器 段煙道與空氣道之中，在高效傳輸煙氣熱量的同時完全避免了空氣換熱器的熱管被煙氣中的 粉塵磨損穿孔后，空氣進入煙道內引起爆燃的危險。
換熱裝置還包括水換熱器，水換熱器設有水換熱器段煙道和翅片管換熱元件，翅片管換 熱元件貫穿于水換熱器段煙道之中，水換熱器采用翅片管的形式，與光管式水換熱器相比， 提高了水換熱器的效率。
空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器設置一組或多組，空氣換熱器段煙道或空氣換熱器 段煙道和水換熱器段煙道串聯連接，可以根據煙氣溫度、排煙量、水換熱器和空氣換熱器的 規(guī)格以及對熱水和熱風的溫度要求，選擇水和空氣換熱器的設置方案，以實現預期的效果?？諝鈸Q熱器段煙道或空氣換熱器段煙道和水換熱器段煙道豎直設置，并且其上部設置為 進煙口，下部設置為出煙口，在燃煤^爐等煙氣中粉塵含量較大的情況下，采用上部進煙， 下部出煙的方式，可以明顯減少換熱器中管道積灰的數量。
空氣換熱器或空氣換熱器與水換熱器至少其中一種為多組時，沿煙道將多組空氣換熱器 或多組水換熱器連續(xù)設置，可以使設置在前的換熱器產出的熱水或熱風具有較高的溫度，設 置在后的換熱器產出的熱水或熱風具有較低的溫度；或將2種換熱器中的一種換熱器的每一 組與另一種換熱器的每一組交替設置，可以使防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置產出的熱水和熱風 的溫度相近；在使用中便于根據熱水和熱風的用途和需要，確定水換熱器和空氣換熱器的設 置方案。
空氣換熱器中的熱管換熱元件是重力熱管換熱元件，可以使用最低成本的熱管，實現本 實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的優(yōu)異性能。
空氣換熱器中的熱管換熱元件裝有翅片結構，可以提高熱管表面與煙氣的換熱效率，減 小空氣換熱器的尺寸，降低成本。
空氣換熱器的熱管換熱元件或空氣換熱器的熱管換熱元件和水換熱器的翅片管換熱元件 的翅片是"H"型翅片，各換熱元件的設置位置是順排位置，可以減少煙氣風阻，減少積灰， 減少第二排及以后各排翅片管被粉塵沖刷的磨損量，提高壽命3倍以上，特別適合于燃煤鍋 爐等煙氣中粉塵含量高的鍋爐使用。
空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器與煙氣接觸部位的材料是耐酸防腐材料，可以使本 實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置在最終排煙溫度低于酸露點的情況下正常使用，進一 步提高煙氣的熱回收節(jié)能效果，減少對環(huán)境的熱污染。。
空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器與煙氣接觸的部位表面，設有耐酸防腐材料制造的 包覆層，與全部使用耐酸防腐材料制造的方案相比，可以用較低的成本，制造出耐酸防腐蝕 性能優(yōu)良的水換熱器和空氣換熱器，使用壽命可達IO年以上。
使用本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，可以在最終排煙溫度高于酸露點的情況 下，大幅度提高煙氣節(jié)能裝置的熱回收效果，節(jié)省能源，減少對環(huán)境的熱污染，從根本上杜 絕煙氣節(jié)能裝置中的空氣換熱器因磨損穿孔產生爆燃的危險，保證了生產的安全。依據煙氣 的實際狀況，和對熱水、熱風的具體要求，可以對本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置 的具體設置方式作出多種安排，以適用于不同工況。本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝 置，還設計有使用耐酸防腐材料制造與煙氣接觸部件的方案，可以適用于最終排煙溫度低于 酸露點的情況，可以進一步提高煙氣熱能的回收率，使煙氣對環(huán)境的熱污染降到最低。在鍋爐煙氣的余熱回收節(jié)能領域推廣使用本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，可以對節(jié)省 能源，提高經濟效益，保護環(huán)境起到明顯的促進作用。


附圖1是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的水換熱器的示意圖。 附圖2是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的空氣換熱器的示意圖。 附圖3是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的結構示意圖。
具體實施方式
附圖1是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的一組水換熱器1的示意圖，在水換熱 器外殼11內設有水換熱器段煙道14,并裝有翅片管換熱元件12組成的盤管13，翅片122為 "H"型翅片，焊接在翅片管換熱元件12中的水管121的左右兩側，組成盤管13的翅片管 換熱元件12采用上下對正的順排方式。為有利于清除煙灰， 一般采用煙氣在水換熱器外殼 11內從盤管13的外部自上向下流動的方式，為盡可能提高加熱后水的溫度，采用水在盤管 13內從下向上流動的方式。
附圖2是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的一組空氣換熱器2的示意圖，在空氣 換熱器外殼21內由隔板22分為空氣換熱器段煙道23和空氣道24，空氣換熱器外殼21內設 置多根熱管換熱元件25，熱管換熱元件25穿過隔板22貫穿空氣換熱器段煙道23與空氣道 24。在熱管25穿過隔板22的部位，熱管換熱元件25與隔板22密封連接。為有利于除煙灰， 一般采用煙氣在空氣換熱器段煙道23內自上向下流動的方式，為盡可能提高加熱后空氣的溫 度，采用空氣在空氣道24內從下向上流動的方式。為了提高性能價格比， 一般情況下使用的 熱管換熱元件25為重力熱管，為了保證重力熱管內液一氣兩相循環(huán)工作所需的高度差，重力 熱管與水平面間應保證不小于IO度的傾角，并保證吸熱段在下。
為了提高熱管換熱元件25表面與煙氣和空氣的換熱效率，減小空氣換熱器2的尺寸，降 低成本，熱管換熱元件25的表面也可以設置翅片251，翅片251優(yōu)選為"H"型翅片，有特 殊需要時，也可以選用其他形式的翅片。熱管換熱元件25的排列方式采用上下對正的順排方 式。
附圖3是本實用新型防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置的結構示意圖。本實施例中設置3組水 換熱器1和3組空氣換熱器2，煙氣從進煙口 3進入防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，在水換熱器段煙道14內從上向下順序流經3組水換熱器1，然后再從上向下順序流經3組空氣換熱器 段煙道23，最后經出煙口4排入大氣，或經進一步的環(huán)保處理后再排入大氣。水從進水口5 進入水換熱器l，自下向上依次流經3組水換熱器的盤管13，從出水口6流出。空氣從進氣 口7進入空氣換熱器2，自下向上依次流經3組空氣換熱器的空氣道24，從出氣口8流出。
對于一般的鍋爐煙氣節(jié)能裝置，為了盡可能提高水的溫度，可將水換熱器設置在煙道的 前段，空氣換熱器設置在水換熱器之后。
在需要進一步提高鍋爐的熱效率，減少對環(huán)境的熱污染的情況下，可以對水換熱器和空 氣換熱器中與煙氣接觸的部分進行耐酸防腐處理，常用的方法是在水換熱器和空氣換熱器中
與煙氣接觸的部分附加耐酸防腐層，如進行搪瓷處理，或包覆不繡耐酸材料，還可以直接使 用不繡耐酸材料制造。為了降低成本，可以僅對煙氣溫度低于酸露點的工作段中與煙氣接觸 的部件表面采取耐酸防腐措施。
本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，在上述實施例的基礎上，采用代換或變換的 方法所產生的實施方案，都在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，包括換熱裝置和貫穿于換熱裝置內部的煙道，其特征是換熱裝置包括空氣換熱器，空氣換熱器設有熱管換熱元件，所述空氣換熱器的內部設有空氣換熱器段煙道和空氣道，空氣換熱器段煙道和空氣道之間設有隔離裝置，熱管換熱元件穿過隔離裝置貫穿于空氣換熱器段煙道與空氣道之中。
2、 權利要求1所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是所述換熱裝置還包括水換 熱器，水換熱器設有水換熱器段煙道和翅片管換熱元件，翅片管換熱元件貫穿于水換熱器段 煙道之中。
3、 權利要求1或2所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是所述空氣換熱器或空 氣換熱器和水換熱器設置一組或多組，空氣換熱器段煙道或空氣換熱器段煙道和水換熱器段 煙道串聯連接。
4、 權利要求3所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器段煙道或空氣 換熱器段煙道和水換熱器段煙道豎直設置，其上部設置進煙口，下部設置出煙口。
5、 權利要求1或2所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器或空氣換 熱器與水換熱器至少其中一種為多組時，沿煙道將多組空氣換熱器或多組水換熱器連續(xù)設置， 或將2種換熱器中一種換熱器的每一組與另一種換熱器的每一組交替設置。
6、 權利要求1所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器中的熱管換熱 元件是重力熱管換熱元件。
7、 權利要求1所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器中的熱管換熱 元件裝有翅片結構。
8、 權利要求2或7所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器的熱管換 熱元件或空氣換熱器的熱管換熱元件和水換熱器的翅片管換熱元件的翅片是"H"型翅片，各換熱元件的設置位置是順排位置。
9、 權利要求1或2所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器或空氣換熱器和水換熱器與煙氣接觸部位的材料是耐酸防腐材料。
10、 權利要求1或2所述的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，其特征是空氣換熱器或空氣 換熱器和水換熱器與煙氣接觸的部位表面，設有耐酸防腐材料制造的包覆層。
專利摘要防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，包括水換熱器和空氣換熱器，空氣換熱器采用熱管換熱元件，由于熱管的等溫性能優(yōu)越，吸熱段區(qū)域內的溫差極小，可以使吸熱區(qū)的溫度與酸露點的溫差減小到最低值，在保證排煙溫度高于酸露點的同時，盡可能地提高了熱管的溫度和熱風的溫度，由于空氣換熱器的煙道與空氣道之間設有隔離裝置，熱管換熱元件穿過隔離裝置貫穿于煙道與空氣道之中，在高效傳輸煙氣熱量的同時完全避免了空氣換熱器的熱管被煙氣中的粉塵磨損穿孔后，空氣進入煙道內引起爆燃的危險。使用本實用新型的防燃防爆鍋爐煙氣節(jié)能裝置，大幅度提高了煙氣節(jié)能裝置的熱回收效果，從根本上杜絕了煙氣節(jié)能裝置中的空氣換熱器因磨損穿孔產生爆燃的危險。
文檔編號F28D15/02GK201340219SQ200820123059
公開日2009年11月4日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權日2008年10月21日
發(fā)明者劉學君 申請人:北京中德大通科技有限公司