一种空预器进出口烟气-空气换热系统的制作方法

本发明属于节能环保领域，具体涉及一种空预器进出口烟气-空气换热系统，适用于燃煤电站锅炉回转式空气预热器。

背景技术：

空气预热器是大型火力发电厂重要的辅助设备，其主要用途就是利用锅炉尾部的烟气来加热空气，其工作原理为：烟气进入空预器后，加热转子内部的蓄热元件，转子转到空气侧后，将蓄热元件所带热量释放给流经转子的空气，转子连续旋转，烟气-蓄热元件及蓄热元件-空气之间的换热过程也在持续进行。

回转式空气预热器在热态运行时，烟气自上而下流动，烟气温度逐渐降低，空气自下而上流动，空气温度逐渐升高。由于转子热端温度较高而冷端温度较低，使热端膨胀量大于冷端膨胀量，再加上转子本身的重量，转子就会发生蘑菇状变形。冷热端的温差越大，蘑菇状变形越严重，转子与扇形板的间隙增大，空预器漏风率增加。

为了解决前述空预器漏风率偏大的问题，因此需要开发能够减少空预器蘑菇状变形进而减低空预器漏风率的空预器换热系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种热烟气由空预器下部进入，冷空气由空预器上部进入，以空预器转子重力抵消部分热态下转子热应力，削弱空预器转子蘑菇状变形，降低空预器漏风率的空预器进出口烟气-空气换热系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种空预器进出口烟气-空气换热系统，包括空气预热器、空预器进口烟气管道、空预器出口烟气管道、空预器进口空气管道和空预器出口空气管道；其中，所述空气预热器上部开设若干通风口，所述空气预热器上部通风口分别与所述空预器出口烟气管道和所述空预器进口空气管道连接；所述空气预热器下部开设若干通风口，所述空气预热器下部通风口分别与所述空预器进口烟气管道和所述空预器出口空气管道连接。

本发明进一步的改进在于，所述空气预热器为回转式空气预热器，且空气预热器为三分仓式或四分仓式。

本发明进一步的改进在于，所述空预器进口空气管道和所述空预器出口空气管道包括一次风管道和二次风管道。

本发明进一步的改进在于，所述空预器进口烟气管道、所述空预器出口烟气管道、所述空预器进口空气管道和所述空预器出口空气管道的横截面形状为矩形或者圆形。

本发明进一步的改进在于，所述空预器进口烟气管道和所述空预器出口烟气管道分别与所述空气预热器的通风口连接位置在竖直方向上是重合的。

本发明进一步的改进在于，所述空预器进口空气管道和所述空预器出口空气管道分别与所述空气预热器的通风口连接位置在竖直方向上是重合的。

本发明进一步的改进在于，所述空预器出口烟气管道和所述空预器进口空气管道均与所述空气预热器上平面垂直连接。

本发明进一步的改进在于，所述空预器进口烟气管道和所述空预器出口空气管道均与所述空气预热器下平面垂直连接。

本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种空预器进出口烟气-空气换热系统，热烟气由空预器下部进入空预器转子换热，冷空气由空预器上部进入空预器转子换热。当回转式空气预热器在热态运行时，烟气自下而上流动，烟气温度逐渐降低，空气自上而下流动，空气温度逐渐升高。高温烟气和经空预器加热的高温空气均位于空预器下部，低温空气和经过空预器降温的低温烟气均位于空预器上部，由此，空预器转子热端位于空预器下部，空预器转子冷端位于空预器上部。由于转子热端温度较高而冷端温度较低，使热端膨胀量大于冷端膨胀量，此时形成与蘑菇状变形反向的转子两侧上翘变形。转子两侧热应力为垂直向上，转子本身的重量产生的重力为垂直向下，空预器转子重力抵消部分热态下转子热应力，削弱空预器转子热态变形，减少转子与扇形板之间的间隙，降低空预器漏风率。本发明的布置原理简单、施工安装难度小、有较高的实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明在冷态状态下及热态状态下转子热变形示意图，其中图2中的(a)为冷态状态，图2中的(b)为第一种热态状态，图2中的(c)为第二种热态状态。

附图标记说明：

1-空气预热器；2-空预器进口烟气管道；3-空预器出口烟气管道；4-空预器进口空气管道；5-空预器出口空气管道；6-中心筒；7-上部扇形板；8-上部密封片；9-转子；10-下部密封片；11-下部扇形板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

参见图1，本发明提供的一种空预器进出口烟气-空气换热系统，该空预器换热系统包括空气预热器1、空预器进口烟气管道2、空预器出口烟气管道3、空预器进口空气管道4和空预器出口空气管道5。空气预热器1上部开设若干通风口，上部通风口分别与空预器出口烟气管道3和空预器进口空气管道4连接。空气预热器1下部开设若干通风口，下部通风口分别与空预器进口烟气管道2和空预器出口空气管道5连接。

优选地，空气预热器1为回转式空气预热器，空气预热器可为三分仓式或四分仓式。空预器进口空气管道4和空预器出口空气管道5包括一次风管道和二次风管道。三分仓式空预器所连接为烟气管道、二次风管道和一次风管道；四分仓式空预器所连接为烟气管道、两根二次风管道和一次风管道。

优选地，空预器进口烟气管道2、空预器出口烟气管道3、空预器进口空气管道4和空预器出口空气管道5的横截面形状可为矩形或者圆形。

优选地，空预器进口烟气管道2和空预器出口烟气管道3分别与空气预热器1的通风口连接位置在竖直方向上是重合的。空预器进口空气管道4和空预器出口空气管道5分别与空气预热器1的通风口连接位置在竖直方向上是重合的。烟气和空气由进口管道进入空预器，进行换热后直接离开空预器进入出口管道，烟气和空气仅有竖直方向的流动，流动的距离最短，沿程阻力损失最小。

优选地，空预器出口烟气管道3和空预器进口空气管道4均与空气预热器1上平面垂直连接。空预器进口烟气管道2和空预器出口空气管道5均与空气预热器1下平面垂直连接。烟气和空气由进口管道至空预器及由空预器至出口管道均为垂直连接，在总体布置上减少夹角及转弯，局部阻力损失最小。

本发明的具体工作过程为：

本实施方式中，锅炉炉膛中的煤粉燃烧产生高温烟气，在炉内完成换热后的高温烟气由空预器进口烟气管道2进入空气预热器1；由风机输送的低温空气由空预器进口空气管道4进入空气预热器1。高温烟气进入空预器后，加热转子内部的蓄热元件，烟气温度降低。转子转到空气侧后，将经过烟气加热的蓄热元件所携带热量释放给流经转子的低温空气，空气温度升高。转子连续旋转，高温烟气-蓄热元件及蓄热元件-低温空气之间的换热过程也在持续进行，实现了通过空气预热器烟气-空气换热系统将高温烟气的热量持续不断的转化至低温空气。高温烟气经过换热后温度降低变成低温烟气，由空预器出口烟气管道3离开空气预热器1，进入除尘器。低温空气经过换热后温度升高变成高温空气，由空预器出口空气管道5离开空气预热器1，热二次风进入炉膛燃烧，热一次风进入磨煤机。

参见图2，当空气预热器在热态1工况下运行时，采用传统换热系统，烟气自上而下流动，烟气温度逐渐降低，空气自下而上流动，空气温度逐渐升高。高温烟气和经空预器加热的高温空气均位于空预器上部，低温空气和经过空预器降温的低温烟气均位于空预器下部，由此，空预器转子热端位于空预器上部，空预器转子冷端位于空预器下部。由于转子热端温度较高而冷端温度较低，使热端膨胀量大于冷端膨胀量，转子两侧受到垂直向下的热应力，同时转子本身的重量产生的重力为垂直向下，热应力和重力相叠加，两者的合力使得转子形成两侧下弯的蘑菇状变形。转子与上部扇形板及下部扇形板均存在较大的间隙，产生较大的漏风率。

当空气预热器在热态2工况下运行时，采用本发明所述换热系统，烟气自下而上流动，烟气温度逐渐降低，空气自上而下流动，空气温度逐渐升高。高温烟气和经空预器加热的高温空气均位于空预器下部，低温空气和经过空预器降温的低温烟气均位于空预器上部，由此，空预器转子热端位于空预器下部，空预器转子冷端位于空预器上部。由于转子热端温度较高而冷端温度较低，使热端膨胀量大于冷端膨胀量，此时形成与蘑菇状变形反向的转子两侧上翘变形。转子两侧热应力为垂直向上，转子本身的重量产生的重力为垂直向下，空预器转子重力抵消部分热态下转子热应力，削弱空预器转子热态变形，减少转子与扇形板之间的间隙，降低空预器漏风率。本发明的布置原理简单、施工安装难度小、有较高的实用性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。