專利名稱：：一種旋流省煤器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：一種旋流省煤器一、
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍋爐的節(jié)能減排領(lǐng)域，具體指對(duì)鍋爐的尾部煙氣余熱進(jìn)行回收利用的裝置。二、
背景技術(shù)：
我國(guó)十一五規(guī)劃指出“能源產(chǎn)業(yè)要堅(jiān)持節(jié)約優(yōu)先、立足國(guó)內(nèi)、煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展、構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的能源供應(yīng)體系”；“在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益和降低能耗的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)2010年國(guó)內(nèi)人均生產(chǎn)總值比2000年翻一番；資源利用效率顯著提高，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比‘十五’期末降低20%左右”。同時(shí)，國(guó)家發(fā)改委啟動(dòng)的十大重點(diǎn)節(jié)能工程中，也將燃煤工業(yè)鍋爐改造列入其中。在人們的日常生產(chǎn)生活過(guò)程中，鍋爐是主要的動(dòng)力設(shè)備。工業(yè)鍋爐生產(chǎn)出的蒸汽供工業(yè)生產(chǎn)直接需用，生產(chǎn)的熱水還可供暖。工業(yè)鍋爐數(shù)量大、分布廣，每年燃煤量約大于全國(guó)煤炭產(chǎn)量的四分之一。因此，提高效率，降低鍋爐熱損失將是工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗領(lǐng)域的重大研究課題。目前，傳統(tǒng)的回收鍋爐煙氣余熱，降低排煙溫度的措施，主要是在煙氣出口安裝省煤器。省煤器是一種吸收排煙余熱加熱給水的熱交換設(shè)備。它能提高給水溫度，降低排煙溫度，減少熱損失，提高鍋爐效率，相應(yīng)地節(jié)省燃料。降低鍋爐排煙溫度，通常的做法是增加鍋爐尾部對(duì)流受熱面，既是在鍋爐上加裝煙氣橫向或縱向沖刷的受熱面。由于傳熱系數(shù)小，需要布置很多的管子，才能把煙氣溫度從185-195降至150°C。但是，由于煙氣在管道內(nèi)是紊流狀態(tài)流動(dòng)，煙管內(nèi)壁易于積留灰垢等，影響傳熱效果；且當(dāng)煙氣與水換熱，使溫度降至140°C露點(diǎn)以下時(shí)，煙氣中會(huì)殘留水蒸氣，與硫反應(yīng)生成硫化物，對(duì)金屬管壁造成腐蝕。三、
發(fā)明內(nèi)容1、發(fā)明目的本實(shí)用新型提供一種旋流省煤器，目的在于提高金屬煙管壁面的導(dǎo)熱系數(shù)，同時(shí)避免管壁低溫腐蝕。2、技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)施的—種旋流省煤器，包括呈圓柱體的外殼，安裝在外殼前部上端的出水口，安裝在外殼后部下端的進(jìn)水口，以及安裝在外殼后部的煙道，其特征在于所述旋流省煤器還包括包裹在外殼內(nèi)的煙塵分離管，在煙塵分離管位于出水口一端安裝帶有導(dǎo)流片的導(dǎo)流件，在煙塵分離管位于煙道一端安裝有排氣管，排氣管與煙道相通；在外殼與煙道之間安裝有擋板；在煙塵分離管外側(cè)、外殼內(nèi)側(cè)安裝有隔水板。導(dǎo)流件呈椎體，面積大的一端與煙塵分離管連接。導(dǎo)流件的導(dǎo)流片個(gè)數(shù)為大于或等于4個(gè)。隔水板個(gè)數(shù)為大于或等于2個(gè)。進(jìn)水口與出水口沿外殼的徑向上下對(duì)稱。煙塵分離管有3個(gè)，在外殼的截面上以外殼的截面圓心為中心均勻分布。3、優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型所述旋流傳熱式省煤器的特點(diǎn)是煙氣帶動(dòng)懸浮顆粒形成強(qiáng)制性旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，減少了飛灰與金屬管壁接觸，一是避免管壁積灰，改變了省煤器物理性能，提高了金屬煙管壁面的導(dǎo)熱系數(shù)。二是抑制了硫化物與金屬管壁接觸而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，避免了管壁低溫腐蝕，三是煙氣由原來(lái)的紊流流動(dòng)變成了旋流流動(dòng)，不但沖刷和破壞流體邊界層，使貼近壁面的流體速度增加，而且改變了流體的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高了傳熱系數(shù)。圖1為本實(shí)用新型所述旋流省煤器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述旋流省煤器的A-A剖面示意圖。五具體實(shí)施方式本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案，即將旋流傳熱技術(shù)應(yīng)用到省煤器上，這種旋流傳熱式省煤器分為煙氣和水兩個(gè)流程，煙氣在省煤器內(nèi)的煙塵分離管中流動(dòng)，水在省煤器內(nèi)的煙塵分離管外側(cè)流動(dòng)；省煤器內(nèi)，煙塵分離管前端裝有導(dǎo)流件，煙塵分離管外側(cè)設(shè)有隔水板。當(dāng)煙氣通過(guò)導(dǎo)流件時(shí)改變?cè)械奈闪髁鲃?dòng)狀態(tài)，形成強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)氣流，使煙氣帶動(dòng)煙塵分離管中的飛灰強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)沖刷煙塵分離管的金屬內(nèi)壁，使管內(nèi)壁不積灰，灰塵污染降低，傳熱系數(shù)提高，給水則沿隔水板導(dǎo)流的方向流動(dòng)，沖刷煙氣分離管的外壁降低煙溫，提高鍋爐的給水溫度。旋流強(qiáng)化傳熱是通過(guò)有效地形成不穩(wěn)定流和二次流以強(qiáng)化流體中微團(tuán)混合及減薄邊界層達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。旋流傳熱不但沖刷和破壞流體邊界層，使貼近壁面的流體速度增加，而且改變了流體的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。除軸向流速分量外，還有較大的切向流速分量，切向速度使流道內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)受到離心力的作用，加強(qiáng)邊界層流擾動(dòng)和脈動(dòng)，因而旋流使傳熱過(guò)程得到強(qiáng)化，在旋流情況下壁面合成速度相對(duì)較大，邊界層的厚度也相對(duì)較薄，從而提高了傳熱系數(shù)。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型所述旋流省煤器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型所述旋流省煤器的A-A剖面示意圖，其中1為出水口，2為導(dǎo)流件，3為煙塵分離管，4為排氣管，5為擋板，6為隔水板，7為進(jìn)水口，8為煙道，9為外殼。外殼9為圓柱體，在外殼9前部上端安裝有出水口1，在外殼9后部下端安裝有進(jìn)水口7，進(jìn)水口1與出水口7沿外殼9的徑向上下對(duì)稱；在外殼9后部安裝有的煙道8；在外殼9內(nèi)部有3個(gè)煙塵分離管3，如圖2所示，3個(gè)煙塵分離管3在外殼9的截面上以外殼9的截面圓心為中心均勻分布。在煙塵分離管3位于出水口1一端安裝有導(dǎo)流件2，導(dǎo)流件2呈椎體，面積大的一端與煙塵分離管3連接，導(dǎo)流件2的導(dǎo)流片個(gè)數(shù)為4個(gè)；在煙塵分離管3位于煙道8一端安裝有排氣管4；在外殼9與煙道8之間安裝有擋板5；在煙塵分離管3外側(cè)、外殼9內(nèi)側(cè)安裝有2個(gè)隔水板6。這種旋流傳熱式省煤器的特點(diǎn)是煙氣帶動(dòng)懸浮顆粒形成強(qiáng)制性旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，減少了飛灰與煙塵分離管的金屬管壁接觸，一是避免管壁積灰，改變了省煤器物理性能，提高了金屬煙管壁面的導(dǎo)熱系數(shù)。二是抑制了硫化物與金屬管壁接觸而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，避免了管壁低溫腐蝕，三是煙氣由原來(lái)的紊流流動(dòng)變成了旋流流動(dòng)，不但沖刷和破壞流體邊界層，使貼近壁面的流體速度增加，而且改變了流體的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高了傳熱系數(shù)。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)本實(shí)用新型的效果進(jìn)行具體說(shuō)明[0024]試驗(yàn)一旋流煙氣的傳熱試驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上表為煙氣速度在6m/s時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果N-導(dǎo)流件片數(shù)。K-傳熱系數(shù)，單位W/m2°C。試驗(yàn)二紊流流動(dòng)與旋流流動(dòng)狀態(tài)下的傳熱對(duì)比試驗(yàn)(流速相等)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>試驗(yàn)選擇直徑300毫米，長(zhǎng)12米的鋼管煙道。試驗(yàn)方法分別在入口、出口兩端測(cè)試紊流流動(dòng)、旋流流動(dòng)狀態(tài)下的溫度值。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看到相比傳統(tǒng)省煤器，旋流式省煤器的出口水溫明顯低于傳統(tǒng)省煤器出口水溫，這就說(shuō)明其換熱效果要比傳統(tǒng)省煤器要好。由于旋流流動(dòng)比紊流流動(dòng)的流程長(zhǎng)，可破壞流體邊界層，改變流體的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)邊界層流擾動(dòng)沖刷管壁，因此旋流流動(dòng)的對(duì)流傳熱能力優(yōu)于紊流流動(dòng)。試驗(yàn)三旋流裝置的磨損試驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上表為選用Q235A普通材料導(dǎo)流件，在往復(fù)爐排鍋爐上應(yīng)用的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。若在鏈條鍋爐應(yīng)用時(shí)，磨損會(huì)減少30%，如果導(dǎo)流件材料選用耐磨金屬材料或采取防磨措施，磨損速度會(huì)大大的降低。表中M-年旋流葉片磨損程度，單位毫米N-年度數(shù)。試驗(yàn)四灰垢的導(dǎo)熱性能試驗(yàn)[0040]<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表中數(shù)值為內(nèi)外壁溫差。在鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)煙道內(nèi)外壁進(jìn)行溫差測(cè)試(測(cè)試煙氣溫度和煙管外壁溫度)。如上表所示，煙氣溫度越低，熱阻越大。因此越能體現(xiàn)除垢的意義。權(quán)利要求一種旋流省煤器，包括呈圓柱體的外殼(9)，安裝在外殼(9)前部上端的出水口(1)，安裝在外殼(9)后部下端的進(jìn)水口(7)，以及安裝在外殼(9)后部的煙道(8)，其特征在于所述旋流省煤器還包括包裹在外殼(9)內(nèi)的煙塵分離管(3)，在煙塵分離管(3)位于出水口(1)一端安裝帶有導(dǎo)流片的導(dǎo)流件(2)，在煙塵分離管(3)位于煙道(8)一端安裝有排氣管(4)，排氣管(4)與煙道(8)相通；在外殼(9)與煙道(8)之間安裝有擋板(5)；在煙塵分離管(3)外側(cè)、外殼(9)內(nèi)側(cè)安裝有隔水板(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種旋流省煤器，其特征在于導(dǎo)流件(2)呈椎體，面積大的一端與煙塵分離管(3)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種旋流省煤器，其特征在于導(dǎo)流件(2)的導(dǎo)流片個(gè)數(shù)為大于或等于4個(gè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種旋流省煤器，其特征在于隔水板(6)個(gè)數(shù)為大于或等于2個(gè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種旋流省煤器，其特征在于進(jìn)水口(1)與出水口(7)沿外殼(9)的徑向上下對(duì)稱。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述一種旋流省煤器，其特征在于煙塵分離管(3)有3個(gè)，在外殼(9)的截面上以外殼(9)的截面圓心為中心均勻分布。專利摘要本實(shí)用新型提供一種旋流省煤器，包括外殼，安裝在外殼前部上端的出水口，安裝在外殼后部下端的進(jìn)水口，以及安裝在外殼后部的煙道，其特征在于所述旋流省煤器還包括包裹在外殼內(nèi)的煙塵分離管，在煙塵分離管位于出水口一端安裝有導(dǎo)流件，在煙塵分離管位于煙道一端安裝有排氣管；在外殼與煙道之間安裝有擋板；在煙塵分離管外側(cè)、外殼內(nèi)側(cè)安裝有隔水板。該旋流傳熱式省煤器的特點(diǎn)是煙氣帶動(dòng)懸浮顆粒形成強(qiáng)制性旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，減少了飛灰與金屬管壁接觸，提高了金屬煙管壁面的導(dǎo)熱系數(shù)，避免了管壁低溫腐蝕，而且改變了流體的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高了傳熱系數(shù)。文檔編號(hào)F22D1/00GK201575451SQ20092028819公開日2010年9月8日申請(qǐng)日期2009年12月18日優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日發(fā)明者于在海,周春林,唐貝茗,常文彥,張宇,李偉光,王林,錢玉芬,靳新令,高軍申請(qǐng)人:遼寧省安全科學(xué)研究院;吉林市恒太熱能設(shè)備安裝有限公司