一种旋流省煤器制造技术

本实用新型专利技术提供一种旋流省煤器，包括外壳，安装在外壳前部上端的出水口，安装在外壳后部下端的进水口，以及安装在外壳后部的烟道，其特征在于：所述旋流省煤器还包括包裹在外壳内的烟尘分离管，在烟尘分离管位于出水口一端安装有导流件，在烟尘分离管位于烟道一端安装有排气管；在外壳与烟道之间安装有挡板；在烟尘分离管外侧、外壳内侧安装有隔水板。该旋流传热式省煤器的特点是烟气带动悬浮颗粒形成强制性旋转流动，减少了飞灰与金属管壁接触，提高了金属烟管壁面的导热系数，避免了管壁低温腐蚀，而且改变了流体的流动结构，提高了传热系数。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种旋流省煤器一、
本专利技术涉及锅炉的节能减排领域，具体指对锅炉的尾部烟气余热进行回收利用的装置。二、
技术介绍
我国十一五规划指出“能源产业要坚持节约优先、立足国内、煤为基 础、多元发展、构筑稳定、经济、清洁的能源供应体系”；“在优化结构、提高效益和降低能耗 的基础上，实现2010年国内人均生产总值比2000年翻一番；资源利用效率显著提高，单位 国内生产总值能源消耗比‘十五’期末降低20%左右”。同时，国家发改委启动的十大重点 节能工程中，也将燃煤工业锅炉改造列入其中。在人们的日常生产生活过程中，锅炉是主要的动力设备。工业锅炉生产出的蒸汽 供工业生产直接需用，生产的热水还可供暖。工业锅炉数量大、分布广，每年燃煤量约大于 全国煤炭产量的四分之一。因此，提高效率，降低锅炉热损失将是工业锅炉节能降耗领域的 重大研究课题。目前，传统的回收锅炉烟气余热，降低排烟温度的措施，主要是在烟气出口安装省 煤器。省煤器是一种吸收排烟余热加热给水的热交换设备。它能提高给水温度，降低排烟 温度，减少热损失，提高锅炉效率，相应地节省燃料。降低锅炉排烟温度，通常的做法是增加 锅炉尾部对流受热面，既是在锅炉上加装烟气横向或纵向冲刷的受热面。由于传热系数小， 需要布置很多的管子，才能把烟气温度从185-195 降至150°C。但是，由于烟气在管道内 是紊流状态流动，烟管内壁易于积留灰垢等，影响传热效果；且当烟气与水换热，使温度降 至140°C露点以下时，烟气中会残留水蒸气，与硫反应生成硫化物，对金属管壁造成腐蚀。三、
技术实现思路
1、专利技术目的本技术提供一种旋流省煤器，目的在于提高金属烟管壁面的导 热系数，同时避免管壁低温腐蚀。2、技术方案本技术是通过以下技术方案实施的—种旋流省煤器，包括呈圆柱体的外壳，安装在外壳前部上端的出水口，安装在外 壳后部下端的进水口，以及安装在外壳后部的烟道，其特征在于所述旋流省煤器还包括包 裹在外壳内的烟尘分离管，在烟尘分离管位于出水口 一端安装带有导流片的导流件，在烟 尘分离管位于烟道一端安装有排气管，排气管与烟道相通；在外壳与烟道之间安装有挡板； 在烟尘分离管外侧、外壳内侧安装有隔水板。导流件呈椎体，面积大的一端与烟尘分离管连接。导流件的导流片个数为大于或等于4个。隔水板个数为大于或等于2个。进水口与出水口沿外壳的径向上下对称。烟尘分离管有3个，在外壳的截面上以外壳的截面圆心为中心均勻分布。3、优点及效果本技术所述旋流传热式省煤器的特点是烟气带动悬浮颗粒形 成强制性旋转流动，减少了飞灰与金属管壁接触，一是避免管壁积灰，改变了省煤器物理性 能，提高了金属烟管壁面的导热系数。二是抑制了硫化物与金属管壁接触而产生化学反应，避免了管壁低温腐蚀，三是烟气由原来的紊流流动变成了旋流流动，不但冲刷和破坏流体边界层，使贴近壁面的流体速度增加，而且改变了流体的流动结构，提高了传热系数。附图说明图1为本技术所述旋流省煤器的结构示意图；图2为本技术所述旋流省煤器的A-A剖面示意图。五具体实施方式本技术提供一种技术方案，即将旋流传热技术应用到省煤器上，这种旋流传 热式省煤器分为烟气和水两个流程，烟气在省煤器内的烟尘分离管中流动，水在省煤器内 的烟尘分离管外侧流动；省煤器内，烟尘分离管前端装有导流件，烟尘分离管外侧设有隔水 板。当烟气通过导流件时改变原有的紊流流动状态，形成强制旋转气流，使烟气带动烟尘分 离管中的飞灰强力旋转冲刷烟尘分离管的金属内壁，使管内壁不积灰，灰尘污染降低，传热 系数提高，给水则沿隔水板导流的方向流动，冲刷烟气分离管的外壁降低烟温，提高锅炉的 给水温度。旋流强化传热是通过有效地形成不稳定流和二次流以强化流体中微团混合及减 薄边界层达到强化传热的目的。旋流传热不但冲刷和破坏流体边界层，使贴近壁面的流体 速度增加，而且改变了流体的流动结构。除轴向流速分量外，还有较大的切向流速分量，切 向速度使流道内流体质点的运动受到离心力的作用，加强边界层流扰动和脉动，因而旋流 使传热过程得到强化，在旋流情况下壁面合成速度相对较大，边界层的厚度也相对较薄，从 而提高了传热系数。以下结合附图对本技术进行具体说明图1为本技术所述旋流省煤器的结构示意图，图2为本技术所述旋流省 煤器的A-A剖面示意图，其中1为出水口，2为导流件，3为烟尘分离管，4为排气管，5为挡 板，6为隔水板，7为进水口，8为烟道，9为外壳。外壳9为圆柱体，在外壳9前部上端安装有出水口 1，在外壳9后部下端安装有进 水口 7，进水口 1与出水口 7沿外壳9的径向上下对称；在外壳9后部安装有的烟道8 ；在 外壳9内部有3个烟尘分离管3，如图2所示，3个烟尘分离管3在外壳9的截面上以外壳 9的截面圆心为中心均勻分布。在烟尘分离管3位于出水口 1 一端安装有导流件2，导流件2呈椎体，面积大的一 端与烟尘分离管3连接，导流件2的导流片个数为4个；在烟尘分离管3位于烟道8 一端安 装有排气管4 ；在外壳9与烟道8之间安装有挡板5 ；在烟尘分离管3外侧、外壳9内侧安装 有2个隔水板6。这种旋流传热式省煤器的特点是烟气带动悬浮颗粒形成强制性旋转流动，减少了 飞灰与烟尘分离管的金属管壁接触，一是避免管壁积灰，改变了省煤器物理性能，提高了金 属烟管壁面的导热系数。二是抑制了硫化物与金属管壁接触而产生化学反应，避免了管壁 低温腐蚀，三是烟气由原来的紊流流动变成了旋流流动，不但冲刷和破坏流体边界层，使贴 近壁面的流体速度增加，而且改变了流体的流动结构，提高了传热系数。下面通过实验对本技术的效果进行具体说明试验一旋流烟气的传热试验<table>table see original document page 5</column></row><table>上表为烟气速度在6m/s时的试验结果N-导流件片数。K-传热系数，单位W/m2°C。试验二 紊流流动与旋流流动状态下的传热对比试验(流速相等)<table>table see original document page 5</column></row><table>试验选择直径300毫米，长12米的钢管烟道。试验方法分别在入口、出口两端测试紊流流动、旋流流动状态下的温度值。从试 验数据中可以看到相比传统省煤器，旋流式省煤器的出口水温明显低于传统省煤器出口水 温，这就说明其换热效果要比传统省煤器要好。由于旋流流动比紊流流动的流程长，可破坏 流体边界层，改变流体的流动结构，加强边界层流扰动冲刷管壁，因此旋流流动的对流传热 能力优于紊流流动。试验三旋流装置的磨损试验<table>table see original document page 5</column></row><table>上表为选用Q235A普通材料导流件，在往复炉排锅炉上应用的试验数据。若在链 条锅炉应用时，磨损会减少30%，如果导流件材料选用耐磨金属材料或采取防磨措施，磨损 速度会大大的降低。表中M-年旋流叶片磨损程度，单位毫米N-年度数。试验四灰垢的导热性能试验<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋流省煤器，包括呈圆柱体的外壳（９），安装在外壳（９）前部上端的出水口（１），安装在外壳（９）后部下端的进水口（７），以及安装在外壳（９）后部的烟道（８），其特征在于：所述旋流省煤器还包括包裹在外壳（９）内的烟尘分离管（３），在烟尘分离管（３）位于出水口（１）一端安装带有导流片的导流件（２），在烟尘分离管（３）位于烟道（８）一端安装有排气管（４），排气管（４）与烟道（８）相通；在外壳（９）与烟道（８）之间安装有挡板（５）；在烟尘分离管（３）外侧、外壳（９）内侧安装有隔水板（６）。

【技术特征摘要】
一种旋流省煤器，包括呈圆柱体的外壳(9)，安装在外壳(9)前部上端的出水口(1)，安装在外壳(9)后部下端的进水口(7)，以及安装在外壳(9)后部的烟道(8)，其特征在于所述旋流省煤器还包括包裹在外壳(9)内的烟尘分离管(3)，在烟尘分离管(3)位于出水口(1)一端安装带有导流片的导流件(2)，在烟尘分离管(3)位于烟道(8)一端安装有排气管(4)，排气管(4)与烟道(8)相通；在外壳(9)与烟道(8)之间安装有挡板(5)；在烟尘分离管(3)外侧、外壳(9)内侧安装有隔水板(6)。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：常文彦，靳新令，王林，李伟光，于在海，张宇，钱玉芬，周春林，高军，唐贝茗，
申请(专利权)人：辽宁省安全科学研究院，吉林市恒太热能设备安装有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]