专利名称：工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气方法及其预热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业锅炉的空气预热方法及其预热器，特别是利用生产过程中的凝结水和蒸汽加热空气和它的预热器。
众所周知，锅炉的空气预热及其预热器通常是作为改善锅炉燃烧条件的重要手段，以便通过预热器的预热使锅炉由原来的冷风燃烧变为热风燃烧，从而提高锅炉的热效率，节省煤等燃料。
在现有技术中，锅炉的空气预热方法一直是利用锅炉所排出的烟气来加热空气，把用作热交换的空气预热器安装在烟道内。这类预热器中比较先进的有上海生产的KN型管式空气预热器、浙江省生产的热管式空气预热器都是安装在工业锅炉和省煤器之间的烟道内。其中，KN型管式空气预热器传热系数低，在工业锅炉上难以推广和应用。热管式空气预热器虽然技术上是较为先进的，特别是采用了高真空和充以高纯度工质的传热管，具有较高的传热系数，但是这种预热器也因设在烟道内，同KN型管式空气预热器一样受到烟气的冲击磨损、粘附堵塞和有害气体腐蚀等等作用，以致使用一段时间后效率降低，并由于制造技术要求高、工艺复杂、成本相应增高、而使用寿命短，大大限制了它的应用。
本发明目的在于克服上述工业锅炉利用锅炉所排出烟气来加热空气的缺点，提供一种利用用汽设备工作过程中产生的凝结水和少量来自锅炉的蒸汽来预热空气的方法及其所用的预热器。这种预热中，由于预热器不放在烟道内可完全克服烟气的磨损、堵塞和腐蚀等外界影响使热效率提高和有较好耐久的寿命，并且具有体积小、结构简单、造价低等优点。
根据本发明的预热空气方法是将预热器串接或安装在锅炉、用汽设备、蒸汽分汽缸和水箱之间后，从二路供给预热器热介质。一路通过并联的用汽设备、分汽缸把凝结的高温凝结水提供给预热器，一路通过分汽缸直接把蒸汽送至预热器，使得预热器在高温凝结水和蒸汽两种热介质的作用下传热、散热，并把周围的空气加热。这样，在预热器的进口鼓入冷风，在出口就得到热风并输送到锅炉燃烧室，以致可提高燃烧热效率。而从预热器流出的冷却的水则流回到水箱，随后再经省煤器，流入锅炉。在本发明中预热器包括一框架、一对安置在框架左右侧并轴向连通的风管，该风管也构成预热器的进、出风口。框架上下和二侧覆有盖板，预热器具有传热和散热的加热排管;为一组高温凝结水加热排管和一组蒸汽加热排管，它们与预热器的进出口轴线垂直排列安装，排管制成盘条状，排管上焊有螺旋散热片。其中高温凝结水加热排管的进口通过并联的各自汽水分离器分别由管道接到分汽缸和用汽设备的出口，其高温凝结水加热排管的出口则通过冷却后的凝结水出口阀与水箱连接。蒸汽加热排管的进口通过蒸汽进口阀与分汽缸又一出口连接，它的出口则通过汽水分离器与高温凝结水加热排管进口相连。
由于本发明的预热器装在锅炉外，可直接利用生产过程中凝结水加热锅炉燃烧所需的空气。凝结水不够时则可直接用蒸汽及其凝结水同时加热，所以可保证鼓风机鼓入的20℃冷风经预热器预热后温度可达到30-150℃左右，可使锅炉热效率提高3-5%，并可降低鼓、引风机的耗电量。另外正如以上所述，本预热器装在炉外，经过预热器的管内的凝结水、蒸汽，经过预热器管外的空气均是干净的，可彻底解决空气预热器的腐蚀等弊病，同时也为预热器的传热管的翅化比增加创造了条件，所以本发明的预热器以光管为基准的传热系数比普通管式空气预热器大10-20倍，比热管式空气预热器大1倍左右。从结构来看也比较简单，体积可相应做得小，所以制造成本低，使用寿命长。
图1是本发明的预热器的安装示意图;
图2是本发明的预热器的正视图;
图3是图2的侧视图;
图4是图2的俯视图。
工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气方法主要利用凝结水及少量蒸汽来加热空气，为此，把预热器8接入用汽设备6、蒸汽分汽缸和水箱之间，见图1。水箱1中的冷水由锅炉的给水泵2抽引到设在烟道后部的省煤器3，省煤器由于吸收烟道热量而使经过省煤器的水适当加热，随后流入锅炉4内。锅炉4产生蒸汽则送至分汽缸5。分气缸分二路向预热器8供给热介质，一路是由分汽缸一输出管5a送到汽用设备经前面的汽水分离器和由分汽缸底部一直接输出管5b通过前面的汽水分离器并联组成汇流，向预热器8的高温凝结水加热排管15供给高温凝结水，另一路则由分汽缸的第三个输出管向预热器8的蒸汽加热排管16提供高温蒸汽，其作为在高温凝结水不够时的辅助加热。预热器在上述两种加热介质的加热下通过传热和散热使预热器周围的空气加热，用作预热锅炉燃烧所需要的空气，它可通过装在预热器进风口前的鼓风机鼓入冷风，从出风口引出50-150℃热风并输送到锅炉燃烧室，从而提高锅炉燃烧的热效率。各排管经散热后的冷凝水则由管道送至水箱，同时，水箱不断补充冷水并重复上述循环，使各排管连续供热。
参考图2、3和4，工业锅炉凝结水和蒸汽加热空气预热器主要由框架18，风管19、19′、盖板20、21，高温凝结水加热排管15，蒸汽加热排管16和汽水分离阀17等组成。
框架18左右两侧安设进、出风管19、19′，风管呈喇叭形，主要提供鼓风机(未画出)的鼓风通道，上下盖板20和前后盖板21则用作空气预热器8对四周的密闭。高温凝结水加热排管15和蒸汽加热排管16都垂直于风管轴线连线并从上到下水平排列，一般高温凝结水加热排管15位于预热器8的进风一侧，蒸汽加热排管16则紧排在高温凝结水加热排管15之后侧。高温加热排管16和蒸汽加热排管的散热面积比(或长度比)为1∶3～3∶1。高温凝结水加热排管15的进口23连接并联供热的用汽设备6的汽水分离器7a和与分汽缸底部直接输出管5b相连的汽水分离器7b，而其出口24通过管道连接水箱1。蒸汽加热排管16的进口25是直接与分汽缸的输出管5c连接，它的出口26通过汽水分离器7c接到高温凝结水排管的进口23。以上两股加热介质使预热器周围的空气加热、温度升高。
这种空气预热器由于装在炉外，用高温凝结水和少量蒸汽来加热空气，不仅可使空气预热温度达到50～150℃，使锅炉热效率提高3～5%，而且每小时回收1吨凝结水还可节煤20公斤左右。1台2吨/时的锅炉装上本发明的空气预热器后，年节煤量可达50吨左右，在一年之内可收回全部投资，使用寿命可高于锅炉本体。在预热器的容量上可配用于0.5～20吨/时锅炉的任何一种，预热器的传热面积相应为11～450M2。
实施案本发明的2吨工业锅炉凝结水蒸汽加热空气预热器，外型尺寸为616×800×500mm，高温凝结水加热排管和蒸汽加热排管总长度比是1∶3，每排长度均为700mm，排管上焊有螺旋散热片，总散热面积为45M2，每小时回收凝结水150公斤，可回收热量15000千卡左右，再补充压力为1公斤/厘米的少量蒸汽可使3000公斤/时冷空气温度从20℃升高到100℃(如要升高到150℃可开大蒸汽)。
权利要求
1.工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气方法，其特征在于在把预热器接入锅炉、用汽设备、蒸汽分汽缸和水箱之间后，使得预热器在高温凝结水和蒸汽两种热介质的作用下预热锅炉燃烧所需要的空气。
2.工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气预热器，包括框架、盖板、进出风管、加热排管;其特征在于加热排管分二组，一组高温凝结水加热排管和一组蒸汽加热排管，它们与预热器的进出口轴线连线垂直排列安装，其中高温凝结水加热排管的进口通过并联的各自汽水分离器分别由管道接到分汽缸和用汽设备的出口，其高温凝结水排管的出口则通过冷却后的凝结水出口阀与水箱连接，蒸汽加热排管的进口通过蒸汽进口阀与分汽缸又一出口连接，它的出口则通过汽水分离器与高温凝结水加热排管的进口相连。
3.根据权利要求2所述空气预热器，其特征在于高温凝结水加热排管位于预热器8的进风一侧，蒸汽加热排管则紧排在高温凝结水加热排管之后侧，两者经汽水分离器相连，它们的散热面积比或长度比为1∶3～3∶1。
4.根据权利要求3所述空气预热器，其特征在于预热器的容量上在配用0.5～20吨/时锅炉时，预热器的传热面积相应为11～450M2。
全文摘要
工业锅炉用凝结水和蒸汽加热空气方法及其预热器，该预热器由凝结水加热排管和蒸汽加热排管组成，采用凝结水和蒸汽加热空气，经预热器冷却后的回水可全部回收至水箱。本预热器可将冷空气温度从20℃预热到50～150℃，还可使锅炉热效率提高3～5％，可降低鼓、引风机的耗电量，并具有结构紧凑、体积小、重量轻、散热损失小、热效率高、阻力小、耗电省、不磨损、腐蚀少以及不会堵塞等优点，可供0.5～20吨/时蒸汽锅炉的任一种预热所需空气之用。
文档编号F22B31/08GK1033865SQ8710832
公开日1989年7月12日 申请日期1987年12月31日 优先权日1987年12月31日
发明者陆吉明 申请人:陆吉明