换热烟道以及换热设备的制作方法

本实用新型涉及换热烟道以及包括换热烟道的换热设备例如锅炉。

背景技术：

在锅炉等换热设备领域，希望避免烟气在受热面(即换热管束)上积灰和结露。为此，现有技术中提出了一些改进方案。例如cn104344413b(如图1所示)提出了使烟道中的烟气流动方向定期反向来清除换热管上的积灰。

具体而言，在cn104344413b的方案中，烟墙1’限定烟道，烟道被多个水平朝向且竖直间隔的烟门3’分成多个烟道段，每个烟道段中水平布置换热管束(即受热面)2’。各烟门3’的烟气进口和出口的开关状态可调(借助叶片4’实现)，从而允许烟道中的烟气流动方向定期反向，由此来清除换热管上的积灰(通常处于管的背风侧)。

然而，该方案仍存在一些问题，例如：

每个烟门3’水平延伸覆盖整个烟道截面，如图2所示，从而各单个烟门的尺寸太大，特别是框架(长边可能长达一二十米，短边也可能长达数米)，由此导致烟门的制造、安装、维护难度大，且热胀冷缩效应明显进一步加大安装难度，且需要的框架材料(例如钢材)的量过大，由此导致制造成本高；并且

无论烟门如何调整，烟气均要与一部分受热面(即一部分换热管束)进行热交换。如此，当烟气温度已经较低时，经过受热面会使烟气温度进一步降低，从而容易造成结露，产生酸腐、粘灰等问题阻滞换热，甚至堵塞受热面；并且

烟气沿蛇形流动路径流动时，由于受热面换热管束的阻力影响，各层水平烟道段的烟气速度逐渐下降，从而导致在下游的受热面上产生积灰或者清灰效果不理想。

为此，存在对改进方案的需求。

技术实现要素：

本实用新型即致力于提供能解决上述问题中之一的换热烟道及对应的换热设备。

这里需要说明的是，在本申请中，“受热面”与“换热管束”同义。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种换热烟道，其具有顶部烟室、底部烟室以及位于两者之间的换热段，所述换热段包括中央换热管束以及位于换热管束两侧的左侧烟道和右侧烟道；顶部烟室由周边烟墙围成，其汇集来自上游的烟气，并使烟气流入左侧烟道和/或右侧烟道；底部烟室同样由周边烟墙围成，其收集来自左侧烟道和/或右侧烟道的烟气，并将其排往下游；左、右侧烟道分别呈竖直筒状，分别由周边烟墙及换热管束限界；左、右侧烟道各自具有多个烟门，各侧烟道内的烟门竖直间隔地布置，且左侧烟道与右侧烟道内的相应的烟门水平对齐；各个烟门具有限定烟气口的烟门框以及能够选择性地打开和闭合所述烟气口的烟气口开闭装置；其中，各烟门框中空且水平布置，具有与左、右侧烟道的截面形状一致的外轮廓，其周边分别气密地连接至周边烟墙且与换热管束对应的部分气密连接至一大致水平的隔烟板，隔烟板的前后侧气密地连接至前后烟墙，左右侧分别气密地连接至相应的左、右烟门框，从而每一层的左、右烟门和相应的隔烟板与相邻层的左、右烟门和相应的隔烟板均限定一水平烟道段；当换热管束定向成与所述隔烟板相交时，所述隔烟板上设有供换热管穿过的孔，所述孔与所述换热管之间大致气密。

本实用新型还提供了一种换热设备，其具有如上所述的换热烟道，其可以是锅炉。

根据本实用新型，首先，通过将主烟道改造成具有左、右侧烟道及中间的受热面的“三明治”结构，并将烟门设计成仅安装于左右侧烟道内的各个窄小结构，大大简化了烟门的结构和尺寸，方便了拆装、检修等环节。其次，借助这种“三明治”结构，可以实现烟气在左和/或右侧烟道内直通(如图7所示)，不与受热面热交换，最大限度调荷载，确保烟温，防止结露；再次，同样由于这种“三明治”结构，在各水平烟道段的与各侧烟道相对应的两端限定了较大的空间，此时可在两端的烟墙上开设检修门以便于安装各层烟门并对烟门以及受热面进行检修；此外，每层烟门均可独立地开、关变换，从而使得在所述换热段中烟气流的流动路径多种多样；最后，根据一优选的实施例，水平烟道段的高度逐级变小，从而能够确保下游烟气流速不会下降太多，保证受热面低温段不积灰。

附图说明

图1为根据现有技术的换热烟道的示意性主视图。

图2为穿过图1换热烟道的烟门的a’-a’向示意性剖视图。

图3为根据本实用新型的换热烟道的一个实施例的示意性主视图。

图4为根据图3的换热烟道沿a-a的示意性剖视图，示出了烟门框以及一种可能的烟气口开闭装置。

图5示出了图4的烟气口开闭装置的一些部件。

图6示出了另一种可能的烟气口开闭装置。

图7示出了根据本实用新型的换热烟道的一种可能的操作方式。

图8示出了根据本实用新型的换热烟道的另一种可能的操作方式。

具体实施方式

本实用新型涉及一种换热烟道，如图3所示，其具有顶部烟室1、底部烟室10以及位于两者之间的换热段h。所述换热段h包括位于中部的换热管束(即受热面)4以及位于换热管束4两侧的左侧烟道5和右侧烟道12。

换热管束4优选地竖直定向，即轴线基本竖直，不过也可以大致前后延伸地水平定向，或者在所述竖直定向以及大致前后延伸地水平定向之间的任意朝向定向。即换热管束的轴线定位在一基本前后延伸的竖直平面内，由此允许烟气横向冲刷换热管表面。

顶部烟室1由周边烟墙20围成，其汇集来自上游的烟气，并使烟气流入左侧烟道5和/或右侧烟道12。底部烟室10同样由周边烟墙20围成，其收集来自左侧烟道5和/或右侧烟道12的烟气，并将其排往下游。

左、右侧烟道5、12分别位于受热面4的左右两侧，呈竖直筒状(在如图4的俯视图中例如具有矩形截面)，分别由周边烟墙(例如左/右烟墙、前烟墙、后烟墙这三面烟墙20)及受热面4限界。

左、右侧烟道5、12各自具有多个(至少两个)烟门3，各侧烟道内的烟门3竖直间隔地布置，且左侧烟道与右侧烟道内的相应的烟门3大致水平对齐。

各个烟门3具有限定烟气口2的烟门框13以及能够选择性地打开和闭合所述烟气口的烟气口开闭装置。

如图3和4所示，所述烟门框13中空且水平布置，具有与左右侧烟道的截面形状一致的外轮廓(例如为矩形，也可以是其他形状)，其周边分别气密地连接至周边烟墙(例如矩形时，其四边中的三边分别连接至左或右烟墙、前烟墙、后烟墙这三面烟墙20)，与换热管束4对应的部分(例如矩形时的第四边)气密连接至一大致水平的隔烟板6。

根据一个可行的实施例，所述隔烟板6为有孔(与受热面的换热管束4相交时——例如管束竖直布置时，此时孔与管之间大致气密)或无孔(与受热面的换热管束不相交——例如管束水平布置时)的例如钢制的板件，其前后侧与相对应的前后烟墙20气密地固定连接，左右侧分别气密地连接至相应的左、右烟门框13。由此，每一层的左、右烟门3和相应隔烟板6与相邻层的左、右烟门3和相应隔烟板6限定一水平烟道段。

最顶部的隔烟板6无孔，以使得来自顶部烟室1的烟气只能经由最顶部的左烟门和/或右烟门进入左和/或右侧烟道而不会直接进入受热面。

由于本实用新型的上述结构，在各水平烟道段的与各侧烟道相对应的两端限定了较大的空间，此时可在两端的烟墙上加设检修门7(如图1所示)，便于操作人员安装、维护、检修。此时操作人员可以很方便地进出各侧烟道，从而安装各层烟门3并对烟门3以及受热面4进行检修。

在一个实施例中，如图4所示，每个烟门3具有由烟门框13限定的烟气口2(图中为矩形开口)，对应的烟气口开闭装置包括：转轴23；翻板件22，其固定连接至转轴23以随其一起转动从而关闭或打开烟气口的至少一部分；用于可转动地支撑转轴23的多个支撑板21；以及转轴驱动装置24。所述支撑板21为长条板状，两端分别固定连接至烟门框13的相对两侧。

在一个更具体的实施例中，如图4和图5所示，所述转轴驱动装置包括：相对于烟门框13固定不动的传动支架19(例如固定在烟墙上)；由传动支架19可转动地支撑的摇臂15，所述摇臂15的一端与转轴23固定连接，另一端可枢转地连接至一驱动连杆16，所述驱动连杆16可选地连接至一驱动器24。

在使用时，通过人力(如无驱动器24的话)或者驱动器24使驱动连杆16移动至预定位置，从而带动摇臂15相对于传动支架19转动，进而带动转轴23转动，进而带动翻板件22翻转，从而使烟气口2闭合或者打开。所述预定位置可以通过适当的止挡件来实现。

本领域技术人员应可理解，转轴23的驱动装置可以多种多样，例如转轴23自身可延伸至烟道外或者借助与之相连的杆件延伸至烟道外，进而借助皮带传动、链条传动、齿轮传动等机构来实现转轴23的转动。

在一个可能的实施例中，每个烟门框13具有多个平行布置的转轴23，这些轴轴23彼此联动使得这些转轴上的翻板件22能够类似于百叶窗一样彼此对接或部分交迭地覆盖整个烟气口，从而实现整个烟气口的闭合。

在另一个实施例中，如图6所示，每个烟门框13具有一组间隔开的固定闸板62，相邻的固定闸板之间限定烟气口。所述烟气口开闭装置包括：拉杆64；固定于拉杆64上的沿着拉杆间隔布置的一组滑动闸板63；用于可往复移动地支撑拉杆64的多个支撑板(未示出，类似于支撑板21)；以及用于驱动拉杆往复移动的驱动装置65。固定闸板62与滑动闸板63间隔布置。滑动闸板63的尺寸略大于烟气口的尺寸。由此，在拉杆64被往复地拉动至预定位置时，滑动闸板3可以阻断或者打开所述烟气口。所述预定位置可以通过适当的止挡件来实现。

左右两侧的烟门框的烟气口开闭装置可以联动地操作，也可以独立地操作。

根据本实用新型，所述换热烟道能够配置成：使烟气沿蛇形路径依次经过各水平烟道段，如图1所示；或者左烟道的所有烟门处于打开位置且同时右烟道的所有烟门处于闭合位置，从而使得烟气不经过换热管束而直接流经左烟道，如图7所示；或者反过来右烟道的所有烟门处于打开位置且同时左烟道的所有烟门处于闭合位置，从而使得烟气不经过换热管束而直接流经右烟道(未示出)；或者使得所有的烟门都处于打开位置，从而使得烟气同时从左右烟道穿过而不经过换热管束(未示出)；或者根据负荷情况适当地设置左右烟道中各烟门的开闭，从而使得烟气仅经过部分而非所有水平烟道段，如图8所示。

根据本实用新型的一个方案，左、右侧烟道5、12的各侧烟道内的相邻烟门3之间的竖直距离从上到下逐渐变小，由此使得各水平烟道段的竖直高度自上而下逐渐变小，如图1、7、8所示(尤其参见图8中的a＞b＞c可以容易地理解，a、b、c分别代表各层水平烟道段的竖直高度)。由此，确保了下游烟气在经历多次折返由此多次穿过受热面后仍具有较大的速度，从而减少或者避免换热管积灰。

最后需要说明的是，根据本实用新型，受热面的换热管束优选竖直定向，从而可以进一步避免由于重力导致的积灰。不过其他的朝向也是可以的，只要水平烟道段内烟气大致横向冲刷换热管束即可。

根据本实用新型，首先，通过将主烟道改造成具有左、右侧烟道及中间的受热面的“三明治”结构，并将烟门设计成仅安装于左右侧烟道内的各个窄小结构，大大简化了烟门的结构和尺寸，方便了拆装、检修等环节。其次，借助这种“三明治”结构，可以实现烟气在左和/或右侧烟道内直通(如图7所示)，不与受热面热交换，最大限度调荷载，确保烟温，防止结露；再次，同样由于这种“三明治”结构，在各水平烟道段的与各侧烟道相对应的两端限定了较大的空间，此时可在两端的烟墙上开设检修门以便于安装各层烟门并对烟门以及受热面进行检修；此外，每层烟门均可独立地开、关变换，从而使得在所述换热段中烟气流的流动路径多种多样；最后，根据一优选的实施例，水平烟道段的高度逐级变小，从而能够确保下游烟气流速不会下降太多，保证受热面低温段不积灰。