换热设备及间接空冷系统的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，特别涉及一种换热设备以及包含有该换热设备的间接空冷系统。

背景技术：

表面式间接空冷系统以其节水、节能、抗风以及对真空系统影响小等优点在许多火力发电机组得到广泛应用，尤其是在富煤高寒地区。但是由于当环境温度较低时，间接空冷系统的换热器翅片管内的循环水容易产生冻结导致翅片管胀裂，严重时会造成水循环中断、间接空冷系统及机组停运。并且换热器翅片管冻坏的修复技术难度高、工作量大、时间较长，造成的损失巨大，因此解决间接空冷系统的换热器的防冻问题显得尤为重要。

目前，针对间接空冷系统的换热器防冻问题，主要从运行人员加强参数监视、优化运行方式以及增加间冷系统防冻控制逻辑等方面入手，但这几种方式对运行人员的运行水平要求较高，并且不能有效解决该问题。同时现有能够向换热器输送热空气的方式大致分为两类，一类是直接利用空冷塔内温度稍高的热空气，但由于换热设备内空气温度不够高，该方法防冻效果不明显；另一类是利用空气预热器的出口温度较高的热空气，这种方法占用过多空预器出口热空气，造成能量浪费，并且长期利用空气预热器的出口的热空气会对锅炉运行产生一定影响，影响机组稳定。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种能够对换热器进行预暖、防冻或融冰处理的换热设备。

本实用新型的另一个目的是提供一种具有上述换热设备的间接空冷系统，以保证机组运行的稳定性。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种换热设备，其用于间接空冷系统，所述换热设备包括：

换热装置，其包括多个换热单元，多个所述换热单元依次连接呈环状，所述换热单元为由一百叶窗和两换热器围合形成的中空柱状结构，各所述换热单元的百叶窗依次连接形成所述换热装置的外环面；

暖风装置，其包括主管道、环形风道和多个供风管道，所述主管道上连接有加热器，所述主管道的第一端与所述环形风道相连通，所述环形风道设置于所述换热装置内，所述供风管道的数量小于或者等于所述换热单元的数量，各所述供风管道分别设置于一所述换热单元内，所述供风管道上设有多个出风孔，且所述供风管道的第一端封闭，所述供风管道的第二端伸出所述换热单元与所述环形风道相连通。

如上所述的换热设备，其中，所述主管道上连接有风机，所述风机位于所述环形风道与所述加热器之间。

如上所述的换热设备，其中，所述主管道上设有主管阀门，所述主管阀门位于所述风机与所述加热器之间。

如上所述的换热设备，其中，所述主管道上连接有旁路管道，所述旁路管道位于所述加热器与所述风机之间。

如上所述的换热设备，其中，所述旁路管道上连接有旁路阀门。

如上所述的换热设备，其中，所述主管道的第二端连接有过滤网。

如上所述的换热设备，其中，各所述供风管道上均连接有供风阀门。

如上所述的换热设备，其中，所述加热器为管壳式换热器。

如上所述的换热设备，其中，所述主管道、所述环形风道以及各所述供风管道的外部均包覆有保温层。

本实用新型还提供了一种间接空冷系统，其中，所述间接空冷系统包括；

锅炉；

空冷塔，所述锅炉的尾部烟道伸入至所述空冷塔内；

上述的换热设备，所述换热设备设置于所述空冷塔的下方，所述换热设备的主管道的第二端伸入至所述空冷塔内，所述换热设备的加热器与所述锅炉的尾部烟道相连通。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型的换热设备，通过设置暖风装置，能够将冷空气加热成热空气喷入换热单元内，既可以在换热器上水之前对其进行预暖，防止上水过程出现结冰，又能在换热器稳定运行时，防止极寒天气下换热器翅片管冻裂，保证机组安全稳定运行；还能在因循环水泄漏等原因，导致在换热器上出现结冰时，对结冰处进行加热融冰，从而有效解决了高寒地区换热器容易冻裂的问题。

本实用新型的间接空冷系统具有上述换热设备的全部优点，且该间接空冷系统能够保证机组运行的稳定性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的换热设备的使用状态结构示意图；

图2是暖风装置的结构示意图；

图3是供风管道的结构示意图；

图4是供风管道与两换热器的装配结构示意图。

附图标号说明：

100、换热装置；

110、换热单元；111、换热器；112、百叶窗；

200、暖风装置；

210、主管道；211、加热器；212、风机；213、主管阀门；214、旁路管道；2141、旁路阀门；215、过滤网；

220、环形风道；

230、供风管道；231、出风孔；232、供风阀门；2301、第一端；2302、第二端；

300、空冷塔。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，形容词性或副词性修饰语“内”和“外”的使用仅是为了便于多组术语之间的相对参考，且并非描述对经修饰术语的任何特定的方向限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种换热设备，其用于火力发电机组的间接空冷系统，该换热设备包括换热装置100和暖风装置200，其中：

换热装置100包括多个换热单元110，多个换热单元110依次连接呈环状，即多个换热单元110首尾依次连接以形成环状的换热装置100，换热单元110为由一百叶窗112和两换热器111围合形成的中空柱状结构，即换热单元110呈中空的三棱柱状结构，百叶窗112和两换热器111分别构成换热单元110的三个表面，各换热单元110的百叶窗112依次连接形成换热装置100的外环面，各换热单元110的换热器111均设置于各百叶窗112连接形成的外环面的内部，其中，相邻两百叶窗112之间的连接方式，以及各换热单元110的百叶窗112和两换热器111之间的围合方式均为现有技术，在此不再赘述；

暖风装置200包括主管道210、环形风道220和多个供风管道230，主管道210上连接有加热器211，加热器211能对进入主管道210内的冷空气进行加热处理以形成热空气，主管道210的第一端与环形风道220相连通，具体的，主管道210的第一端与环形风道220焊接连接，且主管道210的内部与环形风道220的内部相连通，以使得热空气能通过主管道210进入环形风道220，环形风道220设置于换热装置100内，这样的结构，既不会改变换热设备的体积，也不会影响换热装置100的正常使用，供风管道230的数量小于或者等于换热单元110的数量，在图1所示的实施例中，供风管道230的数量与换热单元110的数量相等，当然，也可根据实际使用需求设置适当数量的供风管道230，较佳的，供风管道230沿环形风道220的周向均布，各供风管道230分别设置于一换热单元110内，如图3和图4所示，供风管道230上设有多个出风孔231，较佳的，多个出风孔231均布于供风管道230朝向两换热器111的外周面上，其中，出风孔231的数量可以根据实际使用需求设置，例如，环境温度低时，可以设置数量较多的出风孔231，环境温度相对提高时，可以设置数量较少的出风孔231，在此不再赘述，且供风管道230的第一端2301封闭，供风管道230的第二端2302伸出换热单元110与环形风道220相连通，以使得环形风道220内的暖风能够通过各供风管道230的出风孔231进入换热单元110内，以提高换热器111的入口空气温度，从而实现在环境温度较低时，对换热器111进行预暖、防冻或融冰处理的目的。

在使用时，如图1和图2所示，在冬季温度较低时，冷空气自主管道210的第二端进入主管道210内，经由加热器211加热后形成热空气，热空气通过主管道210的第一端进入环形风道220，并通过环形风道220进入各供风管道230内，最后，热空气经由供风管道230上的出风孔231喷入换热单元110的内部，以在换热器111上水之前对其进行预暖，在稳定运行过程中，喷入的热空气能够防止极寒天气下换热器111的翅片管冻裂，当循环水泄漏等原因，导致换热器111上出现结冰时，喷入的热空气能够对结冰处进行加热融冰。

本实用新型提供的换热设备，通过设置暖风装置200，能够将冷空气加热成热空气喷入换热单元110内，既可以在换热器111上水之前对其进行预暖，防止上水过程出现结冰，又能在换热器111稳定运行时，防止极寒天气下换热器111翅片管冻裂，保证机组安全稳定运行；还能在因循环水泄漏等原因，导致在换热器111上出现结冰时，对结冰处进行加热融冰，从而有效解决了高寒地区换热器111容易冻裂的问题。

进一步，主管道210、环形风道220以及各供风管道230的外部均包覆有保温层，保温层由保温材料制成，保温材料可以是聚氨酯泡沫、气凝胶毡或者玻璃棉等，以避免热空气在传递过程中散热，从而确保热空气能够以较高的温度喷入换热单元110内。

在本实用新型的一种实施方式中，为了提高热空气进入环形风道220内的效率，如图1和图2所示，在主管道210上连接有风机212，风机212位于环形风道220与加热器211之间，经加热器211加热形成的热空气能在风机212的引导下进入环形风道220内，从而使得热空气能够快速且顺畅的进入环形风道220内，其中，风机212优选采用变频风机。

进一步，主管道210上设有主管阀门213，主管阀门213位于风机212与加热器211之间，主管阀门213能够控制主管道210的流通面积，当环境温度较高时，可通过主管阀门213将主管道210的流通面积减小至零，即将主管道210关闭，此时，暖风装置200将停止作业，不会有热空气喷入换热单元110内，当环境温度较低时，可通过主管阀门213将主管道210的流通面积增加至最大，即将主管道210完全打开，此时，暖风装置200将启动作业，以对换热器111进行预暖、防冻或融冰处理。

进一步，主管道210上连接有旁路管道214，旁路管道214位于加热器211与风机212之间，旁路管道214也可以与锅炉的空气预热器的出口相连通，当加热器211因故不能正常工作时，通过旁路管道214可将锅炉的热空气引入至主管路内，热空气并依次通过主管路、环形风道220和供风管道230喷入换热单元110内，以对换热器111进行预暖、防冻或融冰处理，待加热器211的故障解除后，使旁路管道214与锅炉的空气预热器的出口断开，即可重新使用加热器211加热外部的冷空气，无须长期利用空气预热器的出口热空气，从而保证了换热设备在极寒天气下运行的稳定性。

再进一步，旁路管道214上连接有旁路阀门2141，旁路阀门2141能够控制旁路管道214的通断，以使得控制旁路管道214与锅炉的空气预热器的出口之间的通断操作变得简单方便，在加热器211正常运作的状态下，旁路阀门2141关闭，旁路管道214的流通面积为零，在加热器211因故不能正常运作的状态下，旁路阀门2141打开，旁路管道214的流通面积为最大，锅炉的热空气能被引入至主管路内。

在本实用新型的一种实施方式中，如图1所示，主管道210的第二端连接有过滤网215，过滤网215能将冷空气中的杂质滤出，以保证经由加热器211加热的均为空气，从而保证了暖风装置200的供风效率。

进一步，如图2所示，各供风管道230上均连接有供风阀门232，供风阀门232能够控制供风管道230的通断，在实际使用时，可以根据需要，打开适当数量的供风管道230。

进一步，加热器211为管壳式换热器，管壳式换热器能在高温、高压下使用，从而保证了加热器211的使用寿命。

本实用新型还提供了一种间接空冷系统，其包括锅炉、空冷塔300和上述的换热设备，其中，锅炉的具体结构为现有技术，在此不再赘述，锅炉的尾部烟道伸入至空冷塔300内，换热设备设置于空冷塔300的下方，其中，换热设备与空冷塔300的具体固定方式，锅炉的尾部烟道伸入至空冷塔300内的方式均为现有技术，在此不再详述，换热设备的主管道210的第二端伸入至空冷塔300内，以使得空冷塔300内的冷空气能够通过主管道210的第二端进入主管道210内，换热设备的加热器211与锅炉的尾部烟道相连通，以使得锅炉排出的热烟气与空冷塔300内的冷空气在加热器211内进行换热，将冷空气加热成热空气，较佳的，与加热器211连通的尾部烟道位于脱硫塔后、空冷塔300内的烟囱前的位置。

本实用新型的间接空冷系统包含有上述的换热设备，因此，该间接空冷系统具有上述换热设备的全部优点，且该间接空冷系统能够保证机组运行的稳定性。

如图1和图2所示，在使用时，空冷塔300内的空气经过滤网215过滤后，进入加热器211并与锅炉的尾部烟道排放的高温烟气进行热交换形成热空气，热空气在风机212的作用下，经由主管道210进入环形风道220，并通过环形风道220均匀进入各供风管道230，最后通过各供风管道230喷入换热器111与百叶窗112围成的三棱柱形的换热单元110内，从而提高换热器111的入口风温；以实现在冬季温度较低时，在换热器111上水之前对其进行预暖，防止上水过程出现结冰；在稳定运行时，防止极寒天气下换热器111的翅片管冻裂，保证机组安全稳定运行；在因循环水泄漏等原因导致在换热器111上出现结冰时，对结冰处进行加热融冰的目的；

此外，设置的旁路管道214能与锅炉的空气预热器的出口相连通，当空气加热器211不能正常工作时，通过旁路管道214将空气预热器的出口排出的热空气喷入换热单元110内，以提高换热器111入口风温，待加热器211的故障解除后，使旁路管道214与锅炉的空气预热器的出口断开，即可重新使用加热器211加热外部的冷空气，无须长期利用空气预热器的出口热空气，从而保证了间接空冷系统在运行时的稳定性。

综上所述，本实用新型的换热设备，通过设置暖风装置，能够将冷空气加热成热空气喷入换热单元内，既可以在换热器上水之前对其进行预暖，防止上水过程出现结冰，又能在换热器稳定运行时，防止极寒天气下换热器翅片管冻裂，保证机组安全稳定运行；还能在因循环水泄漏等原因，导致在换热器上出现结冰时，对结冰处进行加热融冰，从而有效解决了高寒地区换热器容易冻裂的问题。

本实用新型的间接空冷系统具有上述换热设备的全部优点，且该间接空冷系统能够保证机组运行的稳定性。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。