CN105110605A - 一种环缝式高温换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环缝式高温换热器，其包括通过连接法兰自下而上依次连接的下节换热器、上节换热器、阻尼风段和排烟段，所述下节换热器的底部设置有冷风进口且套装在熔窑垂直烟道上，所述上节换热器的底部设置有热风出口，所述上节换热器的顶部连接有配重系统，所述阻尼风段上设置有阻尼风进口，所述排烟段的底部连接于所述阻尼风段的顶部，所述下节换热器、上节换热器、阻尼风段均采用两层套筒式换热结构，包括内、外套筒，所述内套筒的外壁上固定有螺旋形的导热条，所述导热条与外套筒的内壁之间留有间隙，内套筒加热后所述导热条膨胀贴紧于所述外套筒的内壁上。上述高温换热器具有使用寿命长、换热效率高以及节能环保的优点。

Description

一种环缝式高温换热器

技术领域

本发明一种高温换热器，尤其涉及一种适用于玻璃熔窑且节能环保的环缝式高温换热器。

背景技术

换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位，由于高温换热器是处在高温(烟气温度一般是1350℃～1450℃)高腐蚀气体环境运行，其风险是十分巨大的。运行过程中很难进行维修，所以换热器出现故障将会给生产和经济造成巨大损失。

目前，现有的环缝式高温换热器普遍存在如下缺点：1)使用过程中换热器壁极易被高温氧化和腐蚀，影响整体换热器的使用寿命；2)换热效率低、高温部分存在应力腐蚀的危险性；3)天然气燃烧后产生大量高温水汽，与原料内有关物质结合成强酸，如遇到冷空气，就会容易产生结露，使设备造成腐蚀损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环缝式高温换热器，其具有使用寿命长、换热效率高以及节能环保的特点，以解决现有技术中环缝式高温换热器存在的上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种环缝式高温换热器，其包括下节换热器、上节换热器、阻尼风段和排烟段，其中，所述下节换热器采用顺流式结构，其底部设置有冷风进口且套装在熔窑垂直烟道上，顶部通过连接法兰连接上节换热器的底部，所述上节换热器采用逆流式结构，其底部设置有热风出口，所述下节换热器的顶部与所述上节换热器的顶部连接有第一换热通道，且所述上节换热器的顶部连接有配重系统，所述阻尼风段上设置有阻尼风进口，其底部通过连接法兰连接上节换热器的顶部，且所述阻尼风段的顶部和底部之间连接有第二换热通道，所述排烟段的底部连接于所述阻尼风段的顶部，所述下节换热器、上节换热器、阻尼风段均采用两层套筒式换热结构，包括内、外套筒，所述内套筒的外壁上固定有螺旋形的导热条，所述导热条与外套筒的内壁之间留有间隙，内套筒加热后所述导热条膨胀贴紧于所述外套筒的内壁上。

特别地，所述下节换热器的底部设置有便于其安装于玻璃熔窑的调心装置。

特别地，所述排烟段的顶部设置有用于将烟气直排的第一排烟口，配合所述第一排烟口设置有可开闭的顶盖，所述顶盖上连接有卷扬机，且所述排烟段上还设置有用于将烟气进行净化处理的第二排烟口。

特别地，所述导热条螺旋升角控制在48℃～55℃之间，以减少热风在换热器内流动的阻力。

特别地，所述配重系统包括4套双滑轮组件、钢绳和配重块，所述钢绳的一端连接于所述上节换热器的顶部，另一端穿过所述4套双滑轮组件连接配重块。

特别地，所述热风出口上连接有用于进行余热利用的风管。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述环缝式高温换热器具有以下优点：

1)高温换热器最大直径为2.2米，是世界目前这种形式的最大尺寸，大直径下的薄壳结构就是利用导热条的处理，使其在高温下不易产生变形。

2)为了提高换热器的使用寿命，就必须控制好换热器壁不被高温氧化和腐蚀。换热器本身都是由耐热不锈钢拼接成一台整体结构，其本身自重最高达10吨重，如果这个重量由某一部分来承担其所承受的应力就相当严重。如果在承受的高温区，将会产生严重的高温腐蚀，很快就会被烧坏。所述高温换热器于上节换热器的顶部连接配重系统，将上节换热器及阻尼风段被吊起来，进行应力转移，使换热器处在安全生产环境。

3)导热条设置主要几方面的作用，一方面主要是将烟气的热量通过辐射传递给换热器壁的导热条，通过大面积与空气接触进行热交换。另一方面将换热器内套筒和外套筒通过导热条进行连接，内套筒在加热后直径就会加大，通过导热条会与外套筒紧紧地连在一起，就会将内套筒的重量带到了外套筒，由于外套筒相对承受的温度较低，就使内套筒底部的高温部分的应力大幅降低，也就消除了应力腐蚀的危险性。同时外套筒钢板较薄，容易变形适应内套筒的变化，内套筒和外套筒虽然连接在一起，但仍可相互之间产生滑移。

4)为了适应纯氧燃烧的换热器，由于考虑到天然气燃烧后产生大量高温水汽，与原料内有关物质结合成强酸，如遇到冷空气，就会容易产生结露，使设备造成腐蚀损坏。高温换热器是将阻尼风段采用2层套筒式换热，在较小的尺寸内产生300℃左右的热风，解决了结露的矛盾。

5)随着纯氧燃烧生产工艺在玻璃熔窑上推广应用，换热器为了适应环境的变化，作为余热利用以新的结构形式出现。如玻璃纤维粗纱窑的换热器，其生产的换热空气可以作为原丝烘干的烘干热源，其品质高于蒸汽换热，而且能直接生产250℃左右的热风，换热效率可以达到80％左右，其烟气排放温度可以控制到250℃左右。在未达到结露时可直接进行废气处理，节省了余热锅炉及过多的废气处理量(目前有的单位用引风方式将烟气温度由1400℃降至650℃),既造成锅炉加大容积，且废气处理量也增加一倍多，造成成本增加。如玻璃纤维细纱窑，由于生产的原丝不需要烘干生产工艺，换热器生产450℃左右热空气进行余热锅炉生产蒸汽，由于热空气是干净的，可以用量再加热，或者直接生产热水。而烟气因量较少，经过余热锅炉后相对不经过换热器的烟气量少得多，也就使废气处理的成本大为降低(分两条线处理)。

附图说明

图1是本发明具体实施方式1提供的环缝式高温换热器的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式1提供的环缝式高温换热器的导热条的安装示意图。

图中：

1、下节换热器；2、上节换热器；3、阻尼风段；4、排烟段；5、冷风进口；6、第一换热通道；7、热风出口；8、双滑轮组件；9、钢绳；10、配重块；11、阻尼风进口；12、第二换热通道；13、内套筒；14、外套筒；15、导热条；16、第一排烟口；17、顶盖；18、卷扬机；19、第二排烟口；20、调心装置。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1和图2所示，本实施例中，一种环缝式高温换热器包括下节换热器1、上节换热器2、阻尼风段3和排烟段4，所述下节换热器1采用顺流式结构即换热空气与烟气同一方向流动(由下往上流向)，其底部设置有冷风进口5且套装在熔窑垂直烟道的接口砖上。上部悬吊在3米左右见方的支承架上。所述下节换热器1的顶部通过连接法兰连接上节换热器2的底部，所述上节换热器2采用逆流式结构，即换热风由上往下流动，与烟气运行方向成逆向，其主要目的是提高换热效率，所述下节换热器1的顶部与所述上节换热器2的顶部连接有第一换热通道6，经过下节换热器1的烟气通过第一换热通道6送入上节换热器2的顶部与烟气运行方向成逆向混合，且所述上节换热器2的底部设置有热风出口7，热风从上节换热器2底部的热风出口7流出，所述热风出口7上连接有用于进行余热利用的风管。所述上节换热器2的长度大于所述下节换热器1的长度，且所述上节换热器2的顶部连接有配重系统，所述配重系统包括4套双滑轮组件8、钢绳9和配重块10，所述钢绳9的一端连接于所述上节换热器2的顶部，另一端穿过所述4套双滑轮组件8连接配重块10。

由于玻璃纤维对窑炉内玻璃液的质量要求非常严格，所以熔窑内熔化环境必须保证平稳，特别是窑内气压务必稳定，故设置有阻尼风段3，所述阻尼风段3上设置有阻尼风进口11，其底部通过连接法兰连接上节换热器2的顶部，且所述阻尼风段3的顶部和底部之间连接有第二换热通道12，所述排烟段4的底部连接于所述阻尼风段3的顶部，所述下节换热器1、上节换热器2、阻尼风段3均采用两层套筒式换热结构，包括内套筒13和外套筒14，所述内套筒13的外壁上固定有螺旋形的导热条15，所述导热条15与外套筒14的内壁之间留有间隙，内套筒13加热后所述导热条15膨胀贴紧于所述外套筒14的内壁上，但仍可相互之间产生滑移。所述排烟段4的顶部设置有用于将烟气直排的第一排烟口16，配合所述第一排烟口16设置有可开闭的顶盖17，所述顶盖17通过牵引绳连接有卷扬机18，且所述排烟段4上还设置有用于将烟气进行净化处理的第二排烟口19，通过第二排烟口19将换热后的烟气送入净化处理设备。

所述导热条5螺旋升角控制在48℃～55℃之间，以减少热风在换热器内流动的阻力。

所述下节换热器1的底部设置有便于其安装于玻璃熔窑的调心装置20。

在具体的应用过程中，下节换热器1的底部往往由于接口砖损坏而造成换热器底部被烧坏，可减小下节换热器1的内套筒与外套筒之间的进烟口，其间隙控制在内套筒与外套筒间隙左右，使底部受到高速气流作用，将高温的烟气热量迅速带走，避免被烧坏的风险。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种环缝式高温换热器，其包括下节换热器、上节换热器、阻尼风段和排烟段，其特征在于，所述下节换热器采用顺流式结构，其底部设置有冷风进口且套装在熔窑垂直烟道上，顶部通过连接法兰连接上节换热器的底部，所述上节换热器采用逆流式结构，其底部设置有热风出口，所述下节换热器的顶部与所述上节换热器的顶部连接有第一换热通道，且所述上节换热器的顶部连接有配重系统，所述阻尼风段上设置有阻尼风进口，其底部通过连接法兰连接上节换热器的顶部，且所述阻尼风段的顶部和底部之间连接有第二换热通道，所述排烟段的底部连接于所述阻尼风段的顶部，所述下节换热器、上节换热器、阻尼风段均采用两层套筒式换热结构，包括内、外套筒，所述内套筒的外壁上固定有螺旋形的导热条，所述导热条与外套筒的内壁之间留有间隙，内套筒加热后所述导热条膨胀贴紧于所述外套筒的内壁上。

2.根据权利要求1所述的环缝式高温换热器，其特征在于，所述下节换热器的底部设置有便于其安装于玻璃熔窑的调心装置。

3.根据权利要求1或2任一项所述的环缝式高温换热器，其特征在于，所述排烟段的顶部设置有用于将烟气直排的第一排烟口，配合所述第一排烟口设置有可开闭的顶盖，所述顶盖上连接有卷扬机，且所述排烟段上还设置有用于将烟气进行净化处理的第二排烟口。

4.根据权利要求1所述的环缝式高温换热器，其特征在于，所述导热条螺旋升角控制在48℃～55℃之间。

5.根据权利要求1所述的环缝式高温换热器，其特征在于，所述配重系统包括4套双滑轮组件、钢绳和配重块，所述钢绳的一端连接于所述上节换热器的顶部，另一端穿过所述4套双滑轮组件连接配重块。

6.根据权利要求1所述的环缝式高温换热器，其特征在于，所述热风出口上连接有用于进行余热利用的风管。