CN105987627A - 一种高效空气预热方法及预热器 - Google Patents

Abstract

一种高效空气预热方法，属于节能技术领域，用于解决空气预热器不紧凑、串气漏气、容易积灰、不易清除问题。包括高温烟气进入及低温烟气排出、低温空气进入及高温空气排出，其特征是：设计烟气、空气各自通道，扁平交替相邻并在各自通道顺气流方向设计纵向大翅片，增大传热面积大、提高设备效率，烟气及空气流动通畅降低阻力、消除背风面大幅度降低积灰程度。还提供了实现本发明方法的立式扁筒、内外纵向大翅片设备。该方法传热面积大、压降低、效率高，不易积灰、不串气漏气、易清洗，可显著提高加热炉热效率。

Description

一种高效空气预热方法及预热器

技术领域

本发明属于节能技术领域，特别涉及一种高效空气预热方法及预热器。

背景技术

加热炉等设备通常设置空气预热器提高热效率，常用的空气预热器有钉头管式、热管式、板式、铸铁式，钉头管式、热管式空气预热器是通过高温烟气-管子-空气方式传热，传热面积小、设备不紧凑，错排管时存在背风面，压降较大、背风面存在涡流区导致灰尘在该区域管壁吸附积灰，并且不易清除。板式空气预热器换热板间隙小，属于“精密”设备适用于干净的介质，若烟气含尘较高很容易积灰甚至堵塞并且不容易清除。铸铁式空气预热器传热面积小、重量大、不紧凑。因此目前迫切需要一种传热面积大、设备紧凑效率高且压降低，不易积灰、不串气漏气、易清洗的高效空气预热器。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效空气预热方法，具有传热面积大、设备紧凑效率高，烟气及空气流动通畅降低阻力、消除背风面大幅度降低积灰程度并且容易清洗。

本发明解决其技术问题所采用的方法是：包括高温烟气进入及低温烟气排出、低温空气进入及高温空气排出，其特征是：设计烟气、空气各自通道，扁平交替相邻并在各自通道顺气流方向设计纵向大翅片，增大传热面积大、提高设备效率，烟气及空气流动通畅降低阻力、消除背风面大幅度降低积灰程度。

进一步，还可以设计空气预热，用出口热空气预热或用中间热空气预热或用热媒质预热。

一种高效空气预热器，包括箱式壳体、烟气进口及出口、空气进口及出口、若干立式扁筒换热单元，箱式壳体包括前板、后板和2块侧板，立式扁筒换热单元由立式扁筒、内纵向大翅片及外纵向大翅片组成，立式扁筒由2块面板和2块端板组成，端板是平板或是弧形板或是楔形折板，面板的两侧设置内外纵向大翅片；两相临立式扁筒敞口端的长边用平桥板或弧形桥板或楔形桥板连接，并与前板及后板连接并连通；立式扁筒敞口端是管程与空气进口及出口连接，或与高温烟气进口及出口连接；立式扁筒的端板侧是壳程与高温烟气进口及出口连接，或与空气进口及出口连接。

进一步，立式扁筒是整体铸造结构或是焊接结构，立式扁筒材质是铁、铝、铜、钢，还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。

进一步，内、外纵向大翅片是直条形或是波浪曲线形，是熔铸或焊接或镶嵌形式；材质是铁、铝、铜、钢、搪瓷，厚度2～10mm，高度2～100mm；还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。

进一步，还可以在立式扁筒内顺气体流向设置若干连接筋板，还可以在立式扁筒的内外板面设置纵向凸起加强筋。

进一步，箱式壳体是一段式壳体或是多段组合式壳体，各段材质、纵向大翅片规格相同或不同，还可以设置空气进气罩、联箱、空气出口管、烟气出口管。

进一步，还可以在空气进口设置预热段，与出口热空气连接或与中间热空气连接或设置热媒质加热设施。

进一步，还可以在顶部设置进水管及喷嘴，在底部设置集液槽及排液口。

本发明创新点和积极效果是：

本发明创新点是：1、设计烟气、空气各自通道，扁平交替相邻并在各自通道顺气流方向设计纵向大翅片，增大传热面积大、提高设备效率，烟气及空气流动通畅降低阻力、消除背风面大幅度降低积灰程度。2、箱式壳体包括前板、后板和2块侧板，壳体内部设置若干立式扁筒换热单元；立式扁筒换热单元由立式扁筒、内纵向大翅片及外纵向大翅片组成，立式扁筒由2块面板和2块端板组成。3、立式扁筒材质是铁、铝、铜、钢，还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。4、内、外纵向大翅片材质是铁、铝、铜、钢、搪瓷，厚度2～10mm，高度2～100mm；还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。

本发明积极效果是：1、采用了双面纵向大翅片，传热面积大、设备紧凑效率高；2、烟气及空气流动通畅、阻力小；3、无背风面大幅度降低积灰程度，且冲洗方便；4、无串气、无泄漏。

附图说明

图1是一种高效空气预热方法及预热器示意图。

1-立式扁筒，2-内纵向大翅片，3-空气进口，4-空气出口，5-外纵向大翅片，6-烟气出口，7-壳体，8-高温烟气进口，9-端板，10-面板，11-楔形桥板，12-前板/后板，13-侧板，14-连接筋板。

图2是另一种高效空气预热方法及预热器示意图。

1A-一段立式扁筒，1B-二段立式扁筒，2A-一段内纵向大翅片，2B-二段内纵向大翅片，3A-一段空气进口，3B-二段空气进口，4A-一段空气出口，4B-二段空气出口，5A-一段外纵向大翅片，5B-二段外纵向大翅片，6-烟气出口，7A-一段壳体，7B-二段壳体，8-高温烟气进口，15-空气出口管，16-空气进气罩，17-联箱，18-烟气排出箱，19-烟气出口管，20-集液槽，21-排液口，22-进水管。

具体实施方式

见图1，是单箱体空气预热器，应用于无或低硫化物烟气空气预热器，壳体7包括前板/后板12和2块侧板13，壳体7内部设置若干立式扁筒换热单元；立式扁筒换热单元由立式扁筒1、内纵向大翅片2及外纵向大翅片5组成，立式扁筒1由2块面板10和2块端板9组成，端板9是楔形折板，面板10的两侧设置内纵向大翅片2、外纵向大翅片5，两块面板10之间还设有连接筋板14；两相临立式扁筒1敞口端的长边用楔形桥板11连接，并与前板/后板12连接并连通；立式扁筒1敞口端是管程进出端，与空气进口3及空气出口4连接，立式扁筒1的端板侧是壳程进出端，与高温烟气进口8及烟气出口6连接。立式扁筒壁厚8～30mm，材质是纯铁或铝；内、外纵向大翅片材质是纯铁片或铝片，厚度2～4mm，高度是20～60mm。

见图2，是安装在地面的双箱体空气预热器，应用于含有较高硫化物烟气空气预热器，一段壳体7A(低温段)在下方，下端烟气出口6与烟气排出箱18(与集液槽20连接)、烟气出口管19连接，一侧端是一段空气进口3A与空气进气罩16连接，另一侧端是一段空气出口4A与联箱17连接。二段壳体7B(高温段)在上方，一侧端是二段空气进口3B与联箱17连接，另一侧端是二段空气出口4B与空气出口管15连接，上端是高温烟气进口8(设有进水管22)，二段壳体7B下端与一段壳体7A上端连接。一段壳体7A(低温段)内部垂直设置若干一段立式扁筒1A，其内壁设置一段内纵向大翅片2A，其外壁设置一段外纵向大翅片5A，一段(低温段)纵向大翅片材质是铁或铝表面设有聚四氟乙烯涂层，或是搪瓷材质；二段壳体7B(高温段)内部垂直设置若干二段立式扁筒1B，其内壁设置二段内纵向大翅片2B，其外壁设置二段外纵向大翅片5B，二段(高温段)纵向大翅片材质是铁或铝。

参见图1，300℃烟气从高温烟气进口8进入，从壳体7内的外纵向大翅片5间隙流过，高温烟气向外纵向大翅片5传热并将热量传递给内纵向大翅片2，烟气温度降到130～150℃从烟气出口6排出。常温空气从空气进口3进入，从立式扁筒1内纵向大翅片2间隙流过，从内纵向大翅片2吸收热量温度升高至～200℃从空气出口4排出。高温烟气、空气从外、内纵向大翅片间较高速度流过并交换热量，传热面积大、效率高；无背风面压降低、积灰程度低。

参见图2，300℃烟气从高温烟气进口8进入，从二段壳体7B内的二段外纵向大翅片5B间隙高速度流过，高温烟气向二段外纵向大翅片5B传热并将热量传递给二段内纵向大翅片2B，烟气温度降到～220℃，从二段壳体7B壳程出口端排出并进入一段壳体7A。烟气在一段外纵向大翅片5A间隙高速流过，烟气向一段外纵向大翅片5A传热并将热量传递给一段内纵向大翅片2A，烟气温度降到130～150℃，从烟气出口6、烟气排出箱18、烟气出口管19排出。空气经空气进气罩16从一段空气进口3A进入，从一段内纵向大翅片2A间隙高速流过，从一段内纵向大翅片2A吸收热量温度升高至～100℃从一段空气出口4A排出；经联箱17从二段空气进口3B进入，从二段内纵向大翅片2B间隙高速流过，从二段内纵向大翅片2B吸收热量温度升高至～200℃从二段空气出口4B、空气出口管15排出。还可以定期对设备进行冲洗，在上端的进水管22进水，水自上而下冲洗烟气侧纵向大翅片表面，冲洗液落入底部的集液槽20中从排液口21排出。高温烟气、空气从外、内纵向大翅片间高速流过并交换热量，传热面积大、效率高；无背风面压降低、积灰程度低，冲洗也方便。

Claims (9)

1.一种高效空气预热方法，包括高温烟气进入及低温烟气排出、低温空气进入及高温空气排出，其特征是：设计烟气、空气各自通道，扁平交替相邻并在各自通道顺气流方向设计纵向大翅片，增大传热面积大、提高设备效率，烟气及空气流动通畅降低阻力、消除背风面大幅度降低积灰程度。

2.根据权利要求1所述的高效空气预热方法，其特征是：还可以设计空气预热，用出口热空气预热或用中间热空气预热或用热媒质预热。

3.一种高效空气预热器，包括箱式壳体、烟气进口及出口、空气进口及出口、若干立式扁筒换热单元，箱式壳体包括前板、后板和2块侧板，立式扁筒换热单元由立式扁筒、内纵向大翅片及外纵向大翅片组成，立式扁筒由2块面板和2块端板组成，端板是平板或是弧形板或是楔形折板，面板的两侧设置内外纵向大翅片；两相临立式扁筒敞口端的长边用平桥板或弧形桥板或楔形桥板连接，并与前板及后板连接并连通；立式扁筒敞口端是管程与空气进口及出口连接，或与高温烟气进口及出口连接；立式扁筒的端板侧是壳程与高温烟气进口及出口连接，或与空气进口及出口连接。

4.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：立式扁筒是整体铸造结构或是焊接结构，立式扁筒材质是铁、铝、铜、钢，还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。

5.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：内、外纵向大翅片是直条形或是波浪曲线形，是熔铸或焊接或镶嵌形式；材质是铁、铝、铜、钢、搪瓷，厚度2～10mm，高度2～100mm；还可以设置陶瓷、聚四氟乙烯涂层或设置耐热防腐涂料。

6.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：还可以在立式扁筒内顺气体流向设置若干连接筋板，还可以在立式扁筒的内外板面设置纵向凸起加强筋。

7.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：箱式壳体是一段式壳体或是多段组合式壳体，各段材质、纵向大翅片规格相同或不同，还可以设置空气进气罩、联箱、空气出口管、烟气出口管。

8.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：还可以在空气进口设置预热段，与出口热空气连接或与中间热空气连接或设置热媒质加热设施。

9.根据权利要求3所述的高效空气预热器，其特征是：还可以在顶部设置进水管及喷嘴，在底部设置集液槽及排液口。