CN106247814A - 一种水与蒸汽换热器及换热系统 - Google Patents

一种水与蒸汽换热器及换热系统 Download PDF

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余正勇
杨明
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Abstract

本发明公开了一种水与蒸汽换热器及换热系统，它包括圆筒状的壳体(1)，壳体(1)两侧通过密封法兰(12)均连接有弧形罩盖(2)，两个弧形罩盖(2)上分别设有蒸汽入口(3)和凝结水出口(4)；壳体(1)内设置有上联箱(5)和下联箱(6)，上联箱(5)和下联箱(6)上分别连接有进水管(7)和出水管(8)，上联箱(5)和下联箱(6)之间连接有阵列分布的多根氟塑钢管(9)；氟塑钢管(9)包括钢管(10)和挤塑成型在钢管(10)外表面的氟塑料层(11)。本发明不仅能够消除换热管表面气孔，提高换热管防腐蚀效果，延长使用寿命，还具有热阻小、换热效果好和使用方便的优点。

Description

一种水与蒸汽换热器及换热系统
技术领域
本发明涉及一种水与蒸汽换热器及换热系统。
背景技术
现在，一般采用污泥热干化机对湿污泥进行热干化处理，去除湿污泥中的水分；处理时一般需要通入蒸汽，热干化处理后除了产生干污泥和冷凝水之外，还会产生一定的污泥水蒸气，这部分气体还会造成污染，还需要进行液化处理。为了将污泥水蒸气液化，现在一般采用换热器进行液化，将污泥水蒸气液化为凝结水；但是，污泥水蒸气中含有多种腐蚀性气体，对先有的钢管制成的换热管造成较严重的腐蚀，导致换热器的使用寿命缩短。而且，现有的换热器中的换热管表面还存在较多气孔，导致换热管的防腐蚀效果较差，进一步影响换热器的使用寿命。因此，现有的换热器存在着换热管表面存在气孔，换热管防腐蚀效果较差和使用寿命较短的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种水与蒸汽换热器及换热系统。本发明采用氟塑钢管作为换热管，不仅能够消除换热管表面气孔，提高换热管防腐蚀效果，还具有使用寿命长的优点。
本发明的技术方案：一种水与蒸汽换热器，包括圆筒状的壳体，壳体两侧通过密封法兰均连接有弧形罩盖，两个弧形罩盖上分别设有蒸汽入口和凝结水出口；壳体内设置有上联箱和下联箱，上联箱和下联箱上分别连接有进水管和出水管，上联箱和下联箱之间连接有阵列分布的多根氟塑钢管；氟塑钢管包括钢管和挤塑成型在钢管外表面的氟塑料层。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述上联箱和下联箱上对应氟塑钢管的位置处均设有安装孔；上联箱和下联箱分别与壳体的两侧壁连接。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述钢管的口径为10mm～60mm，钢管的厚度为0.5mm～6mm，氟塑料层的厚度为0.3mm～3mm。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述氟塑钢管的加工方法为，先采用离心机对氟塑料粉料进行离心过滤，去除氟塑料粉料中的杂质，然后依次进行预处理和塑化处理，然后通过高压挤出机对塑化后的氟塑料粉料加压加热并挤入模具内，通过钢管和模具之间形成的型腔进行一体式挤塑成型；成型时，钢管在模具内轴向匀速移动，使氟塑料连续地挤塑在钢管外表面并成型为氟塑料层，从而形成氟塑钢管。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述预处理为在氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量1％～3％的航空煤油，搅拌均匀后在常温下静置堆放11h～12h；所述塑化处理为，在预处理后的氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量25％的溶剂油，然后置于50℃的密封恒温箱内12小时。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述高压挤出机加压加热的压力为20MPa，加热温度为65℃；所述钢管的轴向移动速度为0.7米/分。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述氟塑料粉料为PTFE粉料。
前述的一种水与蒸汽换热器中，所述一体式挤塑成型后，再进行固化处理和去应力处理，形成氟塑钢管成品；固化处理为，采用固化通道对一体式挤塑成型的氟塑钢管进行加热固化，固化通道包括依次连接的4段长度均为3米的通道，4段通道的加热温度依次为100℃、200℃、300℃和400℃；去应力处理为，采用冷却通道对加热固化后的氟塑钢管进行去应力，冷却通道包括依次连接的300℃的冷却段、100℃的空冷段和常温的水冷段，冷却段长度为3米，空冷段长度为7米，水冷段长度为2米；氟塑钢管在固化通道和冷却通道的轴向移动速度均为0.7米/分。
依据权前述的水与蒸汽换热器所构建的换热系统，包括污泥热干化机，污泥热干化机上设有进气管和排气管，排气管一端连接有换热器，换热器为前述的水与蒸汽换热器；换热器的进水管和出水管之间连接有循环水管，循环水管上连接有冷却器和循环水泵。
与现有技术相比，本发明改进了现有的换热器结构，用于使污泥水蒸气液化成凝结水，通过挤塑成型在钢管外表面的氟塑料层和钢管组成氟塑钢管，并将氟塑钢管作为换热管，不仅能够消除换热管表面气孔，提高换热管防腐蚀效果，还能够延长使用寿命；通过上联箱和下联箱固定连接氟塑钢管，能够通过下联箱将冷却水均分至多根氟塑钢管中进行加热，并通过上联箱将多根氟塑钢管中加热后的冷却水集中收集，方便使用；通过设置圆桶状的壳体、弧形罩盖和密封法兰能够提高结构强度，防止污泥水蒸气的气压在接缝处集中而溢出，提高换热时的密封性，对污泥水蒸气充分换热。而且，本发明通过离心过滤、预处理、塑化处理和一体式挤塑成型，能够生产出钢管口径为10mm～60mm、钢管厚度为0.5mm～6mm、氟塑料层厚度为0.3mm～3mm的氟塑钢管，能够减小热阻，提高换热效果，还能够增大换热面积，降低对烟气的阻力50％以上。本发明用于水与蒸汽的换热系统中，通过蒸汽入口向壳体内通入污泥水蒸气，同时通过下联箱将低温冷却水均匀通入多根氟塑钢管中，利用污泥水蒸气与冷却水之间的热交换使污泥水蒸气液化成凝结水后排出，避免环境污染；换热后的冷却水经循环水管、冷却器和循环水泵后重新通入氟塑钢管内进行换热，使用方便。因此，本发明不仅能够消除换热管表面气孔，提高换热管防腐蚀效果，延长使用寿命，还具有热阻小、换热效果好和使用方便的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是氟塑钢管的截面图；
图3是上联箱的结构示意图；
图4是换热系统的结构示意图。
附图中的标记为：1-壳体，2-弧形罩盖，3-蒸汽入口，4-凝结水出口，5-上联箱，6-下联箱，7-进水管，8-出水管，9-氟塑钢管，10-钢管，11-氟塑料层，12-密封法兰，13-安装孔，14-污泥热干化机，15-进气管，16-排气管，17-换热器，18-循环水管，19-冷却器，20-循环水泵，21-湿污泥，22-干污泥，23-冷凝水出口。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种水与蒸汽换热器，构成如图1、2、3所示，包括圆筒状的壳体1，壳体1两侧通过密封法兰12均连接有弧形罩盖2，两个弧形罩盖2上分别设有蒸汽入口3和凝结水出口4；壳体1内设置有上联箱5和下联箱6，上联箱5和下联箱6上分别连接有进水管7和出水管8，上联箱5和下联箱6之间连接有阵列分布的多根氟塑钢管9；氟塑钢管9包括钢管10和挤塑成型在钢管10外表面的氟塑料层11。
所述上联箱5和下联箱6上对应氟塑钢管9的位置处均设有安装孔13；上联箱5和下联箱6分别与壳体1的两侧壁连接。所述钢管10的口径为10mm～60mm(优选为10mm)，钢管10的厚度为0.5mm～6mm(优选为0.5mm)，氟塑料层11的厚度为0.3mm～3mm(优选为0.3mm)。
所述氟塑钢管9的加工方法为，先采用离心机对氟塑料粉料进行离心过滤，去除氟塑料粉料中的杂质，然后依次进行预处理和塑化处理，然后通过高压挤出机对塑化后的氟塑料粉料加压加热并挤入模具内，通过钢管10和模具之间形成的型腔进行一体式挤塑成型；成型时，钢管10在模具内轴向匀速移动，使氟塑料连续地挤塑在钢管10外表面并成型为氟塑料层11，从而形成氟塑钢管9。所述预处理为在氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量1％～3％的航空煤油，搅拌均匀后在常温下静置堆放11h～12h；所述塑化处理为，在预处理后的氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量25％的溶剂油，然后置于50℃的密封恒温箱内12小时。所述高压挤出机加压加热的压力为20MPa，加热温度为65℃；所述钢管10的轴向移动速度为0.7米/分。所述氟塑料粉料为PTFE粉料。所述一体式挤塑成型后，再进行固化处理和去应力处理，形成氟塑钢管9成品；固化处理为，采用固化通道对一体式挤塑成型的氟塑钢管9进行加热固化，固化通道包括依次连接的4段长度均为3米的通道，4段通道的加热温度依次为100℃、200℃、300℃和400℃；去应力处理为，采用冷却通道对加热固化后的氟塑钢管9进行去应力，冷却通道包括依次连接的300℃的冷却段、100℃的空冷段和常温的水冷段，冷却段长度为3米，空冷段长度为7米，水冷段长度为2米；氟塑钢管9在固化通道和冷却通道的轴向移动速度均为0.7米/分。
依据前述的水与蒸汽换热器所构建的换热系统，构成如图1至4所示，包括污泥热干化机14，污泥热干化机14上设有进气管15和排气管16，排气管16一端连接有换热器17，换热器17为前述的水与蒸汽换热器；换热器17的进水管7和出水管8之间连接有循环水管18，循环水管18上连接有冷却器19和循环水泵20。
工作原理：如图1至4所示，使用时，将湿污泥21送入污泥热干化机14内，并从进气管15将蒸汽通入污泥热干化机14内；污泥热干化机14将湿污泥21热干化处理后产生的冷凝水和污泥水蒸气分别从冷凝水出口23和排气管15排出，同时将热干化处理后获得的干污泥22传送出。污泥水蒸气沿着排气管15排入换热器17中，从蒸汽入口3进入壳体1，然后经过氟塑钢管9的外表面；通过循环水泵20和进水管7将冷却水送入上联箱5中，上联箱5将冷却水均匀的送至多根氟塑钢管9内，氟塑钢管9中对壳体1中的污泥水蒸气进行换热，使污泥水蒸气液化成凝结水后从凝结水出口4排出；换热后的冷却水通过下联箱6收集后经出水管8、循环水管18留置冷却器19重新冷却，冷却后经循环水泵20重新送入上联箱5开始循环。

Claims (8)

1.一种水与蒸汽换热器，其特征在于：包括圆筒状的壳体(1)，壳体(1)两侧通过密封法兰(12)均连接有弧形罩盖(2)，两个弧形罩盖(2)上分别设有蒸汽入口(3)和凝结水出口(4)；壳体(1)内设置有上联箱(5)和下联箱(6)，上联箱(5)和下联箱(6)上分别连接有进水管(7)和出水管(8)，上联箱(5)和下联箱(6)之间连接有阵列分布的多根氟塑钢管(9)；氟塑钢管(9)包括钢管(10)和挤塑成型在钢管(10)外表面的氟塑料层(11)。
2.根据权利要求1所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述上联箱(5)和下联箱(6)上对应氟塑钢管(9)的位置处均设有安装孔(13)；上联箱(5)和下联箱(6)分别与壳体(1)的两侧壁连接。
3.根据权利要求1所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述钢管(10)的口径为10mm～60mm，钢管(10)的厚度为0.5mm～6mm，氟塑料层(11)的厚度为0.3mm～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述氟塑钢管(9)的加工方法为，先采用离心机对氟塑料粉料进行离心过滤，去除氟塑料粉料中的杂质，然后依次进行预处理和塑化处理，然后通过高压挤出机对塑化后的氟塑料粉料加压加热并挤入模具内，通过钢管(10)和模具之间形成的型腔进行一体式挤塑成型；成型时，钢管(10)在模具内轴向匀速移动，使氟塑料连续地挤塑在钢管(10)外表面并成型为氟塑料层(11)，从而形成氟塑钢管(9)。
5.根据权利要求4所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述预处理为在氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量1％～3％的航空煤油，搅拌均匀后在常温下静置堆放11h～12h；所述塑化处理为，在预处理后的氟塑料粉料中加入质量为氟塑料粉料质量25％的溶剂油，然后置于50℃的密封恒温箱内12小时。
6.根据权利要求4所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述高压挤出机加压加热的压力为20MPa，加热温度为65℃；所述钢管(10)的轴向移动速度为0.7米/分。
7.根据权利要求4所述的一种水与蒸汽换热器，其特征在于：所述氟塑料粉料为PTFE粉料。
8.依据权利要求1至7中任一权利要求所述的水与蒸汽换热器所构建的换热系统，其特征在于：包括污泥热干化机(14)，污泥热干化机(14)上设有进气管(15)和排气管(16)，排气管(16)一端连接有换热器(17)，换热器(17)为权利要求1至7中任一权利要求所述的水与蒸汽换热器；换热器(17)的进水管(7)和出水管(8)之间连接有循环水管(18)，循环水管(18)上连接有冷却器(19)和循环水泵(20)。
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