CN109443044A - 一种高效节能的两段式空气加热器 - Google Patents
一种高效节能的两段式空气加热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109443044A CN109443044A CN201811336708.9A CN201811336708A CN109443044A CN 109443044 A CN109443044 A CN 109443044A CN 201811336708 A CN201811336708 A CN 201811336708A CN 109443044 A CN109443044 A CN 109443044A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steam
- air
- valve
- back segment
- condensate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 53
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 102100027340 Slit homolog 2 protein Human genes 0.000 description 2
- 101710133576 Slit homolog 2 protein Proteins 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
- F22D11/02—Arrangements of feed-water pumps
- F22D11/06—Arrangements of feed-water pumps for returning condensate to boiler
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/001—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Cookers (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高效节能的两段式空气加热器,其主体结构包括:空气入口、空气出口、蒸汽入口、冷凝水出口、膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件、冷凝水罐液位控制装置、外部热水进口、加热片等,空气入口与空气出口之间为管式结构,由前后两段组成,前段热媒为蒸汽凝水,后段热媒为蒸汽;前后两段分别由若干组加热片并联组成,加热片采用翅片管式加热管;膨胀部件为前后段的联接部件,采用膨胀节或者膨胀螺栓;加热器内置膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件以及前段冷凝水进口控制阀和后段蒸汽冷凝水出口阀。该装置可提高换热效率,节约蒸汽,降低成本,减少“气锤”,实现空气加热器的连续稳定运行,适于用蒸汽加热空气来干燥湿物料。
Description
技术领域:
本发明涉及一种利用蒸汽加热空气的两段式空气加热器,特别是涉及一种高效节能的两段式空气加热器,属于节能降耗技术领域。
背景技术:
在化工、食品、制药和环保等各个领域,工业上常采用高温空气作为干燥湿物料的干燥介质,即热风干燥,如悬浮聚合法得到的PVC湿浆料。所需要的高温空气一般是由加热器加热空气而得到的,加热空气的热媒一般采用蒸汽。
目前,传统的空气加热器一般由若干个换热管组成,只有空气入口、空气出口、蒸汽入口、蒸汽(冷凝水)出口,加热器内部没有其它部件和控制;空气先经加热管外(壳程)或管内(管程)进入与加热管内(管程)或管外(壳程)逆向而来的蒸汽进行换热。
然而,空气与蒸汽的对流传热系数相差较大,空气侧热阻较大,换热器换热效率较低,蒸汽消耗量较大,生产成本高。
另外,加热后的汽水混合物易造成空气加热器的“气锤”,导致空气加热器内漏频繁,维修频次增加,影响空气加热器的连续稳定运行。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,设计提供一种高效节能的两段式空气加热器,该空气加热器可提高换热器换热效率,节约蒸汽,降低成本,减少“气锤”,实现空气加热器的连续稳定运行,特别适于用蒸汽加热空气来干燥湿物料的工艺。
为了实现上述目的,本发明的一种高效节能的两段式空气加热器分为前、后两段,前段的热媒为蒸汽凝水,后段热媒为蒸汽,空气经前段蒸汽凝水预热后进入后段蒸汽加热,其主体结构包括:空气入口、空气出口、蒸汽入口、冷凝水出口、膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件、冷凝水罐液位控制装置、排水口、外部热水进口、加热片、阀门;空气入口与空气出口之间为管式结构,由前段和后段两个部分组成,前段由1-5组加热片并联组成,前段加热片位于空气入口与膨胀部件之间;后段由2-10组加热片并联组成,后段加热片位于膨胀部件与空气出口之间;每组加热片采用1-5根翅片管式加热管,两段加热片的组数由工艺计算确定;前段设有通过阀门控制的冷凝水出口,后段设有通过阀门控制的蒸汽入口;膨胀部件为该空气加热器前段和后段的联接部件,采用膨胀节或者膨胀螺栓;空气加热器内置膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件以及前段冷凝水进口控制阀和后段蒸汽冷凝水出口阀,其中,冷凝水罐接受后段蒸汽经疏水阀来的冷凝水,冷凝水罐的一侧制有通过阀门控制的冷凝水罐液位控制装置,另一侧制有通过阀门控制的外部热水进口,底部制有通过阀门控制的排水口,冷凝水罐液位控制装置与冷凝水罐外部热水进口、排水口、前段冷凝水出口自动联锁,以维持冷凝水罐中的液位稳定;冷凝水罐通过外部热水进口接受其他热源的热水;压力平衡部件设置在冷凝水罐和蒸汽入口之间,该部件由压力平衡管和止逆装置组成;所述蒸汽为低压过热蒸汽,压力为0.3-0.5MPa,过热15-50℃。
加热片的翅片管数优选3根,翅片管为铝带缠绕翅片管,单根加热面积为300-400m2,每组加热片的翅片管按照一定的间距、方式排列,优选正三角形排列。
在使用本发明的两段式空气加热器加热空气时,空气走空气加热器翅片管外侧(壳程),蒸汽走空气加热器翅片管内侧(管程),空气先经加热器翅片管外(壳程)进入前段预热,然后进入后段用蒸汽加热,加热到工艺要求的温度后去干燥物料;低压蒸汽经加热器翅片管内(管程)先进入空气加热器后段,形成气液混合物经疏水阀阻汽排水后进入冷凝水罐,冷凝水罐的气相由压力平衡部件进行调节通过蒸汽入口排气,冷凝水罐的液相进入空气加热器的前段对空气进行预热,预热后温度进一步降低的冷凝水回到锅炉系统。
与现有技术相比,本发明产品的显著优点及有益效果是:
1、蒸汽加热空气后的冷凝水温度较高,仍具有较高的热量,预热空气效果明显,可以节约大量蒸汽。
2、翅片管既可扩大传热面积(比光管可增大2-10倍),又可增加流体的湍动,提高了空气加热器的换热效果,达到了强化传热的目的。
3、蒸汽冷凝后的汽液混合物两相分离,冷凝水进入空气加热器后不会产生“气锤”,减少了设备维修的频次,保证生产连续稳定运行。
附图说明:
图1为本发明的高效节能的两段式空气加热器结构及工作原理示意图。
图2为实施例所采用的具体的空气加热器的翅片管尺寸图。
图3为实施例所采用的具体的空气加热器的翅片管排列方式图。
具体实施方式:
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步阐述:
实施例1、
一种高效节能的两段式空气加热器结构如图1所示,分为前、后两段,前段的热媒为蒸汽凝水,后段热媒为蒸汽,空气经前段蒸汽凝水预热后进入后段蒸汽加热,其主体结构包括:空气入口1、空气出口2、蒸汽入口3、冷凝水出口4、膨胀部件5、疏水阀6、冷凝水罐7、压力平衡部件8、冷凝水罐液位控制装置9、排水口10、外部热水进口11、加热片12、阀门13-17、冷凝水进口控制阀18、蒸汽冷凝水出口阀19;空气入口1与空气出口2之间为管式结构,由前段和后段两个部分组成,前段由1-5组加热片12并联组成,前段加热片12位于空气入口1与膨胀部件5之间;后段由2-10组加热片12并联组成,后段加热片12位于膨胀部件5与空气出口2之间;每组加热片12采用1-5根翅片管式加热管,两段加热片12的组数由工艺计算确定;前段设有通过阀门13控制的冷凝水出口4,后段设有通过阀门14控制的蒸汽入口3;膨胀部件5为该空气加热器前段和后段的联接部件,采用膨胀节或者膨胀螺栓;空气加热器内置膨胀部件5、疏水阀6、冷凝水罐7、压力平衡部件8以及前段冷凝水进口控制阀18和后段蒸汽冷凝水出口阀19,其中,冷凝水罐7接受后段蒸汽经疏水阀6来的冷凝水,冷凝水罐7的一侧制有通过阀门15和阀门16控制的冷凝水罐液位控制装置9,另一侧制有通过阀门17控制的外部热水进口11,底部制有通过阀门16控制的排水口10,冷凝水罐液位控制装置9与冷凝水罐外部热水进口11、排水口10、前段冷凝水出口4自动联锁,以维持冷凝水罐7中的液位稳定;冷凝水罐7通过外部热水进口11接受其他热源的热水;压力平衡部件8设置在冷凝水罐7和蒸汽入口3之间,该部件由压力平衡管和止逆装置组成。
本实施例的高效节能的两段式空气加热器,其中前段为1组加热片、后段为2组加热片,每组各由3根翅片管组成,翅片管按照正三角形排列。
空气走空气加热器翅片管外侧(壳程),蒸汽走空气加热器翅片管内侧(管程)。外界送来的空气先进入加热器前段预热后,再进入后段用蒸汽加热;蒸汽加热空气后的气液混合物经疏水阀6阻汽排水后进入冷凝水罐7,冷凝水罐7的气相由压力平衡部件8进行调节通过蒸汽入口3排气,冷凝水罐7的液相送入空气加热器的前段对空气进行预热,之后根据生产工艺返回锅炉系统或去其它装置。
如附图2所示:翅片管为铝带缠绕翅片管,翅片管尺寸为φ25mm×2.5mm,管长为2.65m,翅片厚度0.3mm,翅片间距3.2mm,翅片管外径55mm。
如附图3所示:每片加热器有101根翅片管,分3排呈三角形排列,中间一排有32根翅片管,外面两排每排有33根翅片管,垂直于空气方向的管心距为63mm,平行于空气方向的管心距为62.5mm。
实施例2、
采用本发明的高效节能的两段式空气加热器,将常压常温的空气50000Nm3/h用绝压5bar、温度为230℃的蒸汽加热到125℃,来自外部的热水量为0,需要的蒸汽量为2105kg/h,前段温度由常温升到42℃。
实施例3、
采用本发明的高效节能的两段式空气加热器,将常压常温的空气50000Nm3/h用绝压5bar、温度为230℃的蒸汽加热到125℃,来自外部的热水量为25m3/h,需要的蒸汽量为1500kg/h,前段温度由常温升到68℃。
对比例1、
将常压常温的空气50000Nm3/h用绝压5bar、温度为230℃的蒸汽加热到125℃,蒸汽冷凝水由排水口排出(相当于传统的空气加热器形式),需要的蒸汽量为2588kg/h。
由实施例与对比例分析可知,本发明的一种高效节能的两段式空气加热器能够节约蒸汽约18%以上,在有外部热源的情况下,能够节省蒸汽40%以上。
Claims (4)
1.一种高效节能的两段式空气加热器,其特征在于分为前、后两段,前段的热媒为蒸汽凝水,后段热媒为蒸汽,空气经前段蒸汽凝水预热后进入后段蒸汽加热,其主体结构包括:空气入口、空气出口、蒸汽入口、冷凝水出口、膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件、冷凝水罐液位控制装置、排水口、外部热水进口、加热片、阀门;空气入口与空气出口之间为管式结构,由前段和后段两个部分组成,前段由1-5组加热片并联组成,前段加热片位于空气入口与膨胀部件之间;后段由2-10组加热片并联组成,后段加热片位于膨胀部件与空气出口之间;每组加热片采用1-5根翅片管式加热管,两段加热片的组数由工艺计算确定;前段设有通过阀门控制的冷凝水出口,后段设有通过阀门控制的蒸汽入口;膨胀部件为该空气加热器前段和后段的联接部件,采用膨胀节或者膨胀螺栓;空气加热器内置膨胀部件、疏水阀、冷凝水罐、压力平衡部件以及前段冷凝水进口控制阀和后段蒸汽冷凝水出口阀,其中,冷凝水罐接受后段蒸汽经疏水阀来的冷凝水,冷凝水罐的一侧制有通过阀门控制的冷凝水罐液位控制装置,另一侧制有通过阀门控制的外部热水进口,底部制有通过阀门控制的排水口,冷凝水罐液位控制装置与冷凝水罐外部热水进口、排水口、前段冷凝水出口自动联锁,以维持冷凝水罐中的液位稳定;冷凝水罐通过外部热水进口接受其他热源的热水;压力平衡部件设置在冷凝水罐和蒸汽入口之间,该部件由压力平衡管和止逆装置组成;所述蒸汽为低压过热蒸汽,压力为0.3-0.5MPa,过热15-50℃。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的两段式空气加热器,其特征在于加热片的翅片管为铝带缠绕翅片管,单根加热面积为300-400m2,每组加热片的翅片管按照正三角形排列。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能的两段式空气加热器,其特征在于使用该装置时,空气走空气加热器翅片管外侧,蒸汽走空气加热器翅片管内侧,空气先经加热器翅片管外进入前段预热,然后进入后段用蒸汽加热,加热到工艺要求的温度后去干燥物料;低压蒸汽经加热器翅片管内先进入空气加热器后段,形成气液混合物经疏水阀阻汽排水后进入冷凝水罐,冷凝水罐的气相由压力平衡部件进行调节通过蒸汽入口排气,冷凝水罐的液相进入空气加热器的前段对空气进行预热,预热后温度进一步降低的冷凝水回到锅炉系统。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能的两段式空气加热器,其特征在于该装置能够节约蒸汽18%以上,在有外部热源的情况下,能够节省蒸汽40%以上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811336708.9A CN109443044B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种高效节能的两段式空气加热器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811336708.9A CN109443044B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种高效节能的两段式空气加热器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109443044A true CN109443044A (zh) | 2019-03-08 |
CN109443044B CN109443044B (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=65550939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811336708.9A Expired - Fee Related CN109443044B (zh) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | 一种高效节能的两段式空气加热器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109443044B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112408469A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-02-26 | 蚌埠中瓷纳米科技有限公司 | 粗四氯化钛的除钒系统和方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007218472A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Tlv Co Ltd | 蒸気の廃熱回収及び減圧装置 |
KR20100105926A (ko) * | 2009-03-23 | 2010-10-01 | 이성규 | 고온·고압 액류염색기의 직접 냉각·수세장치 |
CN106439855A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-02-22 | 广州广重企业集团有限公司 | 一种垃圾焚烧锅炉的蒸汽空气预热系统 |
-
2018
- 2018-11-12 CN CN201811336708.9A patent/CN109443044B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007218472A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Tlv Co Ltd | 蒸気の廃熱回収及び減圧装置 |
KR20100105926A (ko) * | 2009-03-23 | 2010-10-01 | 이성규 | 고온·고압 액류염색기의 직접 냉각·수세장치 |
CN106439855A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-02-22 | 广州广重企业集团有限公司 | 一种垃圾焚烧锅炉的蒸汽空气预热系统 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112408469A (zh) * | 2020-12-12 | 2021-02-26 | 蚌埠中瓷纳米科技有限公司 | 粗四氯化钛的除钒系统和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109443044B (zh) | 2020-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109443044A (zh) | 一种高效节能的两段式空气加热器 | |
CN209197545U (zh) | 带过热蒸汽换热装置的固体储热系统 | |
CN107314575B (zh) | 一种直热型热泵热水器多流程三套管换热器 | |
CN101603736B (zh) | 容积式冷凝燃气炉换热装置 | |
CN208475643U (zh) | 节能型燃气热水器 | |
CN207035879U (zh) | 一种带有列管式减温器的板式换热器 | |
CN209196907U (zh) | 空气预热器提效耦合低品位烟气热量回收利用的联合系统 | |
CN208332239U (zh) | 节能乏汽回收系统 | |
CN202494216U (zh) | 热回收型蒸汽加热空气处理机组 | |
CN207849918U (zh) | 纱线热风烘干机 | |
CN206930138U (zh) | 一种聚合干燥生产中空气连续加热自动控温装置 | |
CN205782834U (zh) | 一种锅炉烟气余热利用联合供热系统 | |
CN208687993U (zh) | 一种冷凝余热承压热水锅炉 | |
CN214537524U (zh) | 一种家用燃气热水器热交换器 | |
CN204460255U (zh) | Wggh多功能调温布置系统 | |
CN204494805U (zh) | 冷凝式常压热水锅炉 | |
CN210197257U (zh) | 低压蒸汽复合导热油加热装置 | |
CN216832818U (zh) | 一种高效纸制品印刷烘干装置 | |
CN216205146U (zh) | 一种提高离心喷雾干燥塔能源利用的余热利用机构 | |
CN217026494U (zh) | 一种新月型纸机加热系统 | |
CN210198147U (zh) | 一种循环式列管加热器 | |
CN117534288B (zh) | 一种过热蒸汽两段式干化系统 | |
CN200965424Y (zh) | 双管内循环散热器 | |
CN109556287A (zh) | 一种蒸汽加热器 | |
CN101408387A (zh) | 重力式热管梯形组合供暖散热器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200207 Termination date: 20211112 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |