CN201593803U - 耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器 - Google Patents

耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器 Download PDF

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罗莹
孙毅
陈宗强
冯永生
林进华
韩艳萍
李燎
蔡建光
黄思罗
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中国石油化工集团公司
中国石化工程建设公司
茂名重力石化机械制造有限公司
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Abstract

本实用新型为一种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器。这种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,由预热器壳体,位于预热器壳体中垂直放置的换热元件和密封结构组成;烟气自上而下通过换热元件穿过预热器壳体,空气从预热器壳体侧面自下而上经过换热元件穿过预热器壳体。其特点在于:换热元件由铸造成一体的基板、内翅片和外翅片组成;密封结构由空气侧密封结构和烟气侧密封结构组成;基板为平板或波浪型,波浪型呈空间曲面构造;内翅片和外翅片是非连续的,排布选自并列式、交错式或偏心交错式。本实用新型可用于炼油厂新建或改造的各类装置的烟气预热回收系统中,有效延长单体设备的使用周期,减少检修与维护费用,能在加热炉部分的节能降耗中获得较好的效果。

Description

耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及石油化工加热炉余热回收设备领域,特别是涉及一种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器。
背景技术
[0002] 加热炉烟气余热回收设备为管式(扰流子)、热管式、水热媒、板式等空气预热器。 它们虽各有特点,但均有烟气低温段易出现露点腐蚀现象;除板式空气预热器外,还存在换 热效率低的问题。板式空气预热器虽然换热效率高,但其对燃料的要求非常高。
[0003] 对比文献1 CN 2525395 Y为一种高效铸铁螺纹翅片空气预热器,包括烟气入口、 烟气出口、冷空气入口、热空气出口、由铸铁翅片管组成的箱体,箱体可以由一个主箱体,也 可由两个及两个以上的箱体串联而成,铸铁翅片管(1)两端分别设半圆形密封槽,中间设 烟气流通口,其特殊之处在于所述的铸铁翅片管内设多头螺纹翅片,铸铁翅片管外设环向 肋片,铸铁翅片管的一端设端面密封环,且一端为方形,一端为圆形。
[0004] 对比文献2 CN 2716789 Y为一种改进型空气预热器,由烟气入口、烟气出口、空气 入口、空气出口、烟箱、集气箱和主箱体组成。主箱体中有传热管,传热管外壁上有很多翅 片,这些翅片有两种不同高度,高低翅片的高度差可为3飞毫米。高、低相间排列;传热管内 装有长度不同或分段的扰流子插入物。扰流子的长度根据空气流动状态调整,扰流子的宽 度小于管内径1毫米。其目的是为了达到破坏滞留层、减小传热热阻。
[0005] 对比文献3 CN 1066498 A为复合强化传热式铸铁空气预热器,由上、下管板、侧护 析和翅片管组成。其中翅片管内的翅片为分段翅片,翅片管内设有纽带,上下管板将翅片管 夹在其中,组成管箱。翅片管内的翅片可采用12〜16片组分段翅片。该空气预热器是一 种用于锅炉余热回收的热交换装置,尤其是用于小型工业锅炉。用于取代易积灰和积灰难 于清扫的铸铁省煤器。
[0006] 上述现有余热回收设备为管式(扰流子)、热管式、水热媒、板式等空气预热器。它 们虽各有特点,但均有烟气低温段易出现露点腐蚀现象的问题;除板式空气预热器外,同时 还存在换热效率低的问题。板式空气预热器虽然换热效率高,但其对燃料的要求非常高。
实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的就是为了解决换热效率低的问题,通过扩大表面管、强化空气 与高温烟气的传热以充分降低烟气温度,特别是通过优化结构设计以减小烟气侧和空气侧 的动能消耗;以及为了解决延缓烟气酸露点的腐蚀以延长换热设备的使用寿命的问题。
[0008] 本实用新型是这样实现的:
[0009] 本实用新型的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,由预热器壳体1,位于预热器壳 体1中垂直放置的换热元件2和密封结构组成;烟气自上而下通过换热元件2穿过预热器 壳体1 ;空气从预热器壳体1侧面自下而上经过换热元件2穿过预热器壳体1,其特征在于:
[0010] 所述的换热元件2由铸造成一体的基板3、内翅片4和外翅片5组成;[0011] 所述的密封结构由空气侧密封结构6和烟气侧密封结构7组成;
[0012] 所述的基板3为平板或波浪型,波浪型呈空间曲面构造;
[0013] 所述的内翅片4和外翅片5是非连续的,排布选自并列式、交错式或偏心交错式。
[0014] 在具体实施中,
[0015] 所述的换热元件(2)形成贯通上下并在水平方向上封闭的烟气通道;
[0016] 所述的换热元件(2)形成贯通左右并被空气侧密封结构(6)分隔成上下两部分或更多的空气通道;
[0017] 所述的换热元件(2)垂直穿过空气侧密封结构(6)延伸到预热器壳体(1)的上下 两部分;
[0018] 所述的内翅片(4)与外翅片(5)其单个翅片的形状的外轮廓选自矩形、扇形或圆 形,其横截面选自完全流纺锤线型、部分纺锤流线型或扁弓型;
[0019] 所述的换热元件(2)之间并排紧贴放置;
[0020] 所述的烟气侧密封结构(7)由各换热元件(2)连接面上的槽型结构和耐高温软性 材料组成;所述的空气侧密封结构(6)由各换热元件(2)中间的分隔板组合而成。
[0021] 所述的内翅片(4)和外翅片(5)高度为10-70mm不等高分布,密度为3_IOOmm不 等距分布,厚度为l-8mm。
[0022] 本实用新型的高效换热元件的换热原理属间壁式换热。由于上述的结构特征,本 实用新型具有如下优点:
[0023] (1)通过单体换热元件的有序排列,本实用新型将空气侧和烟气侧分隔开,因此烟 气自上而下流动,空气流动方向与烟气流动方向垂直。
[0024] (2)通过双向翅片,本实用新型可以达到强化换热的效果。同时,由于采用铸造结 构,可以灵活的进行翅片系统设计,使翅片的形状、几何尺寸、厚度以及排列等兼顾换热以 及有效避免积灰,同时尽可能减少阻力。
[0025] (3)由于翅片的形状是根据具体工况的流动分析在不同部位采用不同的形状和厚 度,同时通过翅片顺排,错排、有规律的混合排列,本实用新型加大了同等流速下烟气的扰 动性,减少了翅片表面的积灰状况,有效地保持了换热元件的清洁、保持了换热效率。
[0026] (4)由于翅片排列与烟气流动方向一致,本实用新型有利于减小积灰倾向,同时在 设置了水清洗系统时便于水清洗。
[0027] (5)本实用新型的波浪型基板有利于吸收热膨胀,加大换热面,翅片的形状和排布 组合有利于加大流体的湍流,有利于强化换热,减少烟气带走的热量,提高了加热炉系统的 热效率,可延长设备的使用寿命。
附图说明
[0028] 图1本实用新型结构示意图
[0029] 图2本实用新型结构换热元件(俯视)示意图
[0030] 图3图2中A局部的A向放大示意图
[0031] 图4图2中B部放大图
[0032] 图5图4的B向示意图
[0033] 附图中:[0034] 1预热器壳体,2换热元件,3基板,4内翅片,5外翅片
[0035] 6空气侧密封结构 [0036] 7烟气侧密封结构
具体实施方式
[0037] 下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式,如图1和图2所示:
[0038] 这种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,由预热器壳体1,位于预热器壳体1中垂 直放置的换热元件2和密封结构组成;烟气自上而下通过换热元件2穿过预热器壳体1,空 气从预热器壳体1侧面自下而上经过换热元件2穿过预热器壳体1,其特征在于:
[0039] 所述的换热元件2由铸造成一体的基板3、内翅片4和外翅片5组成;所述的密封 结构由空气侧密封结构6和烟气侧密封结构7组成;所述的基板3为平板或波浪型,波浪型 呈空间曲面构造;所述的内翅片4和外翅片5是非连续的,排布选自并列式、交错式或偏心 交错式。
[0040] 所述的换热元件2形成贯通上下并在水平方向上封闭的烟气通道。
[0041] 所述的换热元件2形成贯通左右并被空气侧密封结构6分隔成上下两部分或更多 的空气通道。
[0042] 所述的换热元件2垂直穿过空气侧密封结构延伸到预热器壳体1的上下两部分。
[0043] 所述的内翅片4与外翅片5其单个翅片的形状的外轮廓选自矩形、扇形或圆形,其 横截面选自完全流纺锤线型、部分纺锤流线型或扁弓型。
[0044] 所述的换热元件2之间并排紧贴放置。
[0045] 所述的烟气侧密封结构7由各换热元件2连接面上的槽型结构和耐高温软性材料 组成;所述的空气侧密封结构6由各换热元件2中间的分隔板组合而成。
[0046] 所述的内翅片4和外翅片5高度为10-70mm不等高分布,密度为3_100mm不等距 分布,厚度为l_8mm。
[0047] 本实用新型可用于炼油厂新建或改造的各类装置的烟气预热回收系统中,有效延 长单体设备的使用周期,减少检修与维护费用,能在各类装置加热炉部分的节能降耗中获 得较好的效果。

Claims (9)

  1. 一种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,由预热器壳体(1),位于预热器壳体(1)中垂直放置的换热元件(2)和密封结构组成;烟气自上而下通过换热元件(2)穿过预热器壳体(1);空气从预热器壳体(1)侧面自下而上经过换热元件(2)穿过预热器壳体(1),其特征在于:所述的换热元件(2)由铸造成一体的基板(3)、内翅片(4)和外翅片(5)组成;所述的密封结构由空气侧密封结构(6)和烟气侧密封结构(7)组成;所述的基板(3)为平板或波浪型,波浪型呈空间曲面构造;所述的内翅片(4)和外翅片(5)是非连续的,排布选自并列式、交错式或偏心交错式。
  2. 2.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于: 所述的换热元件(2)形成贯通上下并在水平方向上封闭的烟气通道。
  3. 3.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的换热元件(2)形成贯通左右并被空气侧密封结构(6)分隔成上下两部分或更多 的空气通道。
  4. 4.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的换热元件(2)垂直穿过空气侧密封结构(6)延伸到预热器壳体(1)的上下两部分。
  5. 5.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的内翅片(4)与外翅片(5)其单个翅片的形状的外轮廓选自矩形、扇形或圆形,其 横截面选自完全流纺锤线型、部分纺锤流线型或扁弓型。
  6. 6.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于: 所述的换热元件(2)之间并排紧贴放置。
  7. 7.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的烟气侧密封结构(7)由各换热元件(2)连接面上的槽型结构和耐高温软性材料 组成;所述的空气侧密封结构(6)由各换热元件(2)中间的分隔板组合而成。
  8. 8.如权利要求1所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的内翅片(4)和外翅片(5)高度为10-70mm不等高分布,密度为3-100mm不等距 分布,厚度为l_8mm。
  9. 9.如权利要求2所述的耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器,其特征在于:所述的换热元件(2)形成贯通左右并被空气侧密封结构(6)分隔成上下两部分或更多 的空气通道;所述的换热元件(2)垂直穿过空气侧密封结构(6)延伸到预热器壳体(1)的上下两部分;所述的内翅片(4)与外翅片(5)其单个翅片的形状的外轮廓选自矩形、扇形或圆形,其 横截面选自完全流纺锤线型、部分纺锤流线型或扁弓型; 所述的换热元件(2)之间并排紧贴放置;所述的烟气侧密封结构(7)由各换热元件(2)连接面上的槽型结构和耐高温软性材料 组成;所述的空气侧密封结构(6)由各换热元件(2)中间的分隔板组合而成,所述的内翅片(4)和外翅片(5)高度为10-70mm不等高分布,密度为3-100mm不等距 分布,厚度为l_8mm。
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