CN201764847U - 利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器 - Google Patents
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Abstract
利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器，属于金属防腐与冷凝换热设备技术领域。该换热器含有黄铜肋片基管和设置在黄铜肋片基管上的铝合金肋片，在黄铜肋片基管的表面镀有一层以钼酸钠为添加剂的非晶态镍铜磷复合镀层，在该复合镀层上还涂有一层有机涂层，在铝合金肋片上涂有一层有机涂层。本实用新型针对冷凝换热器腐蚀主要为电化学腐蚀和肋片面积大、消耗镀层材料多的特点以及重点部位重点防护的策略，在换热器结构和表面防护上进行优化组合，使得该换热器具有加工简单、成本低、传热性能好和耐腐蚀等优点，在保证换热装置安全运行的前提下，最大限度地降低了产品的制造成本，从而进一步提高了该类产品的实用性和经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气锅炉和燃气直燃机、天然气热电联产等天然气利用设备回收利用烟气冷凝热能的换热装置，特别涉及利用烟气冷凝热能的肋片管式防腐换热器，属于冷凝换热设备与金属防腐技术及节能技术领域。
背景技术
普通天然气锅炉和直燃机及天然气热电联产等天然气利用设备，排烟温度均在100℃以上，造成能源浪费和对环境的污染，其热效率一般低于90％。
在天然气利用设备尾部增设烟气冷凝换热器，将排烟温度降到烟气露点温度以下，不仅可以利用排烟显热，还可利用天然气燃烧时产生的大量水蒸气凝结时放出的大量潜热，热效率可提高10～20％，理论上，回收水蒸汽潜热可提高热效率11％，从而节约能源，并减少有害气体排放，同时凝结液会溶解吸收排烟中COX、NOX、SOX等部分有害气体，对烟气还有一定的净化作用。因此，研究与开发烟气冷凝热能回收利用装置，开发冷凝式天然气利用设备或将普通天然气利用设备系统改造为冷凝式系统，是高效利用天然气、减少环境污染最有效途径。因此，研究开发烟气冷凝换热器或换热装置，成为热科学和能源环境工程领域热点课题。
由于水蒸汽凝结液溶解了烟气中部分有害气体，形成含有硝酸根、亚硝酸根、氯酸根和硫酸根离子的具有较强酸性的腐蚀液，会对换热器造成腐蚀，影响其使用寿命。同时，冷凝式天然气利用设备通常要求结构紧凑、体积小、重量轻、成本低。因而，提高冷凝换热设备的防腐与传热传质强化、提高设备寿命周期、降低生产制造成本和碳排放，成为开发冷凝式天然气利用设备的技术关键。
目前，国际上冷凝换热装置主要采用如铸铝、铝合金、镍合金、不锈钢及特氟隆(Teflon)等材料作为换热材料。此类换热设备加工难度大、成本高、材料导热能力差，不利于设备紧凑化。同时构造理念单一，不能从设备各部分选材到表面处理进行优化、最大限度提高性能和降低成本，使得目前此类产品制造成本高、推广应用受到限制。
换热器腐蚀主要为电化学腐蚀，换热管是腐蚀防护的重点部位，其一旦穿孔将造成漏水事故。综合利用不同材料和涂镀层物理化学性能中的耐腐蚀性、热传导性、力学性能和经济性，进行优化组合利用，是研发此类装置设计理念上的更新，将使得此类产品实用性和经济性得到根本改善。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对冷凝换热装置中肋片基管和肋片的传热性能、自腐蚀电位以及防腐涂镀层的不同情况，对肋片基管和肋片及其表面防护层进行优化组合，提供一种以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器，以进一步提高冷凝换热装置的热能利用率、经济性及使用寿命。
本实用新型的技术方案如下：
一种利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器，其特征在于：所述的肋片管式防腐换热器包括黄铜肋片基管和设置在黄铜肋片基管上的铝合金肋片，在所述的黄铜肋片基管的表面上镀有一层以钼酸钠为添加剂的非晶态镍铜磷复合镀层，在复合镀层上还涂有一层有机涂层；所述的铝合金肋片上涂有一层有机涂层。
上述技术方案中，所述的有机涂层采用氟树脂、聚氨酯或氟碳树脂涂层。
本实用新型采取重点部位重点防护的措施，对肋片基管和肋片及其表面防护层进行优化组合，充分发挥了不同材质和涂镀层的耐腐蚀、传热与加工等突出的物理化学特性，使得装置加工制造简单、成本低、传热性能好、耐腐蚀、可用于燃气锅炉和直燃机及天然气热电联产等天然气利用设备烟气热能回收利用。也可用于冷凝式天然气锅炉和燃气直燃机、冷凝式天然气热水器/炉等冷凝式天然气利用设备的冷凝换热器。
附图说明
图1为本实用新型提供的利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步的说明。
图1为本实用新型提供的利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器的整体结构示意图，该防腐换热器包括黄铜肋片基管1和设置在该黄铜肋片基管上的肋片2，肋片采用铝合金肋片；在所述的黄铜肋片基管的表面镀一层以钼酸钠为添加剂的非晶态镍铜磷复合镀层，然后在复合镀层上再涂一层有机涂层；所述的铝合金肋片上涂有一层有机涂层，有机涂层可采用氟树脂、聚氨酯或氟碳树脂涂层。
加工制造时，分别加工制作黄铜肋片基管和肋片，并对其表面进行预处理(清除污垢)后，在黄铜肋片基管的外表面上先镀(化学镀或电镀)一层以钼酸钠为添加剂的非晶态镍铜磷复合镀层，然后与铝合金肋片制成肋片管式换热器，最后在肋片管式换热器的表面上整体涂一层有机涂层。
本实用新型主要针对换热器腐蚀主要为电化学腐蚀这一特点和肋片面积大、消耗镀层材料多的特点以及重点部位重点防护的措施，从肋片基管和肋片的选材和表面防护上进行优化组合，即选择在冷凝液中自腐蚀电位稍高的黄铜作为肋片基管，自腐蚀电位较低的铝合金作为肋片，然后再对肋片基管和肋片分别进行不同的表面处理；这不仅对保证换热装置安全运行，且对最大程度简化加工工艺、节约材料和加工过程的能耗，降低产品成本均具有十分重要意义。
Claims (2)
1.一种利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器，其特征在于：所述的肋片管式防腐换热器包括黄铜肋片基管和设置在黄铜肋片基管上的铝合金肋片，在所述的黄铜肋片基管的表面上镀有一层非晶态镍铜磷复合镀层，在复合镀层上还涂有一层有机涂层；所述的铝合金肋片上涂有一层有机涂层。
2.按照权利要求1所述的利用烟气冷凝热能的以黄铜为基管的肋片管式防腐换热器，其特征在于：所述的有机涂层采用氟树脂、聚氨酯或氟碳树脂涂层。
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