CN202814165U - 一种气化黑水换热器及换热器组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气化黑水换热器及换热器组，所述换热器包括管程、壳程、黑水入口管道、黑水出口管道、冷却水入口、冷却水出口，所述黑水入口管道下部扩径与所述管程连接，黑水出口管道上部扩径与所述管程连接。本实用新型还公开了由多个所述换热器串联组成的换热器组，以及由多个所述换热器组并联组成的换热器组。本实用新型的气化黑水换热器不易堵塞，且耐磨损，使用寿命长。

Description

一种气化黑水换热器及换热器组

技术领域

本实用新型涉及一种气化炉黑水换热单元的换热器设备。 

背景技术

在煤气化领域，气化炉燃烧室中生成的高温煤气和熔渣，进入激冷室降温后，排出的高温黑水需首先进入闪蒸系统的换热器进行降温，然后进入闪蒸罐进行闪蒸处理。黑水中携带的固体颗粒含量较高，而常规黑水换热器的黑水入口、出口管道均为直径单一的管道，黑水入口、出口管道的下部及管程下部容易发生固体颗粒沉积，进而造成换热器堵塞，严重影响黑水系统的连续、安全运行。此外，黑水中携带的固体颗粒对换热器造成磨损、腐蚀，严重影响换热器的使用寿命。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不易堵塞的气化黑水换热器。 

本实用新型采用如下技术方案： 

一种气化黑水换热器，所述换热器包括管程、壳程、黑水入口管道、黑水出口管道、冷却水入口、冷却水出口，其中，所述黑水入口管道下部扩径与所述管程连接，黑水出口管道上部扩径与所述管程连接。 

黑水入口管道的下部扩径与管程连接，黑水流入管程时管径变大，可防止黑水入口处形成湍流，使得黑水入口管道的下半部和管程的下半部流速加快，同时增加了扰动程度，从而有效防止了黑水入口管道的下半部和管程的下半部的固体颗粒沉积；黑水出口管道的上部扩径与管程连接，黑水流出管程时管径变小，流速增大，从而防止了黑水出口管道的堵塞。 

优选地，所述换热器的管程、黑水入口管道和黑水出口管道均采用 陶瓷衬里。这样能够有效降低黑水中的固体颗粒和酸性气体对管程、黑水入口、出口管道的磨损、腐蚀，提高换热器的使用寿命。 

优选地，所述换热器黑水入口管道与管程之间、黑水出口管道与管程之间设有石墨材料的垫片。这样可以防止由于换热器的金属膨胀系数不同，造成陶瓷材料受压破碎。 

优选地，所述换热器采用双管板结构，管板均采用陶瓷材料，从而提高了管板的耐磨和耐腐蚀性。 

优选地，所述换热器为单管程换热器。 

本实用新型还提供一种由多个上述换热器串联组成的换热器组，其中相邻的换热器之间以弯头连接。由于实际生产中黑水处理量往往比较大，这样的结构更符合实际需要。 

所述弯头可以采用常规结构，即直径一致的弯头。优选地，所述弯头的一端上部扩径与前一换热器的管程连接，另一端下部扩径与后一换热器的管程连接。这样的结构相当于使每个换热器都具有下部扩径与管程连接的黑水入口管道，和上部扩径与管程连接的黑水出口管道，从而有效防止每个换热器的黑水入口、出口管道及管程部分的颗粒沉积，保证了管道的畅通。 

优选地，所述弯头采用陶瓷衬里，从而提高耐磨、耐腐蚀性。 

优选地，所述弯头与换热器管程之间均设有石墨材料的垫片，以防止因金属膨胀系数的不同导致陶瓷材料受压破碎。 

此外，本实用新型还提供一种将多个所述换热器串联组成的换热器组再并联组成的换热器组。 

与现有的普通黑水换热器相比，本实用新型的黑水换热器具有如下优点： 

（1）本实用新型的黑水换热器中，通过对黑水入口管道、黑水出口管道和弯头进行特殊的形状设计，有效防止黑水中的固体颗粒在黑水入口管道、管程、弯头和黑水出口管道中的沉积，防止管道堵塞，从而保持换热器内黑水流速平稳，压力稳定，进而使后续的黑水闪蒸处理系统内压力平稳、易于控制。 

（2）本实用新型的黑水换热器中，由于管程、黑水入口、出口管道和弯头均采用了陶瓷材料的衬里，因而提高了换热器的耐磨、耐腐蚀性能，提高了换热器的使用寿命。 

（3）本实用新型的黑水换热器中，由于黑水入口、出口管道与管程之间、弯头与管程之间均设有石墨材料的垫片，因而有效避免了由于金属膨胀系数的不同造成的陶瓷材料受压破碎的现象，提高了换热器使用寿命。 

附图说明

图1示出了由4个黑水换热器串联组成的换热器组的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的气化黑水换热器做进一步说明，但本实用新型并不因此受到任何限制。 

图1所示为4个单管程黑水换热器串联组成的换热器组，相邻换热器之间以弯头连接。所述换热器组包括管程1、壳程2、黑水入口管道3、黑水出口管道4、冷却水入口5、冷却水出口6，相邻换热器的管程之间以弯头7连通，相邻换热器的壳程之间以冷却水管道8连通，黑水入口管道3与管程1之间、黑水出口管道4与管程1之间以及弯头7与管程1之间，均设有石墨材料的垫片9。 

黑水入口管道3下部扩径与管程1连接，黑水出口管道4上部扩径与管程1连接。例如，可采用下部扩径的偏心异径管作为黑水入口管道，采用上部扩径的偏心异径管作为黑水出口管道，均以直径大的一端与管程1连接。 

弯头7也不同于常规的弯头结构，弯头7的一端上部扩径与前一换热器的管程连接，另一端下部扩径与后一换热器的管程连接。所述弯头可直接定制加工为所述形状，也可以由普通弯头与相应形状的偏心异型管连接构成。 

本实用新型换热器的管程1、黑水入口管道3和黑水出口管道4以及 弯管7均采用陶瓷材料的衬里，换热器管板也采用陶瓷材料，且黑水入口管道3与管程1之间、黑水出口管道4与管程1之间以及弯头7与管程1之间均设有石墨材料的垫片9。 

由于实际生产中黑水处理量往往比较大，还可以采用多个串联的换热器组并联在一起使用。 

采用本实用新型所述的换热器对黑水换热的处理效果进行了多次试验，结果十分理想，管程内黑水流速平稳，压力稳定，未出现管道堵塞现象；其后的闪蒸罐内压力平稳，易于控制，显著改善了以往由于换热器堵塞、压力不稳导致的闪蒸罐液位波动大，压力变化大带来的不便，提高了闪蒸系统的连续运行时间。此外，由于采用了耐磨损的陶瓷材料，本实用新型换热器的使用寿命大大增加。由于黑水入口、出口管道与管程之间、弯头与管程之间均设有石墨材料的垫片，因而有效避免了陶瓷材料受压破碎的现象。 

以下是本实用新型的换热器的一个应用实例。将4个换热器串联形成换热器组，再由4个这样的换热器组并联使用，对气化黑水进行冷却处理。每个串联换热器组的管程长度为4500mm，壳程冷却水水量为1200吨/小时，压力降为0.78kg/cm²，进入换热器的黑水温度约为160℃，换热器出口的黑水温度降至50℃，管程内流速稳定在约1m/s，黑水进口管道、出口管道及弯管均未出现固体颗粒沉降和堵塞现象，且后面闪蒸罐内压力平稳，易于控制。 

Claims (10)

1.一种气化黑水换热器，所述换热器包括管程、壳程、黑水入口管道、黑水出口管道、冷却水入口、冷却水出口，其特征在于，所述黑水入口管道下部扩径与所述管程连接，黑水出口管道上部扩径与所述管程连接。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述管程、黑水入口管道和黑水出口管道均采用陶瓷衬里。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述黑水入口管道与管程之间、黑水出口管道与管程之间设有石墨材料的垫片。

4.根据权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述换热器采用双管板结构，管板均采用陶瓷材料。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述换热器为单管程换热器。

6.一种由多个根据权利要求1-5任一项所述的换热器串联组成的换热器组，其中相邻的换热器之间以弯头连接。

7.根据权利要求6所述的换热器组，其特征在于，所述弯头的一端上部扩径与前一换热器的管程连接，另一端下部扩径与后一换热器的管程连接。

8.根据权利要求7所述的换热器组，其特征在于，所述弯头采用陶瓷衬里。

9.根据权利要求8所述的换热器组，其特征在于，所述弯头与换热器管程之间设有石墨材料的垫片。

10.一种由多个根据权利要求6-9任一项所述的换热器组并联组成的换热器组。 

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