CN209909965U - 一种管板式空气预热器 - Google Patents

Abstract

一种管板式空气预热器，包括空气入口、空气出口、烟气入口、烟气出口、壳体及设置在壳体内的多根换热管和设置在多根换热管两端的管板，其中，空气从多根换热管管内通过，烟气从多根换热管管外通过，在两管板之间、靠近空气入口设置有分隔板，分隔板上设有与多根换热管相对应的套嵌孔，多根换热管贯穿所述套嵌孔，在分隔板与靠近空气入口侧管板之间设置有用于防止烟气进入的封闭区域。本实用新型由于在空气预热器的低温区域设置了防止烟气进入的封闭区域，因而避免了烟气酸露点对低温区域的腐蚀；设置了烟气防冲刷顶，可以隔离颗粒物对换热管的冲刷磨损，延长换热管的使用寿命。

Description

一种管板式空气预热器

技术领域

本实用新型涉及石化、电力等行业的加热炉、锅炉、焚烧炉等烟气余热回收技术领域，尤其是涉及一种管板式空气预热器。

背景技术

空气预热器作为节能设备，在石化、电力等行业得到大量应用， 对提高热能利用率、节约能源起到了重要作用。高温烟气中如含有颗粒物及腐蚀性气体，烟气经过空气预热器后温度会降低，烟气中的腐蚀性气体如二氧化硫、三氧化硫等，往往会在空气预热器的烟气出口侧产生低温酸露点腐蚀；同时烟气中的颗粒物也会对换热管造成冲刷磨损。

专利申请号为CN201520685452.8和CN200520017589.2的专利采用不同的技术方案，在冷空气进入空气预热器前，事先对冷空气加热，避免低温酸露点腐蚀。这两种方案都存在结构复杂、且都仅适于解决空气在换热管外流通、烟气在换热管内流通的应用环境，对于空气在换热管内流通、烟气在换热管外流通的应用环境，则不适用。

另外，对于空气在换热管内流通、烟气在换热管外流通的空气预热器来说，含颗粒物的高温烟气对换热管管壁的冲刷是很严重的，影响整体空气预热器的使用寿命。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种管板式空气预热器，以解决空气预热器中的烟气低温酸露点腐蚀以及颗粒物对换热管的冲刷磨损。具体的，本实用新型采用如下技术方案：

一种管板式空气预热器，包括空气入口、空气出口、烟气入口、烟气出口、壳体及设置在壳体内的多根换热管和设置在多根换热管两端的管板，其中，换热管为截面形状是非圆形的扁平状换热管，空气从多根换热管管内通过，烟气从多根换热管管外通过，在两管板之间、靠近空气入口设置有分隔板，分隔板上设有与多根换热管相对应的套嵌孔，多根换热管贯穿所述套嵌孔，在分隔板与靠近空气入口侧管板之间设置有用于防止烟气进入的封闭区域。

优选的，在靠近烟气入口侧的第一层换热管，每一根换热管上均设置有烟气防冲刷顶，烟气防冲刷顶的形状为人字形，且人字形尖顶部朝向烟气入口。

优选的，在靠近烟气入口侧的第一层换热管，每一根换热管上均设置有烟气防冲刷顶，烟气防冲刷顶的形状为倒“U"形，且倒“U"形顶部朝向烟气入口。

优选的，在所述烟气防冲刷顶朝向烟气流入方向的外表面上设置有防磨材料。

优选的，在所述封闭区域内填充有耐高温、耐酸腐蚀密封材料。

优选的，所述分隔板为与管板平行的平板。

优选的，所述分隔板为与管板不平行的斜板，其中，分隔板在烟气入口侧距空气入口侧管板的距离小于其在烟气出口侧距空气入口侧管板的距离。

优选的，所述分隔板为阶梯板，其中，分隔板在烟气入口侧距空气入口侧管板的距离小于其在烟气出口侧距空气入口侧管板的距离。

由于采用上述技术方案，相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、由于在空气预热器的空气入口低温区域设置了防止烟气进入的封闭区域，因而避免了烟气酸露点对该低温区域换热管及管板与换热管的焊接连接区的酸腐蚀；

2、由于设置了烟气防冲刷顶，可以隔离颗粒物对换热管的冲刷磨损，延长换热管的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例1的结构示意图；

图3为实施例1中人字形烟气防冲刷顶的结构示意图；

图4为实施例2的结构示意图；

图5为实施例3的结构示意图；

图6为实施例3中倒“U"形烟气防冲刷顶的结构示意图。

图中：1、换热管；2、管板；3、分隔板； 4、封闭区域；5、空气入口；6、空气出口；7、烟气入口；8、烟气出口；9、壳体；10、烟气防冲刷顶；11、防磨材料；12、耐高温、耐酸腐蚀密封材料。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

实施例1：

一种管板式空气预热器，如图1所示，包括空气入口5、空气出口6、烟气入口7、烟气出口8、壳体9及设置在壳体9内的多根换热管1和设置在多根换热管1两端的管板2，其中，换热管1为截面形状是非圆形的扁平状换热管，空气从多根换热管1管内通过，烟气从多根换热管1管外通过，在两管板2之间、靠近空气入口5设置有分隔板3，分隔板3上设有与多根换热管1相对应的套嵌孔，多根换热管1贯穿所述套嵌孔，在分隔板3与靠近空气入口5侧管板2之间设置有用于防止烟气进入的封闭区域4。

本实施例中，换热管1水平放置，低温空气自左向右从换热管1管内通过，高温烟气自上而下从换热管1管外通过，对于空气来说，空气入口5侧温度低于空气出口6侧，对于烟气来说，烟气出口8侧温度低于烟气入口7侧，因此，空气入口5与烟气出口8交界处区域换热管的管壁温度最低，空气出口6与烟气入口7交界处的温度最高，其余区域温度介于这两个高低点之间，是一个梯度变化关系，空气入口5与烟气出口8交界处区域最容易出现低温酸露点腐蚀。

为了避免空气入口5与烟气出口8交界处的换热管1与管板2尤其是二者之间的焊缝出现低温酸露点腐蚀，如图2所示，分隔板3为与管板2平行的平板，在所述封闭区域4内填充有耐高温、耐酸腐蚀密封材料12。由于在封闭区域4内填充有耐高温、耐酸腐蚀密封材料12，防止烟气进入封闭区域4内，可有效地保护最容易发生酸露点腐蚀的空气入口侧管板2、及其与换热管1的焊接区域不被腐蚀。这样，一方面减少了换热管1管内空气与管外烟气的热交换面积，提高了烟气出口8侧的温度，另一方面，防止烟气进入最容易出现低温酸露点腐蚀的区域。

由于烟气中含有颗粒物，会对换热管1的管壁造成冲刷磨损，因此，如图3所示，在靠近烟气入口7的第一层换热管1，每一根换热管1上部均设置有烟气防冲刷顶10，该烟气防冲刷顶的形状优选为人字形，且人字形尖顶部顶部朝向烟气入口7。烟气防冲刷顶10可以隔离烟气颗粒物对第一层换热管1的直接冲刷，并且缓冲、散射颗粒物，保护其余换热管1不被颗粒物过度磨损。为了增加烟气防冲刷顶10的耐磨损性，在烟气防冲刷顶10的外表面上朝向烟气入口7方向设置有防磨材料11(比如高耐磨衬里)，从而延长换热管1的使用寿命。

实施例2：

如实施例1所述的一种管板式空气预热器，与实施例1不同的是，如图4所示，分隔板3为与管板2不平行的斜板。

由于空气入口5与烟气出口8交界处的温度最低，空气出口6与烟气入口7交界处的温度最高，其余区域温度介于这两个高低点之间，是一个梯度变化关系。为了充分利用该梯度温度，在不出现低温酸露点温度的前提下，尽量的提高空气预热器的热交换效率，可根据梯度分布，将分隔板3设为斜板，且斜板在烟气入口7侧距空气入口5侧管板2的距离L1小于其在烟气出口8侧距空气入口5侧管板2的距离L2。这样自上而下，换热管1管内空气与管外烟气的热交换面积逐渐变小，而封闭区域4内防腐保温厚度却逐渐增大,即可满足烟气入口7侧高温烟气的热交换效率，又可保证烟气出口8侧低温烟气温度高于酸露点温度。

实施例3：

如实施例1所述的一种管板式空气预热器，与实施例2不同的有两点：

不同点1：如图5所示，分隔板3为阶梯板。由于实施例2中所述的斜板在加工、装配中有困难，特别对于截面为异形管的换热管1，与其相对应的斜板套嵌孔尤为难以加工。但是，如做成阶梯板则套嵌孔较为容易。同样的，分隔板3在烟气入口7侧距空气入口5侧管板2的距离L1小于其在烟气出口8侧距空气入口5侧管板2的距离L2。因此，也可以比较科学地利用热交换过程中烟气出口的温度梯度，合理地提高空气预热器的效率,又保证烟气出口8侧低温烟气温度高于酸露点温度。

不同点2：如图6所示，在靠近烟气入口7的第一层换热管1，每一根换热管1上部均设置有烟气防冲刷顶10，该烟气防冲刷顶的形状优选为倒“U"形，且倒“U"形顶部朝向烟气入口7。显然，倒“U"形烟气防冲刷顶同样可以隔离烟气颗粒物对第一层换热管1的直接冲刷，延长换热管1的使用寿命。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种管板式空气预热器，包括空气入口（5）、空气出口（6）、烟气入口（7）、烟气出口（8）、壳体（9）及设置在壳体（9）内的多根换热管（1）和设置在多根换热管（1）两端的管板（2），其中，换热管（1）为截面形状是非圆形的扁平状换热管，空气从多根换热管（1）管内通过，烟气从多根换热管（1）管外通过，其特征是：在两管板（2）之间、靠近空气入口（5）侧设置有分隔板（3），分隔板（3）上设有与多根换热管（1）相对应的套嵌孔，多根换热管（1）贯穿所述套嵌孔，在分隔板（3）与靠近空气入口（5）侧管板（2）之间设置有用于防止烟气进入的封闭区域（4）。

2.如权利要求1所述的一种管板式空气预热器，其特征是：在靠近烟气入口（7）侧的第一层换热管（1），每一根换热管（1）上均设置有烟气防冲刷顶（10），烟气防冲刷顶（10）的形状为人字形，且人字形尖顶部朝向烟气入口（7）。

3.如权利要求1所述的一种管板式空气预热器，其特征是：在靠近烟气入口（7）侧的第一层换热管（1），每一根换热管（1）上均设置有烟气防冲刷顶（10），烟气防冲刷顶（10）的形状为倒“U"形，且倒“U"形顶部朝向烟气入口（7）。

4.如权利要求2或3所述的一种管板式空气预热器，其特征是：在所述烟气防冲刷顶（10）朝向烟气流入方向的外表面上设置有防磨材料（11）。

5.如权利要求1所述的一种管板式空气预热器，其特征是：在所述封闭区域（4）内填充有耐高温、耐酸腐蚀密封材料（12）。

6.如权利要求1或5所述的一种管板式空气预热器，其特征是：所述分隔板（3）为与管板（2）平行的平板。

7.如权利要求1或5所述的一种管板式空气预热器，其特征是：所述分隔板（3）为与管板（2）不平行的斜板，其中，分隔板（3）在烟气入口（7）侧距空气入口（5）侧管板（2）的距离L1小于其在烟气出口（8）侧距空气入口（5）侧管板（2）的距离L2。

8.如权利要求1或5所述的一种管板式空气预热器，其特征是：所述分隔板（3）为阶梯板，其中，分隔板（3）在烟气入口（7）侧距空气入口（5）侧管板（2）的距离L1小于其在烟气出口（8）侧距空气入口（5）侧管板（2）的距离L2。

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