CN211575170U - 一种列管式空气预热器高温段内保温结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种列管式空气预热器高温段内保温结构，是一种阻隔高温空气对设备筒体产生烧穿损坏，保证筒体材料在高温条件下的强度在许用范围内的内保温结构，该结构包括筒体(1)、内衬筒(2)、锚固钉(3)、压条(4)、陶瓷纤维折叠块(5)、加强筋(6)。焊接在筒体(1)上的锚固钉(3)与加强筋(6)一起构成固定框架；安装在框架内的陶瓷纤维折叠块(5)构成对筒体(1)不受高温空气影响的保护层；相叠连接的内衬筒(2)与压条(4)一起构成对陶瓷纤维折叠块(5)保温层的防护。该保温结构同样适用其他类似工况保温层的结构。

Description

一种列管式空气预热器高温段内保温结构

技术领域

本实用新型涉及一种列管式高温空气预热器，其高温空气出口在设备的下部，为保证空气预热器(简称APH)高温段的强度，采用内衬隔热保温层的方法防止下部壳体强度低于材料的许用应力值以及膨胀变形引起的损坏，该保温结构是一种在高温段内衬保温层来阻隔高温空气对筒体产生烧穿损坏，保证筒体材料在高温条件下的强度在许用范围内的一种列管式空气预热器高温段内保温结构。

背景技术

多年来，广泛用于炭黑、化工、化肥等领域的列管式高温空气预热器，主要将反应过程产生的尾气用于加热空气，得到高温的空气后再回到反应炉参与反应和助燃，达到节能环保的目的。一般根据反应炉产生的尾气温度配备的列管式APH加热空气从400℃到950℃不等。通常情况下对于650℃以下的APH采用单层壳体，下部高温段采用耐高温不锈钢材料其强度和屈服强度均在许用应力范围内。对于700℃～800℃的APH采用双壳体结构，下部高温段用有一定间隙的双层耐高温材料其材料级别有所提高，目的就是增强高温段的强度。对于850℃～950℃的超高温APH，几乎无金属材料能够耐受如此高温，因此采用在筒体内衬保温材料来阻挡高温空气对壳体产生的热影响，使筒体达到材料使用温度下的许用应力范围。

一直以来APH高温段内衬保温层的结构是用锚固钉将陶瓷纤维板固定在筒体内侧，再用内衬筒保护陶瓷纤维板，避免高温空气直接吹陶瓷纤维板。实际工况下，内衬筒在高温下产生热胀伸长比筒体大，热胀量无法得到释放，只能以扭曲或内凹变形方式保持与外筒体伸长一致，高温情况下其强度远远低于许用应力，在热应力的作用下很快就破损，高温空气直接将陶瓷纤维板吹散并从出风口进入反应炉，混入反应物料中形成杂质，给产品质量造成严重的不合格，并且APH高温段失去保温层，很快就烧穿，对现场操作人员及设备带来极大的安全隐患。传统的列管式高温APH工作原理：超过1000℃的反应尾气从底部部进入APH管程，经与冷空气进行热交换后温度有所降低再从管束上部出去到下一台设备；冷空气从上部进入APH壳程，通过折流板导向与管束进行充分热交换后变为热空气从下部空气出口再回到反应炉助燃并参与反应，其特征在于：列管式APH高温段壳体内衬保温层为陶瓷纤维板、内衬筒保护保温层接触高温空气，来满足降低外筒体温度保证其强度不超过材料许用应力的要求。

其缺点是：

一、内衬筒与高温空气直接接触，基本上没有任何强度，而外筒体由于有保温层的保护，温度远低于内衬筒两者产生的热胀相差较大，内筒体强度远远低于外筒体无法释放内应力而变形并很快损坏；

二、陶瓷纤维板在安装时主要靠人工来压紧，安装的致密度不能保证均匀一致且达不到安装要求，一旦内衬筒体防护层破损，很容易被热空气吹散；

三、内筒体损坏后，带有一定压力的高温空气直接吹到保温层，陶瓷纤维板很快被吹散露出外筒体，外筒体不但强度低于许用应力值而且短期就被烧穿，对现场操作人员和设备都非常危险；

四、外筒体损坏后设备基本上处于报废状态，现场无法维修只能返回制造厂进行维修、更换损坏的筒体；

五、APH高温段筒体采用的都是昂贵的不锈钢材料，返修成本高且周期长同时也严重影响生产线的正常运行。

因此，有必要研制一种列管式空气预热器高温段内保温结构，有效保护外筒体强度不受高温影响，延长APH使用寿命。

发明内容

本实用新型旨在克服上述高温APH高温段保温结构存在的缺陷，提供一种列管式空气预热器高温段保温结构，该保温结构有效解决了APH高温段保温层短期内损坏、寿命短、现场无法维修等问题，APH高温段外筒体温度比以前有大幅下降，强度也有很大的提高，内衬筒不受外筒体限制自由膨胀收缩，该保温结构同样适用于其他类似设备的保温、保冷层。

本实用新型采取的技术方案为：

一种列管式空气预热器高温段内保温结构，包括：筒体、内衬筒、锚固钉、压条、陶瓷纤维折叠块、加强筋，其特征在于：锚固钉焊接在筒体内，加强筋焊在锚固钉上，形成固定陶瓷纤维折叠块的框架；分段式内衬筒上部有圆孔、下部有长孔，只有最上面的内衬筒无圆孔与锥段上部的单层筒体焊接，作为下面所有内衬筒的固定端；每段内衬筒的上圆孔对正下段内衬筒长孔且相重叠；用焊接有小圆柱的压条将上下内衬筒穿在一起，并与最里面的内衬筒焊在一起，组成可上下相互移动无应力内衬筒结构；该结构实现了内衬筒不受与外筒体之间产生膨胀差的限制，可自行消除膨胀差带来的应力。

本实用新型保温材料采用陶瓷纤维折叠块，加大了保温材料的密度与强度，若内衬筒有破损，也不会被吹散。

本实用新型采用的陶瓷纤维折叠块安装、更换方便快捷、保温性极佳，有效地保护筒体不受高温影响。

本实用新型内衬筒采用分段相叠式结构，不受高温段筒体内外热膨胀影响，消除了膨胀差产生的应力。

本实用新型使用寿命长，未出现生产线由于保温层破损而发生的停机现象，延长了维修周期，降低了生产运行成本。

本实用新型一种列管式空气预热器高温段内保温结构设计要点是：

1、保温材料采用陶瓷纤维折叠块代替原来的陶瓷纤维板，折叠块在保温材料厂用机器压制成形，密度大、强度高、不宜松散，可承受高温空气的压力，同时安装也很方便；

2、内衬筒采用分段相叠式结构，可自由伸缩不会产生热胀引起的热应力，彻底消除了变形引起的损坏；

3、用锚固钉和加强筋对折叠块定位固定，安装方便，维修时可根据保温层使用情况局部更换；

4、本实用新型保温结构安装路线为：

高温段-筒体-锚固钉-加强筋-陶瓷纤维折叠块-内衬筒-压条

本实用新型的优点在于：

一、解决了APH高温段内衬筒易损坏吹散保温材料，造成热空气混入陶瓷纤维及筒体无保护层产生的严重事故；

二、采用陶瓷纤维折叠块代替陶瓷纤维板，在保温材料厂直接制做完成，APH制造厂直接安装，保温层厚度均匀一致、密度大、强度高、承受热空气压力强、安装简单、方便更换；

三、采用分段相叠式无应力内衬筒结构，使内衬筒与筒体之间不受膨胀差产生应力的影响，对保温层起到有效的保护作用；

四、折叠块保温层有效阻挡了高温空气对设备筒体的破坏，对传导到筒体的温度远远低于原有陶瓷纤维板保温层，极大地延长了空气预热器使用寿命。

附图说明

图1本实用新型剖面结构示意图

图2本实用新型图1俯视示意图

图中标记：1-筒体、2-内衬筒、3-锚固钉、4-压条、5-陶瓷纤维折叠块、6-加强筋

图3与现有技术对比剖面结构示意图

图中标记：1-筒体、2-内衬筒、3-锚固钉、4-陶瓷纤维板

具体实施方式

一种列管式空气预热器高温段内保温结构，包括：筒体1、内衬筒2、锚固钉3、压条4、陶瓷纤维折叠块5、加强筋6。

锚固钉3按照图纸排列方式焊接在筒体1内；加强筋6焊接在锚固钉3上一起构成固定框架后再安装陶瓷纤维折叠块5；上面第一个内衬筒2与APH高温段壳体锥段上部的单层筒体焊接在一起，作为下面多个内衬筒2的固定端；所有内衬筒2按图将圆孔与上一个内衬筒2的长孔对正；用压条4上的圆柱将内衬筒2穿起来形成整体相叠在一起的结构；

该保温结构有效地解决了空气预热器高温段内保温结构隔热效果差、内筒体易变形损坏、外筒体温度过高导致强度低于材料许用应力而烧穿、热空气混杂有保温纤维等问题，保温结构隔热效果好、强度高、折叠块不松散，内衬筒结构彻底消除了与外筒体之间热膨胀差，延长了维修周期，APH使用寿命长，目前研制的保温结构已使用多年无事故发生，安全可靠。

本实用新型加强筋6、锚固钉3与筒体1相焊一起构成安装陶瓷纤维折叠块5的固定框架。相叠的内衬筒2与压条4一起组成保温材料内保护结构。内衬筒2与高温段壳体锥段上部单层壳体焊在一起，构成内衬筒2的固定端。

安装时，①锚固钉3按图纸分布焊接在筒体1内侧；②加强筋6按图排布与锚固钉3焊在一起；③陶瓷纤维折叠块5按图安装在固定框架内；④将最上面的内衬筒2焊接在锥段上的单层壳体上；⑤用压条4将所有内衬筒2穿在一起；安装过程简单、方便。

Claims (4)

1.一种列管式空气预热器高温段内保温结构，包括：筒体(1)、内衬筒(2)、锚固钉(3)、压条(4)、陶瓷纤维折叠块(5)、加强筋(6)，其特征在于：锚固钉(3)焊接在筒体(1)内，加强筋(6)焊在锚固钉(3)上，形成固定陶瓷纤维折叠块(5)的框架；最上面的内衬筒(2)与锥段上部的单层筒体焊接，作为下面所有内衬筒(2)的固定端；除了最上一块内衬筒(2)没有圆孔外其他上端均开有圆孔，下端均开有长孔且以上圆孔对正下长孔相重叠；用焊接有小圆柱的压条(4)将上下内衬筒(2)穿在一起，并与开圆孔的内衬筒(2)焊在一起，组成可上下相互移动的整体内衬筒(2)结构；保证了内衬筒(2)与筒体(1)膨胀后不受限制。

2.根据权利要求1所述的一种列管式空气预热器高温段内保温结构，其特征在于：焊接在筒体(1)上的锚固钉(3)与加强筋(6)焊在一起，组成固定陶瓷纤维折叠块(5)的框架。

3.根据权利要求1所述的一种列管式空气预热器高温段内保温结构，其特征在于：高温段保温层采用陶瓷纤维折叠块(5)，提高了保温材料的强度、密度，不宜吹散且安装更换方便。

4.根据权利要求1所述的一种列管式空气预热器高温段内保温结构，其特征在于：内衬筒(2)采用分段相叠且可上下移动的结构，安装后组成无应力内衬筒(2)，消除了与外筒体(1)之间由温差引起的膨胀不同而产生的热应力。

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