CN213335681U - 一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管 - Google Patents
一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，包括碳钢烟管，所述碳钢烟管内套设有合金铝内翅管，所述合金铝内翅管与碳钢烟管固定连接，铝管内部布置三种长度的翅片，翅片的两侧为波浪形凹凸弧槽表面，所述合金铝内翅管内套设有不锈钢螺旋扰流子，本实用新型通过碳钢烟管和合金铝内翅管的配合使用能强化传热效果，碳钢各项性能均衡，是最适合做锅炉的材料，而碳钢耐腐蚀性能低的问题通过下管板和下部复合铝管板的配合使用解决，同时，锅炉烟箱采用不锈钢制成。冷凝水一般是在合金铝内翅管入口下方的地方产生，所以和冷凝水接触的地方都是铝或不锈钢等耐腐蚀材料，不会对碳钢形成冷凝水酸腐蚀。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热烟管技术领域，具体是一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管。
背景技术
冷凝锅炉就是利用高效的冷凝余热回收装置来吸收锅炉排出的高温烟气中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。
现有的冷凝锅炉换热烟管制作材料大多采用不锈钢、合金铝和铜等，不同的材料存在不同的缺陷和弊端，为了提高冷凝锅炉换热烟管的经济性、可加工性能和可维修性能，我们提出了一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，包括碳钢烟管，所述碳钢烟管内套设有合金铝内翅管，所述合金铝内翅管与碳钢烟管固定连接，铝管内部布置三种长度的翅片，翅片的两侧为波浪形凹凸弧槽表面，所述合金铝内翅管内套设有不锈钢螺旋扰流子。
作为本实用新型进一步的方案：所述碳钢烟管的尾端外套设有下管板，所述下管板与碳钢烟管固定连接，所述碳钢烟管的顶端外套设有上管板，所述上管板与碳钢烟管固定连接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述合金铝内翅管的尾端外套设有下部复合铝管板，所述下部复合铝管板与合金铝内翅管固定连接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述上管板和下管板的材质均为R锅炉钢板。
作为本实用新型再进一步的方案：所述合金铝内翅管的材质为合金铝。
作为本实用新型再进一步的方案：所述下部复合铝管板的材质为合金铝。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过碳钢烟管和合金铝内翅管的配合使用能强化传热效果，碳钢各项性能均衡，是最适合做锅炉的材料，而碳钢耐腐蚀性能低的问题通过下管板和下部复合铝管板的配合使用解决，同时，锅炉烟箱采用不锈钢制成。冷凝水一般是在合金铝内翅管入口下方的地方产生，所以和冷凝水接触的地方都是铝或不锈钢等耐腐蚀材料，不会对碳钢形成冷凝水酸腐蚀，从而提高高冷凝锅炉换热烟管的经济性、可加工性能和可维修性能。
2、本实用新型设置有不锈钢螺旋扰流子，使中心高温烟气，通过不锈钢螺旋扰流子的扰动，迅速向四周扩散，增加烟气紊流，避免中心局部过热。
附图说明
图1为一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管的结构示意图。
图2为一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管的俯视图。
图3为一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管的底视图。
图中所示：碳钢烟管1、合金铝内翅管2、不锈钢螺旋扰流子3、下部复合铝管板4、上管板5、下管板6。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，包括碳钢烟管1、合金铝内翅管2、不锈钢螺旋扰流子3、下部复合铝管板4、上管板5和下管板6，碳钢烟管1内套设有合金铝内翅管2，合金铝内翅管2与碳钢烟管1固定连接，铝管内部布置三种长度的翅片，这种内翅管采用挤压的方式成型，所以内外表明都非常的光滑，翅片的两侧为波浪形凹凸弧槽表面，目的是增大换热面积，这种内翅管的换热面积是钢管的数倍，合金铝内翅管2的材质为6063合金铝，合金铝内翅管2内套设有不锈钢螺旋扰流子3，由于内翅管加工工艺的限制，翅管中央有空心柱体空腔，易于形成中心高温区域，对换热不利，布置不锈钢螺旋扰流子3的目的是将中心高温烟气，通过不锈钢螺旋扰流子3的扰动，迅速向四周扩散，增加烟气紊流，避免中心局部过热，碳钢烟管1的尾端外套设有下管板6，下管板6与碳钢烟管1固定连接，碳钢烟管1的顶端外套设有上管板5，上管板5与碳钢烟管1固定连接，上管板5和下管板6的材质均为245R锅炉钢板，上管板5和下管板6主要起到支撑碳钢烟管1的作用，合金铝内翅管2的尾端外套设有下部复合铝管板4，下部复合铝管板4与合金铝内翅管2固定连接，下部复合铝管板4的材质为6063合金铝。
本实用新型的工作原理是：
本复合换热烟管的最佳工作方式为立式布置，高温烟气从烟管上方顶端进入(一般为900℃)，从下方排出，采用烟管管内纵向冲刷对流换热。同时锅炉水测的低温回水也应尽量引流到烟管的下方。这样可以构成一个完美的逆流热交换方式，从而增加传热对数温差，在烟管内部的下方会产生大量冷凝水，冷凝水会在铝翅片的表面形成一种水膜，这种水膜对翅片换热是非常不利，立式布置布置的烟管使冷凝水在重力及高速烟气冲刷的共同作用下，迅速的和光滑铝翅片分离，所以这种内翅管的清水性能非常的好，可以保证理想换热效果，天然气及助燃空气中存在灰尘及杂质，燃烧后会产生形成烟垢。另外，合金铝经过高温氧化也会生成一定的氧化铝颗粒，非常坚硬，反复冷热交变应力，使其容易脱落。烟垢和氧化铝颗粒的混合物势必影响烟管换热。但这种烟管内翅片的表面非常光滑，同时，采用立式布置方式，在高速流动的热烟气、冷凝水的冲刷及重力的共同作用下，特别容易脱落，并跌落到下烟箱中，综上所述，烟管立式布置会产生良好的自清洁效果，保证了锅炉的效率持久性，长期实践表明该种烟管可以长期免维护运行。
合金铝的热膨胀系数大于碳钢，在热态下，碳钢烟管1和合金铝内翅管2二者会进一步的紧密结合在一起，从而保证了双金属结合的传热效果。
合金铝内翅管的入口端铣削成椭圆弧线状，从而使接触面积增大，有利有热量的传导，避免铝材熔化。
燃气冷凝锅炉在冷凝工况下，排放的产物是液态的水和二氧化碳，其中，液态冷凝水呈酸性，会对锅炉本体会产生酸腐蚀，大大缩短锅炉寿命，同时也会减低锅炉的安全性能，所以传统的冷凝锅炉都采用具有耐腐蚀性能的材料，如不锈钢、铝、铜等。但这些材料也存在着各种弊端。各种材料具体特性，请参见下表：
| 序号 | 材料 | 价格 | 强度 | 耐腐蚀 | 可加工性能 | 可维修性能 | 传热系数 |
| 1 | 不锈钢 | 贵 | 很高 | 很强 | 差 | 差 | 差 |
| 2 | 合金铝 | 适中 | 弱 | 强 | 适中 | 差 | 很好 |
| 3 | 铜 | 非常贵 | 弱 | 强 | 好 | 好 | 非常好 |
| 4 | 碳钢 | 便宜 | 高 | 弱 | 好 | 好 | 适中 |
从上表得知，碳钢：即245R锅炉钢：各项性能均衡，之所以称之为锅炉钢，是最适合做锅炉的材料。但用于制作冷凝锅炉时，最大问题就是耐腐蚀性能低，存在酸腐蚀的问题，解决方式是“通过采用双层复合下管板的方式，不让冷凝水接触到碳钢，原理是：下管板6与碳钢烟管1外壁焊接。下部复合铝管板4与合金铝内翅管2管焊接。同时，锅炉烟箱采用不锈钢制成。冷凝水一般是在合金铝内翅管2入口下方产生，所以和冷凝水接触的地方都是铝或不锈钢等耐腐蚀材料，不会对碳钢形成冷凝水酸腐蚀。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，包括碳钢烟管(1)，其特征在于：所述碳钢烟管(1)内套设有合金铝内翅管(2)，所述合金铝内翅管(2)与碳钢烟管(1)固定连接，铝管内部布置三种长度的翅片，翅片的两侧为波浪形凹凸弧槽表面，所述合金铝内翅管(2)内套设有不锈钢螺旋扰流子(3)。
2.根据权利要求1所述的一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，其特征在于：所述碳钢烟管(1)的尾端外套设有下管板(6)，所述下管板(6)与碳钢烟管(1)固定连接，所述碳钢烟管(1)的顶端外套设有上管板(5)，所述上管板(5)与碳钢烟管(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，其特征在于：所述合金铝内翅管(2)的尾端外套设有下部复合铝管板(4)，所述下部复合铝管板(4)与合金铝内翅管(2)固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，其特征在于：所述上管板(5)和下管板(6)的材质均为245R锅炉钢板。
5.根据权利要求1所述的一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，其特征在于：所述合金铝内翅管(2)的材质为6063合金铝。
6.根据权利要求3所述的一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管，其特征在于：所述下部复合铝管板(4)的材质为6063合金铝。
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| CN202022343928.3U CN213335681U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种用于冷凝锅炉的碳钢和铝内翅管复合换热烟管 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113218231A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-08-06 | 山东爱客多热能科技有限公司 | 一种新型钢铝复合铸造一体成型换热管 |
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2020
- 2020-10-20 CN CN202022343928.3U patent/CN213335681U/zh active Active
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