CN218936408U - 组合型空气预热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合型空气预热器，其属于加热炉技术领域。它解决了现有技术中传统空气预热器存在的热管易失效、丧失传热能力的缺陷。其主体结构包括机架，所述机架上设有烟气出口管箱、低温段换热器和高温段换热器，高温段换热器的上端设有烟气进口，烟气进口通过低温段换热器和高温段换热器与烟气出口管箱连通，低温段换热器与高温段换热器之间设有喷淋清洗系统，烟气出口管箱的低点排凝口处安装有自动排污组件。本实用新型主要用于烟气换热。

Description

组合型空气预热器

技术领域

本实用新型属于加热炉技术领域，具体地说，尤其涉及一种组合型空气预热器。

背景技术

目前工艺加热炉的空气预热器主流的技术方案有两种：热管式空气预热器和板式+铸铁板式组合式空气预热器。

1)、热管换热器具有结构简单，形式多样，便于布置，便于检修更换等许多优势，在炼油厂工艺加热炉空气预热器上有广泛的应用。目前的热管式空气预热器是将整套热管管束布置于烟气和空气中，将热管的蒸发段布置于烟气中，将冷凝段布置于空气中，蒸发段的低于冷凝段的位置，介质在管内通过重力作用流动，管内抽成真空环境，热管内部的介质在蒸发段(烟气)吸热汽化、上升流动至冷凝段(空气)中，放出热量后冷凝为液态，通过重力作用回流至蒸发段，以此往复循环传递热量。

目前热管及管外翅片的主要材质为碳钢，因此在冷凝段温度较低工况下，当烟气出现酸露点冷凝工况时，热管几乎没有任何防腐防水能力，一旦腐蚀损坏，热管内部的真空环境被破坏，则热管立刻失效，完全丧失传热能力。此外，热管换热器的使用温度也有上限，当蒸发段温度过高时，热管内部蒸发速度高于冷凝速度，气液相平衡被打破，管内压力逐渐上升，到达一定程度后会出现“爆管”的现象，导致热管失效，丧失传热能力。

2)、板式+铸铁板式组合式空气预热器

此类型空气预热器可以在一定程度上解决热管空气预热器排烟温度较高，且完全没有防腐能力的缺陷；采用铸铁式(翅片板)换热器作为空气预热器的低温段，可以在一定程度上抵抗烟气的酸露点腐蚀问题，通过铁的钝化反应，在硫酸性环境中在换热板表面形成“钝化膜”，有效隔绝酸液对于铸铁板本身的腐蚀。

但是随着使用年限的增加，铸铁板表面的光洁度逐渐下降，烟气中的固体颗粒物和粉尘杂质则容易在换热板表面淤积，影响换热板的传热效率，同时影响烟气流通，增加压降，严重时导致预热器堵塞失效。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种组合型空气预热器，其可以降低排烟温度，使排烟温度低于烟气露点温度，大幅度提高加热炉的热效率。

为了实现上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种组合型空气预热器，包括机架，所述机架上设有烟气出口管箱、低温段换热器和高温段换热器，高温段换热器的上端设有烟气进口，烟气进口通过低温段换热器和高温段换热器与烟气出口管箱连通，低温段换热器与高温段换热器之间设有喷淋清洗系统，烟气出口管箱的低点排凝口处安装有自动排污组件。

优选地，所述低温段换热器的侧面设有空气进口，高温段换热器的上端还设有空气出口，空气进口通过低温段换热器和高温段换热器与空气出口连通。

优选地，所述自动排污组件包括接管法兰、重力阀、三通、清污口和第一连接法兰，所述三通的第一接口与清污口连接，第二接口通过弯头与第一连接法兰连接，第三接口通过重力阀与接管法兰连接。

优选地，所述喷淋清洗系统包括箱体、第二连接法兰和喷淋集合管，箱体上设有一个以上的喷淋支管，喷淋支管上设有一个以上的喷嘴，第二连接法兰通过接管和等径三通与喷淋集合管连接，喷淋集合管还分别与一个以上的喷淋支管连接。

优选地，所述箱体上设有人孔、测温口和测压口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可以降低排烟温度，使排烟温度低于烟气露点温度，大幅度提高加热炉的热效率，高温段采用金属板作为换热板，可以大大提高换热效率，降低设备重量和体积，低温段采用耐热玻璃材质作为换热板，可以抵抗露点腐蚀，同时玻璃换热板表面光洁度极高，长周期运行可以有效抵抗预热器的堵塞；

2、空气预热器低温区域内，除了低温段换热板之外，其他各个部位采取防腐措施，可以有效保证整套空气预热器在低温排烟工况下长周期稳定工作，节省大量的运行和检修费用。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的左视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型中自动排污组件的结构示意图；

图5为本实用新型中喷淋清洗系统的主视图；

图6为本实用新型中喷淋清洗系统的左视图；

图7为本实用新型中喷淋清洗系统的俯视图。

图中：1、自动排污组件；2、烟气出口管箱；3、空气进口；4、低温段换热器；5、机架；6、高温段换热器；7、空气出口；8、喷淋清洗系统；9、烟气进口；10、外支撑框架；101、接管法兰；102、重力阀；103、三通；104、清污口；105、弯头；106、第一连接法兰；801、箱体；802、喷淋支管；803、喷嘴；804、接管；805、第二连接法兰；806、人孔；807、等径三通；808、喷淋集合管；809、测温口；810、测压口；811、安装法兰。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种组合型空气预热器，包括机架5，所述机架5上设有烟气出口管箱2、低温段换热器4和高温段换热器6，高温段换热器6的上端设有烟气进口9，烟气进口9通过低温段换热器4和高温段换热器6与烟气出口管箱2连通，低温段换热器4与高温段换热器6之间设有喷淋清洗系统8，烟气出口管箱2的低点排凝口处安装有自动排污组件1。

空气预热器为分段式，高、低温段分界温度采用烟气温度进行控制，运行工况下为110～150℃。玻璃板式低温段换热器4芯体支撑框架表面的玻璃鳞片为有机防腐涂料，厚度为3mm。

烟气出口管箱2内壁表面做喷砂处理，表面涂刷乙烯基树脂材料实现金属壁面100％的全面包覆，避免冷凝水的腐蚀；烟气出口管箱2的法兰内壁为耐高温耐腐蚀硅酮密封胶，设计使用温度为常温～220℃。

实施例2：

一种组合型空气预热器，所述低温段换热器4的侧面设有空气进口3，高温段换热器6的上端还设有空气出口7，空气进口3通过低温段换热器4和高温段换热器6与空气出口7连通。

如图4所示，自动排污组件1包括接管法兰101、重力阀102、三通103、清污口104和第一连接法兰106，所述三通103的第一接口与清污口104连接，第二接口通过弯头105与第一连接法兰106连接，第三接口通过重力阀102与接管法兰101连接。自动排污组件1通过第一连接法兰106安装在烟气出口管箱2的低点排凝口处。其中，自动排污组件1的所有材质均采用耐高温改性PVC材质，可以完全抵抗露点腐蚀。重力阀102在正常工作状态处于关闭状态，阀板通过弹簧压紧，当有冷凝水的时候，水量积聚到一定程度靠重力将阀板顶开，排出冷凝水，当水流的重力小于弹簧的弹力时，阀板重新关闭，通过这样的设计可以实现冷凝水的自动排放，无需人工操作。

如图5-7所示，所述喷淋清洗系统8包括箱体801、第二连接法兰805和喷淋集合管808，箱体801上设有一个以上的喷淋支管802，喷淋支管802上设有一个以上的喷嘴803，第二连接法兰805通过接管804和等径三通807与喷淋集合管808连接，喷淋集合管808还分别与一个以上的喷淋支管802连接。

喷淋清洗系统8可以分为上下两层，也可以是单层布置，如果是单层布置，则一般布置在低温段换热器4的上方，管束由多根喷淋支管802组成，按照适当的间距横跨于低温段换热器4换热芯体的截面上，第二连接法兰805为预留的进水口法兰，以法兰盖或者阀门密封。

所述箱体801上设有人孔806、测温口809和测压口810。其他部分与实施例1相同。

本实用新型采用多段组合形式，包括金属平板式高温段换热器6和玻璃平板式低温段换热器4，烟气出口管箱2内壁采用乙烯基树脂防腐涂料，在本实用新型中，烟气通过烟气进口9自上而下进入高温段换热器6、低温段换热器4和烟气出口管箱2，空气通过空气进口3自下而上进入低温段换热器4、高温段换热器6和空气出口7，与烟气错流换热，空气出口7可以在空气进口3的同侧或异侧，烟气经过深度降温后以低于露点温度的最终烟温从预热器排出，酸露点冷凝现象发生在玻璃平板式低温段换热器4内部，不影响整体系统的安全性。

烟气经过空气预热器高、低温段后，通过高效换热，最终排烟温度可以降低至露点温度90℃以下。

高温段换热器6采用全焊接形式组装而成，换热模块自带外支撑框架10，可以承受烟风道载荷，换热板之间通过焊接方式形成板芯，板芯与外支撑框架10采用焊接形式密封，其中，最高温区域换热模块的换热板材为SS304，厚度0.8mm，最低温区域换热模块换热板材为304L，厚度0.8mm，其余部位换热板材质为Q235B，厚度1.2mm。

低温段换热器4采用耐热高硼硅玻璃板作为换热板，厚度约3mm，换热板之间采用同种材质玻璃条作为支撑元件，玻璃板与玻璃支撑条通过防腐蚀耐高温硅酮密封胶粘接在一起形成换热芯体，换热模块的外支撑框架采用碳钢材质，表面做玻璃鳞片有机防腐处理。

本实用新型的工作原理为：

1、整个组合式预热器共5个换热流程，烟气自上而下直线流过空气预热器，空气绕弯形式从下而上流过预热器，在每个流程的换热器内部与烟气错流换热；

2、烟气进入预热器后，在高温段换热器6的4个换热流程中放热降温至150℃左右，再进入低温段换热器4；

3、低温段换热器4上方布置喷淋清洗系统8，管内布置横跨模块的喷淋支管802，便于在检修时连接除氧水对低温段换热板片进行冲洗；

4、自动排污组件安装在烟气出口管箱2最低点，其重力阀102有水顶开阀盖排放，无水时靠烟气负压吸紧，不会漏气。

Claims (5)

1.一种组合型空气预热器，包括机架(5)，其特征在于：所述机架(5)上设有烟气出口管箱(2)、低温段换热器(4)和高温段换热器(6)，高温段换热器(6)的上端设有烟气进口(9)，烟气进口(9)通过低温段换热器(4)和高温段换热器(6)与烟气出口管箱(2)连通，低温段换热器(4)与高温段换热器(6)之间设有喷淋清洗系统(8)，烟气出口管箱(2)的低点排凝口处安装有自动排污组件(1)。

2.根据权利要求1所述的组合型空气预热器，其特征在于：所述低温段换热器(4)的侧面设有空气进口(3)，高温段换热器(6)的上端还设有空气出口(7)，空气进口(3)通过低温段换热器(4)和高温段换热器(6)与空气出口(7)连通。

3.根据权利要求1或2所述的组合型空气预热器，其特征在于：所述自动排污组件(1)包括接管法兰(101)、重力阀(102)、三通(103)、清污口(104)和第一连接法兰(106)，所述三通(103)的第一接口与清污口(104)连接，第二接口通过弯头(105)与第一连接法兰(106)连接，第三接口通过重力阀(102)与接管法兰(101)连接。

4.根据权利要求1或2所述的组合型空气预热器，其特征在于：所述喷淋清洗系统(8)包括箱体(801)、第二连接法兰(805)和喷淋集合管(808)，箱体(801)上设有一个以上的喷淋支管(802)，喷淋支管(802)上设有一个以上的喷嘴(803)，第二连接法兰(805)通过接管(804)和等径三通(807)与喷淋集合管(808)连接，喷淋集合管(808)还分别与一个以上的喷淋支管(802)连接。

5.根据权利要求4所述的组合型空气预热器，其特征在于：所述箱体(801)上设有人孔(806)、测温口(809)和测压口(810)。

Images