CN220186861U - 一种立式玻璃管空气预热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种立式玻璃管空气预热器，其具有立式壳体以及设置在壳体内的换热组件；换热组件包括由上至下设置的金属管换热模块和玻璃管换热模块，金属管换热模块包括两个竖直管板以及设置在两个竖直管板之间的金属换热管，玻璃管换热模块包括上管板、下管板以及设置在上管板和下管板之间的玻璃换热管。本实用新型的空气预热器在玻璃换热管的上方设置有金属换热管，235℃左右的高温烟气先进入到金属管换热区域进行换热温度降至200℃以下，再进入玻璃管换热区域，此时烟气温度已经降至密封圈的长期使用温度以下，无需再考虑高温失效的问题，同时，由于金属管换热区域内的烟气温度较高，不会存在露点腐蚀的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种立式玻璃管空气预热器。
背景技术
立式空气预热器是一种常见的锅炉配件，空气预热器的主要作用是在锅炉燃烧前将进入炉膛的空气进行预热，以提高锅炉的热效率和节省燃料。在燃烧前，冷空气通过立式空气预热器的管道流经预热器，并在其中通过空气预热器内部的换热管与烟气热量交换，使空气的温度逐渐升高，最终达到一定的温度。这样，进入炉膛的空气的温度就比较高，能够促进燃烧，从而提高了燃烧效率。
目前，空气预热器的换热管多采用金属管，然而，随着各地炼化企业节能减排工作的不断发展，加热炉的排烟温度越来越低，烟气的低温露点腐蚀问题日益突出。由于一般燃料油或者燃料气中不可避免含有少量的硫，硫燃烧生成SOX。当排烟温度降低到150℃以下时，SO3就与烟气中的水蒸气化合生成硫酸蒸汽。在排烟温度进一步降低过程中，硫酸蒸汽凝结下来逐渐冷凝成为液体。由于硫酸液体的存在，一方面烟气中的灰尘被粘附变成不易清理的湿灰、粘垢，造成烟气通道的堵塞；另一方面酸液腐蚀设备本体，导致钢结构发生化学腐蚀。现有的空气预热器运行过程中，烟气的积灰结垢和露点腐蚀问题严重且排烟温度较高。空气预热器堵塞后，不仅能会因为阻力不同出现低负荷、低烟气量和引风机抢风现象，还会出现炉膛负压大幅度波动影响整个机组安全运行。并且空气预热器堵塞不均匀，还会引起一、二次风压与炉膛负压周期性波动，使风烟系统低能耗增加。加上空气预热器堵塞后阻力增加，局部烟气气流变快，引风机无法满足机组满负荷运行，最终出现整体机组停运维修的问题。
为了解决上述技术问题，现有技术中出现了以玻璃管作为换热管的空气预热器，例如参考文献1中的空气预热器。
参考文献1：专利公开号为CN216346373U的中国专利文献。
参考文献1公开了一种新型玻璃管空气预热器，所述壳体整体为正方体空腔壳体，在壳体的顶部设置有防坠物护网；所述壳体内部的传热元件是由玻璃管组成的管束；所述壳体的两端对称设置有端管板，在壳体的中部还设置有支撑板；所述支撑板设置在壳体内部中间的安装槽内；所述端管板与支撑板上均设置有均匀布置的管孔；所述玻璃管由两端的端管板和支撑板上的管孔约束并支撑。本实用新型采用玻璃管作为传热元件，其能有效地防止传热元件低温露点腐蚀，且表面光滑不易积灰。
现有的玻璃管空气预热器中，玻璃换热管与管板之间通常采用氟橡胶或者聚四氟乙烯密封圈进行密封，然而，当环境温度高于200℃时，密封圈容易失效，进而导致其变形、渗漏、老化等现象，进一步导致空气预热器损坏或失效。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决现有技术中玻璃管空气预热器在高温环境下容易出现密封失效的技术问题，提供一种立式玻璃管空气预热器。
本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种立式玻璃管空气预热器，其具有立式壳体以及设置在壳体内的换热组件；
所述换热组件包括由上至下设置的金属管换热模块和玻璃管换热模块；
所述金属管换热模块包括两个竖直管板以及设置在两个竖直管板之间的金属换热管，金属换热管呈多层、水平布置；
所述玻璃管换热模块包括上管板、下管板以及设置在上管板和下管板之间的玻璃换热管，玻璃换热管呈竖直布置；
所述壳体的上下两端分别设置有烟气进口和出口，壳体的两侧壁分别设置有空气进口和出口，在金属管换热模块中，烟气在管外沿竖直方向流动，空气在管内流动，在玻璃管换热模块中，烟气在管内流动，空气在管外沿水平方向流动。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述金属换热管的垂直投影位于相邻两排玻璃换热管之间。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述金属换热管的垂直投影与下方相邻两排玻璃换热管均有交叉。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述金属管换热模块至少设置有三层金属换热管，同排相邻金属换热管的管外壁间距为不小于10mm。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述金属换热管的空气进口端外壁设置有防腐隔热膜。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述玻璃管换热模块还设置有支撑板，玻璃换热管均穿过支撑板设置。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述玻璃换热管与支撑板通过密封圈和密封胶固定，玻璃换热管的上端由上管板伸出并通过密封圈进行活动密封，其下端由下管板伸出并通过密封圈进行活动密封。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述玻璃换热管的下端与下管板通过密封圈和密封胶固定，玻璃换热管的上端由上管板伸出并通过密封圈进行活动密封。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述玻璃换热管的材质为石英玻璃或高硼硅玻璃。
作为本实用新型一种立式玻璃管空气预热器的进一步优化：所述密封圈为氟橡胶或聚四氟乙烯密封圈。
本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的立式玻璃管空气预热器在玻璃换热管的上方设置有金属换热管，235℃左右的高温烟气先进入到金属管换热区域进行换热，流经金属管换热区域后的烟气温度降至200℃以下，再进入玻璃管换热区域内进行换热，此时烟气温度已经降至密封圈的长期使用温度以下，无需再考虑高温失效的问题，同时，由于金属管换热区域内的烟气温度较高，不会存在露点腐蚀的问题，可极大提高立式玻璃管空气预热器在超过200℃高温烟气工况下的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型空气预热器(金属管换热模块和玻璃管换热模块)的侧视结构示意图；
图2为本实用新型空气预热器(金属管换热模块和玻璃管换热模块)的俯视结构示意图；
图3为本实用新型空气预热器(玻璃管换热模块)的俯视结构示意图；
图4为本实用新型空气预热器中玻璃换热管与支撑板的密封结构示意图Ⅰ；
图5为本实用新型空气预热器中玻璃换热管与支撑板的密封结构示意图Ⅱ；
图6为本实用新型空气预热器中玻璃换热管与C型管板之间的密封结构示意图；
图7为本实用新型空气预热器中玻璃换热管与下管板之间的密封结构示意图；
图中标记：
1、C型管板；
2、金属换热管；
3、支撑板；
4、下管板；
5、玻璃换热管；
6、密封圈。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容并不局限于下面的实施例。
如图所示：一种立式玻璃管空气预热器，其具有立式壳体以及设置在壳体内的换热组件。需要说明的是，图中未示出壳体，仅示出了换热组件的结构。
换热组件包括由上至下设置的金属管换热模块和玻璃管换热模块。金属管换热模块包括两个竖直管板以及设置在两个竖直管板之间的金属换热管2，金属换热管2呈多层、水平布置。同一层的金属换热管2处于同一水平面内，在本实施例中，金属管换热模块至少设置有三层金属换热管，同排相邻金属换热管的管外壁间距为不小于10mm，需要说明的是，金属换热管2的层数是可以调整的，其最终要使经过金属管换热模块换热后的烟气温度下降至200℃以下，可以预见的是，当入口烟气的温度越高，金属换热管2的层数应越多。
金属换热管2的材质选用不锈钢管，不锈钢管适用于在高温等较恶劣的环境下使用，常用的不锈钢管有316L及304等。
玻璃管换热模块包括上管板、下管板4以及设置在上管板和下管板4之间的玻璃换热管5，玻璃换热管5呈竖直布置。
玻璃管换热模块还设置有支撑板3，玻璃换热管5穿过支撑板3，考虑到热膨胀对换热管件的影响，玻璃换热管5的固定形式可以分为两种：
第一种形式：玻璃换热管5与支撑板3之间打胶固定(如图4和5所示)，玻璃换热管5的上端由上管板伸出并通过密封圈6进行活动密封(如图6所示)，其下端由下管板4伸出并通过密封圈6进行活动密封(如图7所示)。金属壳体膨胀大于玻璃膨胀，玻璃管中间固定，两端可以自由伸缩。
第二种形式：玻璃换热管5的下端与下管板4通过密封圈6和密封胶固定，玻璃换热管5的上端由上管板伸出并通过密封圈6进行活动密封。玻璃换热管5下端固定，上端自由伸缩。
在本实施例中，采用C型管板1，C型管板1的两端竖直侧壁即为金属管换热模块的两个竖直管板，C型管板1的水平部即为玻璃管换热模块的上管板。通过C型管板1的使用可以极大地简化换热器的结构。
玻璃换热管5的材质为石英玻璃或高硼硅玻璃，密封圈为氟橡胶或者聚四氟乙烯密封圈。
金属换热管2的垂直投影位于相邻两排玻璃换热管5之间。或者金属换热管2的垂直投影与下方相邻两排玻璃换热管5均有交叉。
壳体的上下两端分别设置有烟气进口和出口，壳体的两侧壁分别设置有空气进口和出口，在金属管换热模块中，烟气在管外沿竖直方向流动，空气在管内流动，在玻璃管换热模块中，烟气在管内流动，空气在管外沿水平方向流动。
在本实用新型的空气预热器中，金属管换热模块和玻璃管换热模块相当于两个独立的换热区域，两个区域之间通过上管板进行分隔，位于金属管换热模块区域中壳程内的空气不会进入到位于玻璃管换热模块区域中壳程内。
考虑到金属管换热模块的露点腐蚀情况，在金属换热管的空气进口端外壁设置有防腐隔热膜。
本实用新型的立式玻璃管空气预热器在玻璃换热管的上方设置有金属换热管，235℃左右的高温烟气先进入到金属管换热区域进行换热，流经金属管换热区域后的烟气温度降至200℃以下，再进入玻璃管换热区域内进行换热，此时烟气温度以及降至密封圈的长期使用温度以下，无需再考虑高温失效的问题，同时，由于金属管换热区域内的烟气温度较高，不会存在露点腐蚀的问题，可极大提高立式玻璃管空气预热器在超过200℃高温烟气工况下的可靠性。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
Claims (10)
1.一种立式玻璃管空气预热器，其特征在于：其具有立式壳体以及设置在壳体内的换热组件；
所述换热组件包括由上至下设置的金属管换热模块和玻璃管换热模块；
所述金属管换热模块包括两个竖直管板以及设置在两个竖直管板之间的金属换热管，金属换热管呈多层、水平布置；
所述玻璃管换热模块包括上管板、下管板以及设置在上管板和下管板之间的玻璃换热管，玻璃换热管呈竖直布置；
所述壳体的上下两端分别设置有烟气进口和出口，壳体的两侧壁分别设置有空气进口和出口，在金属管换热模块中，烟气在管外沿竖直方向流动，空气在管内流动，在玻璃管换热模块中，烟气在管内流动，空气在管外沿水平方向流动。
2.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述金属换热管的垂直投影位于相邻两排玻璃换热管之间。
3.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述金属换热管的垂直投影与下方相邻两排玻璃换热管均有交叉。
4.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述金属管换热模块至少设置有三层金属换热管，同排相邻金属换热管的管外壁间距为不小于10mm。
5.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述金属换热管的空气进口端外壁设置有防腐隔热膜。
6.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述玻璃管换热模块还设置有支撑板，玻璃换热管均穿过支撑板设置。
7.如权利要求6所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述玻璃换热管与支撑板通过密封胶固定，玻璃换热管的上端由上管板伸出并通过密封圈进行活动密封，其下端由下管板伸出并通过密封圈进行活动密封。
8.如权利要求6所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述玻璃换热管的下端与下管板通过密封圈和密封胶固定，玻璃换热管的上端由上管板伸出并通过密封圈进行活动密封。
9.如权利要求1所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述玻璃换热管的材质为石英玻璃或高硼硅玻璃。
10.如权利要求7或8所述立式玻璃管空气预热器，其特征在于：所述密封圈为氟橡胶或聚四氟乙烯密封圈。
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