CN220567927U - 一种水滴形双膜防腐换热设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水滴形双膜防腐换热设备，包括设置有冷却水进水孔的进口集箱、设置有冷却水出水孔的出口集箱，出口集箱与所述进口集箱间设有若干一端连接进口集箱、另一端连接出口集箱的双膜防腐换热管，所述双膜防腐换热管由若干相互平行设置的基管以及串接在相邻两基管间的蛇形接头组成，所述基管外设有无机防腐涂层，无机防腐涂层外设有氟塑料膜层；所述氟塑料膜层的外轮廓呈倒置的水滴形状。该换热设备具有防止低温腐蚀与氯腐蚀、覆膜紧密、不易抖动变形、积灰易清理、成本低廉以及热阻较小的特点，整体功能完善，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热设备技术领域，更具体地说，它涉及一种水滴形双膜防腐换热设备。
背景技术
烟气余热是一种低品位能源，约占燃料热量的4-8％；因其难以利用而被排入大气环境，形成巨大浪费。烟气中水蒸气开始凝结的温度称为水露点，燃用固体燃料的烟气水露点一般为45-54℃。对烟气余热进行回收利用时，管壁温度往往低于水露点。此时烟气中的水蒸气与硫酸蒸汽开始结露，而凝结的水膜会与烟气中的SO2与HCl结合形成酸性溶液。壁温在水露点附近时低温腐蚀最为严重，因此烟气余热换热器往往会在短时间内被腐蚀穿管，造成设备损坏而被迫停炉。
为使烟气余热回收换热设备能够长时间稳定运行，可使用2205不锈钢管换热器、氟塑料管换热器以及氟塑料膜钢管换热器。2205不锈钢材料相较于304不锈钢材料，防腐能力提高，但是仍无法抵抗低温烟气冷凝溶液的强烈腐蚀，较短时间内还是会发生腐蚀穿管现象。氟塑料管虽然具有极强的防腐蚀能力，但是刚度较差，容易抖动变形，威胁换热器的安全运行。同时，氟塑料的导热系数相较于不锈钢材料存在数量级上的差距，氟塑料管换热器热阻较大，降低了换热器的换热效率。在2205不锈钢材料上覆盖氟塑料形成氟塑料膜，不仅使换热表面具备了较好的腐蚀能力，而且增加了换热管的刚度。因此，氟塑料覆膜钢管换热器解决了低温腐蚀的问题。然而，氟塑料膜的致密性不够，氯离子能够通过分子间隙渗透至内层不锈钢表面，对换热管造成氯腐蚀。经过一定时间的运行后，氟塑料覆膜钢管表面出现点蚀，破坏表面钝化保护膜后导致整体换热管发生严重的氧化腐蚀，最终发生穿管事故。
烟气在冷凝器内的换热过程属于含不凝性气体的蒸汽冷凝，是冷凝器的主要热阻来源。所以重点考虑通过降低烟气侧热阻来提高冷凝器的换热性能。烟气侧热阻来源于不凝性气膜层和冷凝液膜层。因此，减薄并抑制液膜层可以进一步提高冷凝器的换热性能。另一方面，烟气中带有一定量的飞灰，会在换热管壁上形成积灰，降低换热器的换热能力并增加流动阻力。因此，烟气余热回收换热设备往往需要配套吹灰装置。这不仅增加了系统的复杂性，增加系统故障损坏发生率；而且会增加系统的投资成本，并且造成额外的能源消耗，增加运行维护费用。
综合上述分析，当前烟气余热回收换热设备存在不同程度的技术缺陷，主要包括：2205不锈钢管换热器防腐蚀能力差，氟塑料管换热器容易抖动变形且热阻较大，氟塑料膜钢管换热器无法防止氯离子的渗透而发生氯腐蚀，同时氟塑料膜钢管换热器的生产成本较高。此外，上述换热设备均不具备自清洁功能，积灰清理造成系统故障和成本的增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种具有防止低温腐蚀与氯腐蚀、覆膜紧密、不易抖动变形、积灰自清洁、成本低廉以及热阻较小等特点的低温烟气换热设备。
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型所涉及的一种水滴形双膜防腐换热设备，包括设置有冷却水进水孔的进口集箱、设置有冷却水出水孔的出口集箱，出口集箱与所述进口集箱间设有若干一端连接进口集箱、另一端连接出口集箱的双膜防腐换热管，所述双膜防腐换热管由若干相互平行设置的基管以及串接在相邻两基管间的蛇形接头组成，所述基管外设有无机防腐涂层，无机防腐涂层外设有氟塑料膜层；所述氟塑料膜层的外轮廓呈倒置的水滴形状。
本实用新型进一步设置为：所述蛇形接头上包覆有保温棉。
本实用新型进一步设置为：所述无机防腐涂层与基管间设有设在基管上的喷砂层。
本实用新型进一步设置为：所述冷却水进水孔和冷却水出水孔均呈圆形。
本实用新型进一步设置为：所述无机防腐涂层的厚度为0.3mm。
本实用新型进一步设置为：所述氟塑料膜层的厚度为0.3mm。
本实用新型进一步设置为：所述基管为304不锈钢材料。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1.本发明采用了304不锈钢基管，避免了昂贵不锈钢材料的消耗，使得低温烟气换热器成本降低。
2.本方案采用了致密的无机防腐涂层，有效防止了氯离子的渗透腐蚀。
3.本方案使用了厚度较薄的氟塑料膜层，控制了换热管热阻的大幅增加，同时使得换热管表面具备良好的低温腐蚀抵抗能力。
4.本发明使用的水滴形氟塑料膜层可促进凝结液的快速排泄，抑制管壁上液膜的成长，提高换热器换热性能；同时，冷凝液快速排泄有助于清理管壁上黏附的烟气飞灰，形成自清洁功能。
5.本方案以不锈钢材料为基管，具有较强的刚度，不容易发生抖动变形。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是图1中A-A的截面示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型专利要求的限制。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。
下面结合附图和优选实施例对本实用新型进一步说明。
实施例1
参见图1和图2所示，本实施例所涉及的一种水滴形双膜防腐换热设备，包括设置有冷却水进水孔3的进口集箱2、设置有冷却水出水孔5的出口集箱4，出口集箱4与所述进口集箱2间设有若干一端连接进口集箱、另一端连接出口集箱的双膜防腐换热管1，所述双膜防腐换热管1由若干相互平行设置的基管7以及串接在相邻两基管7间的蛇形接头6组成，所述基管7外设有无机防腐涂层8，无机防腐涂层8外设有氟塑料膜层9；所述氟塑料膜层9的外轮廓呈倒置的水滴形状。
进一步的，所述蛇形接头6上包覆有保温棉(图中未示出)。
进一步的，所述无机防腐涂层8与基管7间设有设在基管上的喷砂层。
进一步的，所述冷却水进水孔3和冷却水出水孔5均呈圆形。
进一步的，所述无机防腐涂层8的厚度为0.3mm。
进一步的，所述氟塑料膜层9的厚度为0.3mm。
进一步的，所述基管7为304不锈钢材料。
在本实施方案中，所述双膜防腐换热设备包括双膜防腐换热管1、进口集箱2、冷却水进水孔3、出口集箱4、冷却水出水孔5和蛇形接头6。在运行过程，冷却水从进口集箱下方的圆形进水孔流入。然后均匀地分成多股水路进入并联的双膜防腐换热管1，再经蛇形接头6实现流向的转变，如此交替冷却水形成蛇形流动。烟气从双膜防腐换热管1外侧垂直流过，与冷却水呈逆流流动。此时，烟气与冷却水发生间壁换热，吸热后的冷却水汇集于出口集箱4，并从上方冷却水出水孔5流出。
本方案的双膜防腐换热管1，由304不锈钢作为基管7，在此基础喷涂致密的无机防腐涂层8作为内膜，再在无机防腐涂层8外通过注塑工艺覆盖氟塑料膜9形成外膜。首先，氟塑料膜9能够有效防止低温烟气冷凝形成的硫酸溶液对换热管的腐蚀。然而，氟塑料膜分子间距较大，不够致密，导致氯离子能够渗透到无机防腐涂层8。此时，若无无机防腐涂层8，304不锈钢基管将承受氯腐蚀，破坏表面钝化保护膜后导致整体换热管发生严重的氧化腐蚀，最终发生穿管事故。喷涂无机防腐涂层8后，有效防止了氯离子对304不锈钢基管的腐蚀作用。套管的水滴形外形可促进凝结液的快速排泄，抑制管壁上液膜的成长，从而降低热阻提高冷凝器的换热性能。同时，冷凝液的快速排泄有助于清理管壁上黏附的烟气飞灰，形成自清洁功能，缓解积灰的形成。无机防腐涂料的导热系数较高，而且氟塑料膜厚度较薄，因此换热管热阻增加较小，换热性能良好。双膜防腐换热设备主体为不锈钢结构，因此具有良好的刚度，不易在运行过程中因烟气冲刷而发生振动变形。在内外双膜的保护作用下，基管材料选择为价格较低的304不锈钢材料，显著降低了低温烟气换热设备的生产成本。
鉴于双膜防腐换热设备的工作特点，本装置除适用燃煤烟气外，还广泛适用于高飞灰含量的生物质烟气以及含湿含硫较高的污泥掺烧烟气。
如无特殊说明，本实用新型中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于实际所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本实用新型中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合实施例，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，本实用新型中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种水滴形双膜防腐换热设备，包括设置有冷却水进水孔的进口集箱、设置有冷却水出水孔的出口集箱，出口集箱与所述进口集箱间设有若干一端连接进口集箱、另一端连接出口集箱的双膜防腐换热管，其特征在于：所述双膜防腐换热管由若干相互平行设置的基管以及串接在相邻两基管间的蛇形接头组成，所述基管外设有无机防腐涂层，无机防腐涂层外设有氟塑料膜层；所述氟塑料膜层的外轮廓呈倒置的水滴形状。
2.根据权利要求1所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述蛇形接头上包覆有保温棉。
3.根据权利要求1或2所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述无机防腐涂层与基管间设有设在基管上的喷砂层。
4.根据权利要求3所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述冷却水进水孔和冷却水出水孔均呈圆形。
5.根据权利要求1所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述无机防腐涂层的厚度为0.3mm。
6.根据权利要求1所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述氟塑料膜层的厚度为0.3mm。
7.根据权利要求1所述的水滴形双膜防腐换热设备，其特征在于：所述基管为304不锈钢材料。
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