專利名稱：板式空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空氣預(yù)熱器，特別涉及一種板式空氣預(yù)熱器，屬于 煉油、化工、鋼鐵、冶金、電力工業(yè)中高溫?zé)煔庥酂峄厥諘r(shí)使用的一種具有 節(jié)能降耗作用的環(huán)保設(shè)備。
背景技術(shù)：
空氣預(yù)熱器是一種對(duì)轉(zhuǎn)化爐、裂解爐、加熱爐、鋼鐵工業(yè)的煉鋼爐、廢 氣催化焚燒爐、熱風(fēng)爐等產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c燃燒所用冷空氣進(jìn)行換熱的設(shè) 備，其作用是使高溫?zé)煔饫鋮s，減少有害氣體排放，提高燃燒空氣溫度，降 低能源消耗，是一種煉油、化工、鋼鐵、冶金、電力工業(yè)等行業(yè)經(jīng)常使用的 節(jié)能、環(huán)保設(shè)備。
現(xiàn)有空氣預(yù)熱器按結(jié)構(gòu)形式可分為下列幾種列管式空氣預(yù)熱器、熱管 式空氣預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器、波故板式空氣預(yù)熱器等，這些類型的空 氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如
列管式空氣預(yù)熱器列管式空氣預(yù)熱器在工業(yè)上曾得到廣泛的應(yīng)用，但 由于傳熱效率低、質(zhì)量大、造價(jià)昂貴以及體積龐大，在工業(yè)中應(yīng)用越來越 少。目前，僅有少數(shù)用螺旋槽管、搪瓷鋼管及翅片管等具用強(qiáng)化傳熱或特殊 抗腐蝕性能的傳熱元件制成的空氣預(yù)熱器仍在應(yīng)用。
熱管式空氣預(yù)熱器熱管式空氣預(yù)熱器是目前國內(nèi)應(yīng)用最多的一種預(yù)熱 器，由于存在熱媒損失、放氣等因素，熱管會(huì)因真空度下降而失效。若使用 溫度過高，就必須釆用價(jià)格較昂貴的工質(zhì)和高溫材料熱管，導(dǎo)致設(shè)備造價(jià)過 高，并容易出現(xiàn)爆管，嚴(yán)重制約了設(shè)備的使用壽命。同時(shí)，由于熱管失效較 難判定，維修成本高，檢修周期長，間接地造成更大經(jīng)濟(jì)損失。而加有翅片的熱管式空氣換熱器也會(huì)由于熱管排列數(shù)不能過大，翅片積灰不易清除，不 但降低換熱效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生堵塞，影響正常生產(chǎn)。
回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器作為電廠大型機(jī)組配套的主流產(chǎn) 品，目前仍是電力行業(yè)大容量機(jī)組采用的主要形式?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的蓄 熱元件被緊密地放置在扇形隔倉內(nèi)，交替循環(huán)與煙氣和空氣進(jìn)行換熱，但回 轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器耗電、漏風(fēng)、積灰結(jié)焦及低溫腐蝕等問題仍然比較嚴(yán)重，因 此在新建裝置中已經(jīng)不再選用。
波紋板式空氣預(yù)熱器波紋板式空氣預(yù)熱器是采用沖壓成形的波紋板全 焊接而成，目前在用的都是單程強(qiáng)制換熱，熱效率高，占地面積小，節(jié)約鋼 材，泄漏率在3%左右。存在的缺點(diǎn)是波紋板在沖壓成形過程中會(huì)造成平板厚 度減薄，使用壽命縮短，壓制的波紋提高了換熱效率，但造成氣流阻力增 加，露點(diǎn)腐蝕和積灰情況嚴(yán)重，影響設(shè)備長期運(yùn)行，積灰后換熱效率急劇下 降、使用壽命縮短，單程換熱無法調(diào)節(jié)煙氣的出口溫度，排煙溫度高，浪費(fèi) 能源。
隨著資源緊缺的矛盾日益突出，國內(nèi)外鋼45L石油工業(yè)對(duì)裝置節(jié)能增 效，包括工藝技術(shù)選擇、設(shè)備選型和能量回收等都提出了越來越嚴(yán)格的要 求。如何充分利用煙氣中所含熱量，降低能源消耗、提高生產(chǎn)效率就成為本 實(shí)用新型要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型旨在提供一種能有效回收、利 用鋼鐵、石油行業(yè)中所產(chǎn)生煙氣中含有的熱量，P爭(zhēng)低能源消耗、減少環(huán)境污 染、提高能量回收效率的板式空氣預(yù)熱器。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種板式空氣預(yù)熱器，包括吹灰器，還包括高溫段換熱器和低溫段換熱器，高溫段換熱器和低溫段換熱器上均勻分布著多條相對(duì)獨(dú)立的平行狀煙氣 通道和空氣通道，高溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道與低溫段換熱器上 的煙氣通道和空氣通道分別對(duì)應(yīng)連通，吹灰器放置在高溫段換熱器和低溫段 換熱器之間的煙氣通道上或者在低溫段換熱器煙氣通道的末端。由于換熱器 自身結(jié)構(gòu)龐大并安裝在位置較高的各種高溫?zé)煔馀欧殴艿郎?，維修和更換都 很困難。已往，管式結(jié)構(gòu)的換熱器在長期使用過程中必須定期整體更換，更 換工作量大，施工周期長。而分體結(jié)構(gòu)的換熱器則可將換熱器易損壞的情況 從高溫段換熱器上規(guī)避，使體積較小、成本較低的低溫段換熱器擔(dān)負(fù)起主要 的損耗、更換和維修任務(wù)，以較小代價(jià)獲得整體換熱器的長期使用價(jià)值。為 保證在高粉塵行業(yè)中順利使用，位于高溫段換熱器和低溫段換熱器之間煙氣 通道上的吹灰器或者位于低溫段換熱器煙氣通道末端的吹灰器還可對(duì)煙氣通 道進(jìn)行清潔，以避免粉塵以及各種雜質(zhì)、顆粒的長期積累，保證換熱正常進(jìn) 行。
所述高溫段換熱器和低溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道相互交錯(cuò)并 互相垂直。這樣可以最大限度的增加熱交換的面積，提高熱交換效率。而分 布在高溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道的寬度大于分布在低溫段換熱器 上煙氣通道和空氣通道的寬度，可以減緩低溫段換熱器上熱交換過程，提高 高溫段換熱器的換熱效率，減少高溫?zé)煔庠诘蜏囟螕Q熱器煙氣通道上的冷凝 過程，保證熱量順利交換的同時(shí)降低露點(diǎn)腐蝕情況發(fā)生。而少量冷凝情況的 發(fā)生也會(huì)被控制在低溫段換熱器上，體積小、重量輕的低溫段換熱器更換和 維修時(shí)更方便、更容易，保證了大型的高溫段換熱器正常、長期、安全的使 用。
為保證換熱器在一些高硫環(huán)境或低溫環(huán)境下正常使用，低溫段換熱器的 煙氣通道表面還可覆蓋有耐腐蝕層，耐腐蝕層由玻璃、陶瓷或不銹鋼材料制 成，甚至低溫段換熱器上的整個(gè)煙氣通道還可由不銹鋼、鑄鐵、玻璃、陶等耐腐蝕材料整體加工完成。
所述煙氣通道和空氣通道采用平板式通道，以提高空氣通過的流暢性， 特別是避免如波紋狀通道對(duì)熱量進(jìn)行強(qiáng)制交換時(shí)，容易積灰、結(jié)垢的情況發(fā) 生。
本實(shí)用新型所述的板式空氣預(yù)熱器的優(yōu)點(diǎn)包括
1、 流體多程換熱，可有效防止換熱板變形，最大限度地回收余熱；
2、 流體阻力小，有效避免露點(diǎn)腐蝕，單位體積內(nèi)換熱面積大，換熱效 率高，占地面積??；
3、 板式通道寬且直，不易積灰，便于清洗或吹掃，高溫段和低溫段分 開設(shè)計(jì)便于布置吹灰器，容易在其表面進(jìn)行防腐處理；
4、 分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造和維護(hù)成本低、操作維護(hù)方便、使用壽命長， 在耐高溫、耐低溫方面有更大的開發(fā)應(yīng)用潛力，在煉油、化工、鋼鐵、冶 金、電力行業(yè)的加熱爐、轉(zhuǎn)化爐上均可使用。
附困說明
圖l為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為


圖1中換熱器內(nèi)部的局部結(jié)構(gòu)示意圖3為換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖二。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述
如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型所迷的一種板式空氣預(yù)熱器，包括一個(gè)高 溫段換熱器1 、 一個(gè)低溫段換熱器2以及一個(gè)固定在高溫段換熱器1和低溫段 換熱器2煙氣通道之間的吹灰器5，高溫段換熱器1和低溫段換熱器2順序排 列，高溫?zé)煔庥缮贤峦ㄟ^高溫段換熱器1進(jìn)入到低溫段換熱器2中。高溫段換熱器1和低溫段換熱器2的內(nèi)部分別為 一個(gè)均勻的柵格狀箱體， 柵格通道間的柵格壁充當(dāng)換熱板9，換熱板9表面為平板狀，平板狀的換熱板 9表面可降低氣體流過時(shí)的阻力，提高柵格通道的通暢性。柵格狀箱體的 前、后兩端封閉，左右兩端和上下兩端相對(duì)開放，在開放的柵格通道內(nèi)垂 直、交錯(cuò)通過高溫?zé)煔夂腿紵諝?，其中，通過高溫?zé)煔獾臇鸥裢ǖ罏闊煔?通道6，通過燃燒空氣的柵格通道為空氣通道7，高溫段換熱器1和低溫段換 熱器2內(nèi)的煙氣通道6及空氣通道7分別通過煙氣連接通道3和空氣連接通道4 連通，高溫?zé)煔夂腿紵諝庠谙嗷オ?dú)立、密閉的通道間流動(dòng)并完成熱交換過 程。吹灰器5固定在高溫段換熱器1和低溫段換熱器2上煙氣通道6的連接端， 吹灰器5可將高溫?zé)煔膺M(jìn)出時(shí)在煙氣通道6內(nèi)殘留的灰塵、顆粒和凝結(jié)物吹 出，保證煙氣通道6在熱交換時(shí)面積最大化和通道的暢通。
在上述結(jié)構(gòu)的板式空氣預(yù)熱器中，分布在低溫段換熱器2中空氣通道的寬 度大于分布在高溫段換熱器1中空氣通道的寬度，這樣可使熱交換過程中不 會(huì)因?yàn)榭諝饬魉龠^快造成低溫段換熱器2上煙氣通道溫度下降太多，使煙氣 中有毒、有害氣體在低溫段換熱器2的煙氣通道上產(chǎn)生凝結(jié)形成酸性液體， 對(duì)煙氣通道壁產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕，影響低溫段換熱器2使用的安全性和可靠性。
當(dāng)然，為保證高溫段換熱器1或者低溫段換熱器2中煙氣通道6的長周 期、可靠使用，減少露點(diǎn)對(duì)其表面的腐蝕，在低溫段換熱器的煙氣通道6表 面還可覆蓋上一層耐腐蝕層，耐腐蝕層選用玻璃或陶瓷材料制成，或者^f吏用 不銹鋼、玻璃或陶資材料整體制造，這樣可有效避免冷凝過程中酸性液體對(duì) 煙氣通道壁的腐蝕。高溫段換熱器1和低溫段換熱器2中的煙氣通道為互相連 通的豎直通道，而高溫段換熱器1和低溫段換熱器2中的空氣通道也可與煙氣 通道相平行，甚至根據(jù)布置方式的不同，空氣通道也可為Z字型通道。Z字型 空氣通道的結(jié)構(gòu)排列方式如圖3所示，在高溫段換熱器和低溫段換熱器內(nèi)多 條煙氣通道6'在垂直方向上平行排列并且對(duì)應(yīng)連通，多條空氣通道7'呈Z字型分布在煙氣通道6'—側(cè)，這樣，當(dāng)燃燒空氣從低溫段換熱器的空氣通道入口 進(jìn)入后，經(jīng)Z字型空氣通道7'的引導(dǎo)和傳輸從高溫段換熱器的空氣通道出口流 出時(shí)，燃燒空氣就可以不間斷地與高溫段換熱器和低溫段換熱器內(nèi)的煙氣通 道6'進(jìn)行熱量交換，從而實(shí)現(xiàn)較高的熱交換效率。這種緊湊結(jié)構(gòu)的空氣通道 和煙氣通道相互交錯(cuò)排列后就又可形成一個(gè)整體箱式結(jié)構(gòu)的空氣預(yù)熱器，其 中所占比重較小的低溫段換熱器也可以方便的從整體空氣預(yù)熱器中拆下、更 換。
如
圖1、圖2所示，工作中，將燃燒空氣通過低溫段換熱器2上的空氣通 道入口 8分別接入，高溫?zé)煔馔ㄟ^高溫段換熱器1上的煙氣通道入口 10分別接 入。高溫?zé)煔鈴纳系较马樞虼┻^高溫段換熱器1的煙氣通道、煙氣連接通道3 和低溫段換熱器2上的煙氣通道，而燃燒空氣則從與低溫段換熱器2上煙氣通 道保持垂直的空氣通道穿過后，經(jīng)空氣連接通道4和高溫段換熱器1上的空氣 通道流出，從而實(shí)現(xiàn)了空氣通道7與相鄰煙氣通道6中高溫?zé)煔庠趽Q熱板9上 進(jìn)行兩次換熱的過程。由于燃燒空氣在經(jīng)過低溫段換熱器2和高溫段換熱器1 時(shí)都要與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱量交換，使得在低溫段換熱器2中的高溫?zé)煔鉁囟?可以降低到設(shè)計(jì)允許的溫度范圍內(nèi)。
如果燃料的硫含量發(fā)生變化，降溫后的高溫?zé)煔庠诘蜏囟螕Q熱器2中的煙 氣通道上易于發(fā)生露點(diǎn)腐蝕和積灰，雖然在低溫段換熱器2上做了相應(yīng)的結(jié) 構(gòu)調(diào)整，可以有效減少露點(diǎn)形成和腐蝕，如上述增加低溫段換熱器2空氣通 道寬度的處理，但卻不能長期避免低溫段換熱器2的露點(diǎn)腐蝕情況發(fā)生，而 分體結(jié)構(gòu)的低溫段換熱器2使換熱器后期維修和更換更方便、靈活，能有效 降低維護(hù)成本，提高空氣預(yù)熱器的使用效率。
權(quán)利要求1、一種板式空氣預(yù)熱器，包括吹灰器，其特征在于，還包括高溫段換熱器和低溫段換熱器，所述高溫段換熱器和低溫段換熱器上均勻分布著多條相對(duì)獨(dú)立的平行狀煙氣通道和空氣通道，高溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道與低溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道分別對(duì)應(yīng)連通；所述吹灰器放置在高溫段換熱器和低溫段換熱器之間的煙氣通道上或者在低溫段換熱器煙氣通道的末端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述高溫段換 熱器和低溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道相互交錯(cuò)并互相垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述換熱 通道和空氣通道由相互平行的平板構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述分布在高 溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道的寬度大于分布在低溫段換熱器上煙氣 通道和空氣通道的寬度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述低溫段換 熱器的煙氣通道表面覆蓋有耐腐蝕層。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于，所述耐腐蝕層 為玻璃、陶瓷或不銹鋼。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種板式空氣預(yù)熱器，包括吹灰器、高溫段換熱器和低溫段換熱器，高溫段換熱器和低溫段換熱器上均勻分布著多條相對(duì)獨(dú)立的平行狀煙氣通道和空氣通道，高溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道與低溫段換熱器上的煙氣通道和空氣通道分別對(duì)應(yīng)連通，吹灰器放置在高溫段換熱器和低溫段換熱器之間的煙氣通道上或者在低溫段換熱器煙氣通道的末端。其分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)維護(hù)方便、使用壽命長，板式換熱通道寬且直，不易積灰，便于清洗或吹掃，高溫段換熱效率高，低溫段可有效避免露點(diǎn)腐蝕且易于維護(hù)和更換，可廣泛適用于煉油、化工、鋼鐵、冶金、電力的加熱爐、轉(zhuǎn)化爐上。
文檔編號(hào)F23J3/00GK201382436SQ20092010652
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者高永芳 申請(qǐng)人:北京佳隆普化工設(shè)備技術(shù)有限公司