本發(fā)明涉及預(yù)熱器領(lǐng)域,特別是涉及具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器。
背景技術(shù):
在冶金、電力等行業(yè)有很多熱風(fēng)爐、加熱爐、燃燒爐、鍋爐產(chǎn)生大量的煙氣,煙氣溫度還比較高,如果直接將煙氣排放掉就會浪費(fèi)大量的熱量,為了回收煙氣里的熱量,一般就地使用預(yù)熱器將煙氣里的熱量轉(zhuǎn)移到這些爐燃燒所需要的空氣、煤氣上,空氣、煤氣預(yù)熱后溫度升高,燃燒溫度也隨之提高,這樣就能節(jié)省燃料,降低生產(chǎn)成本。
現(xiàn)有的一種板式空氣、煤氣預(yù)熱器專用的矩形接口波紋補(bǔ)償器,其結(jié)構(gòu)包括四段直邊波紋和端部分別連接兩兩直邊波紋端部的四段圓弧波紋,構(gòu)成框狀結(jié)構(gòu),直邊波紋和圓弧波紋的截?cái)嗝鏋椴y狀,其安裝時框狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別為接口分別與預(yù)熱器的框架和換熱片焊接。
預(yù)熱器使用時設(shè)備內(nèi)溫度變化幅度較大,需要使用補(bǔ)償器來補(bǔ)償換熱片和殼體的膨脹量差值,由于換熱介質(zhì)溫度范圍大、腐蝕性以及現(xiàn)有補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺點(diǎn),還有現(xiàn)有的補(bǔ)償器的使用未采取保護(hù)措施,在使用中有一些現(xiàn)有補(bǔ)償器過早地出現(xiàn)開裂、腐蝕現(xiàn)象、補(bǔ)償器使用壽命短。
現(xiàn)有補(bǔ)償器拼裝時對接尺寸誤差大,焊接應(yīng)力大,由于現(xiàn)有補(bǔ)償器的圓弧波紋的制作是直邊波紋再進(jìn)行彎曲而成型,圓弧波紋和直邊波紋對接誤差高達(dá)2-5mm,造成對接誤差大,焊接難度大,焊縫厚,焊縫承受應(yīng)力過大,補(bǔ)償性能不好。圓弧波紋成型伸縮過度,易開裂。圓弧波紋內(nèi)側(cè)彎曲半徑100mm,彎曲曲率過大,導(dǎo)致材料減薄過大、應(yīng)力過大易開裂,直邊波紋波距偏小,焊接空間不足,影響焊接質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器,其有效改善了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,延長了補(bǔ)償器的使用壽命。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器,包括框架、設(shè)置在框架內(nèi)的換熱單元及分別連接框架與換熱單元的補(bǔ)償器,還包括用于遮擋住補(bǔ)償器減少熱傳遞和物質(zhì)接觸的不銹鋼保護(hù)板。
所述補(bǔ)償器包括四段直邊波紋和四段圓弧波紋,直邊波紋和圓弧波紋的截?cái)嗝鏋椴y狀,所述圓弧波紋的兩端分別還延伸有直邊段,所述圓弧波紋通過直邊段分別與直邊波紋端部相連接,構(gòu)成框狀結(jié)構(gòu),框狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別為接口,所述框架上設(shè)有連接件,其安裝時兩接口分別與連接件和換熱單元連接,所述不銹鋼保護(hù)板構(gòu)成與補(bǔ)償器相應(yīng)的框狀結(jié)構(gòu)。
所述換熱單元上設(shè)有供與補(bǔ)償器的接口連接的過渡板。
所述換熱單元包括具有換熱氣體進(jìn)口的低溫?fù)Q熱單元和具有換熱氣體出口的高溫?fù)Q熱單元,所述低溫?fù)Q熱單元和高溫?fù)Q熱單元與框架之間分別在向外的一側(cè)通過所述補(bǔ)償器連接,所述高溫?fù)Q熱單元連接補(bǔ)償器的一側(cè)為熱源氣體進(jìn)口,所述高溫?fù)Q熱單元連接的補(bǔ)償器的不銹鋼保護(hù)板設(shè)置在補(bǔ)償器框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)則面,所述低溫?fù)Q熱單元連接補(bǔ)償器的一側(cè)為熱源氣體出口,所述低溫?fù)Q熱單元連接的補(bǔ)償器的不銹鋼保護(hù)板設(shè)置在補(bǔ)償器框狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)面。
連接在補(bǔ)償器框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)則面的不銹鋼保護(hù)板的一側(cè)邊沿通過可拆裝的方式連接在框架上設(shè)有供與補(bǔ)償器連接的連接件上,其另一側(cè)邊靠近換熱單元與補(bǔ)償器接口的連接處但不與換熱單元固定連接;連接另一補(bǔ)償器框狀結(jié)構(gòu)外側(cè)面的不銹鋼保護(hù)板的一側(cè)邊沿固定連接在換熱單元與補(bǔ)償器連接處的換熱單元上,其另一側(cè)邊沿靠近框架但不與框架固定連接。
所述不銹鋼保護(hù)板與連接件通過可拆裝的方式連接具體為所述連接件上分布固定設(shè)有螺桿,所述不銹鋼保護(hù)板上對應(yīng)各螺桿開設(shè)有通孔,安裝時通過螺桿穿過通孔螺合上螺母鎖固住。
所述不銹鋼保護(hù)板固定連接在換熱單元上的方式采用斷焊固定連接。
通過采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明的有益效果是:通過設(shè)置不銹鋼保護(hù)板來減少熱源氣體的熱量傳遞到補(bǔ)償器上,及通過不銹鋼保護(hù)板來阻隔熱源氣體中的腐蝕性物質(zhì)與補(bǔ)償器接觸,從而來達(dá)到對補(bǔ)償器的保護(hù),上述補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)其圓弧波紋增加了與直邊波紋相應(yīng)的直邊段,直邊波紋和圓弧彎波紋可以實(shí)現(xiàn)精確對接,提高焊接質(zhì)量,便于焊接操作,補(bǔ)償器生產(chǎn)制作時,其波紋的波距可擴(kuò)大便于焊接操作,增大波高可減小補(bǔ)償器受壓時的內(nèi)部應(yīng)力,增大圓弧波紋的彎曲半徑,降低彎曲率降低彎波紋成型的變形程度(波高/彎曲半徑比值),減小成型應(yīng)力。
在熱源氣體進(jìn)口的補(bǔ)償器其框狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)置一層不銹鋼保護(hù)板,該不銹鋼保護(hù)板與補(bǔ)償器之間的間隙里熱源氣體量小,又幾乎靜止,傳熱量很小,因而補(bǔ)償器內(nèi)側(cè)溫度接近外側(cè)的煤氣溫度,不銹鋼的屈服強(qiáng)度較高,因此補(bǔ)償器不易損壞。熱源氣體出口補(bǔ)償器的外側(cè)設(shè)置一層不銹鋼保護(hù)板,該不銹鋼保護(hù)板與補(bǔ)償器之間的間隙里冷介質(zhì)量小,又幾乎靜止,傳熱量很小,還可以擋住絕大多數(shù)具有腐蝕性的小液滴,因而補(bǔ)償器外側(cè)溫度接近內(nèi)側(cè)的煙氣溫度時外側(cè)表面不會結(jié)露,外側(cè)表面又不會接觸腐蝕濕氣,避免了腐蝕損壞,外側(cè)即使少量濕氣進(jìn)入不銹鋼保護(hù)板和補(bǔ)償器之間也會被烘干。
附圖說明
圖1是本發(fā)明涉及的一種具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2圖1中a-a向的剖面圖。
圖3圖1中b-b向的剖面圖。
圖4和圖5是本發(fā)明涉及的一種具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器中補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:
框架1;連接件11;
換熱單元2;低溫?fù)Q熱單元21;換熱氣體進(jìn)口211;熱源氣體出口212;
高溫?fù)Q熱單元22;換熱氣體出口221;熱源氣體進(jìn)口222;
換熱片通道23;端板24;
補(bǔ)償器3;直邊波紋31;圓弧波紋32;直邊段321;
接口33;過渡板34;不銹鋼保護(hù)板4。
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案,下面通過一種具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。
本實(shí)施例公開的一種具補(bǔ)償器保護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器,具體為板式空氣、煤氣預(yù)熱器,如圖1-圖5所示,包括框架1、設(shè)置在框架1內(nèi)的換熱單元2及分別連接框架1與換熱單元2不銹鋼材質(zhì)的補(bǔ)償器3,所述換熱單元2通常由多個換熱片通道23組合構(gòu)成,多個換熱片通道23側(cè)邊通過端板24連接在一起,換熱單元2與框架1和換熱單元2連接是連接在端板24上,本發(fā)明與現(xiàn)有預(yù)熱器的不同之處在與,還包括有用于遮擋住補(bǔ)償器3減少熱傳遞和物質(zhì)接觸的不銹鋼保護(hù)板4。圖中,所述換熱單元2包括具有換熱氣體進(jìn)口211的低溫?fù)Q熱單元21和具有換熱氣體出口221的高溫?fù)Q熱單元22,所述低溫?fù)Q熱單元21和高溫?fù)Q熱單元22與框架1之間分別在向外的一側(cè)通過所述補(bǔ)償器3連接,如圖1中所示的在圖中的左右兩側(cè),所述高溫?fù)Q熱單元22連接補(bǔ)償器3的一側(cè)為熱源氣體進(jìn)口222,該側(cè)的不銹鋼保護(hù)板4設(shè)置在補(bǔ)償器3框狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)則面,如圖2所示,所述低溫?fù)Q熱單元21連接補(bǔ)償器3的一側(cè)為熱源氣體出口212,該側(cè)的不銹鋼保護(hù)板4設(shè)置在補(bǔ)償器3框狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)面,如圖3所示。
換熱工作氣體流向參照圖中箭頭方向結(jié)合圖示,預(yù)熱器使用時熱源氣體(即煙氣)進(jìn)口的補(bǔ)償器3其框狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)溫度通常高達(dá)300-400℃,這么高的溫度下316l等不銹鋼屈服強(qiáng)度下降明顯,在補(bǔ)償器3內(nèi)部應(yīng)力作用下容易遭到破壞。在熱源氣體進(jìn)口的補(bǔ)償器3其框狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)置一層不銹鋼保護(hù)板4,該不銹鋼保護(hù)板4與補(bǔ)償器3之間的間隙里熱源氣體量小,又幾乎靜止,傳熱量很小,因而補(bǔ)償器3內(nèi)側(cè)溫度接近外側(cè)的換熱氣體(即空氣、煤氣)溫度通常為200℃,200℃時不銹鋼的屈服強(qiáng)度等性能比300-400℃明顯要高,因此補(bǔ)償器3不易損壞。
熱源氣體(即空氣、煤氣)出口的補(bǔ)償器3其框狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)溫度約在150-210℃,外側(cè)空氣、煤氣(換熱氣體)冷介質(zhì)0-60℃。一方面低溫空氣、煤氣會導(dǎo)致補(bǔ)償器另一側(cè)140-200℃的熱源氣體有過冷結(jié)露腐蝕的可能,另一方面外側(cè)的低溫煤氣濕度大、含氯離子,在補(bǔ)償器3其框狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)表面容易形成潮濕的環(huán)境,加上補(bǔ)償器本身受壓承受的應(yīng)力,會形成一定程度上的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕。在過低的溫度導(dǎo)致熱源氣體結(jié)露、冷測潮濕的環(huán)境、內(nèi)在應(yīng)力作用下補(bǔ)償器容易腐蝕開裂。在熱源氣體出口補(bǔ)償器3的外側(cè)設(shè)置一層不銹鋼保護(hù)板7。該不銹鋼保護(hù)板7與補(bǔ)償器3之間的間隙里冷介質(zhì)量小,又幾乎靜止,傳熱量很小,還可以擋住煤氣中絕大多數(shù)具有腐蝕性的小液滴,因而補(bǔ)償器外側(cè)溫度接近內(nèi)側(cè)的煙氣溫度140-200℃。140-200℃時外側(cè)表面不會結(jié)露,外側(cè)表面又不會接觸腐蝕濕氣,避免了腐蝕損壞,外側(cè)即使少量濕氣進(jìn)入不銹鋼保護(hù)板7和補(bǔ)償器3之間也會因?yàn)?40-200℃的環(huán)境而烘干。因此,在增設(shè)了不銹鋼保護(hù)板4后,可有效的保護(hù)了補(bǔ)償器3的,延長其使用壽命。
本實(shí)施例,進(jìn)一步,如圖4所示,所述補(bǔ)償器3包括四段直邊波紋31和四段圓弧波紋32,直邊波紋31和圓弧波紋32的截?cái)嗝鏋椴y狀,如圖5所示,所述圓弧波紋32的兩端分別還延伸有直邊段321,所述圓弧波紋32通過直邊段321分別與直邊波紋31端部相連接,構(gòu)成框狀結(jié)構(gòu),框狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別為接口33,所述框架1上設(shè)有連接件11,其安裝時兩接口33分別與連接件11和換熱單元2連接,該結(jié)構(gòu)的圓弧波紋32增加了與直邊波紋31相應(yīng)的直邊段321,直邊波紋31和圓弧彎波紋32可以實(shí)現(xiàn)精確對接,提高焊接質(zhì)量,便于焊接操作,補(bǔ)償器3生產(chǎn)制作時,其波紋的波距可擴(kuò)大便于焊接操作,增大波高可減小補(bǔ)償器受壓時的內(nèi)部應(yīng)力,增大圓弧波紋的彎曲半徑,降低彎曲率降低彎波紋成型的變形程度(波高/彎曲半徑比值),減小成型應(yīng)力,具體的數(shù)值根據(jù)補(bǔ)償器3實(shí)際大小按比設(shè)置,這里不進(jìn)一步限定。補(bǔ)償器3為框狀結(jié)構(gòu),因此所述不銹鋼保護(hù)板4應(yīng)構(gòu)成與補(bǔ)償器3相應(yīng)的框狀結(jié)構(gòu),才能較好的起到遮擋保護(hù)作用。
為方便工作人員檢修、查漏及不影響補(bǔ)償器的補(bǔ)償作用效果,本實(shí)施例中所述不銹鋼保護(hù)板4的安裝可進(jìn)一步設(shè)置,連接在補(bǔ)償器3框狀結(jié)構(gòu)內(nèi)則面的不銹鋼保護(hù)板4(即在熱源氣體進(jìn)口222一側(cè)不銹鋼保護(hù)板4)的一側(cè)邊沿通過可拆裝的方式連接在框架1上設(shè)有供與補(bǔ)償器3連接的連接件11上,因?yàn)榈牟讳P鋼保護(hù)板4擋住了補(bǔ)償器3,在檢修查漏時,需拆卸掉才可露出補(bǔ)償器3,因此設(shè)置成可拆裝的結(jié)構(gòu),能夠方便操作,具體可為所述連接件11上分布固定設(shè)有螺桿,所述不銹鋼保護(hù)板4上對應(yīng)各螺桿開設(shè)有通孔,安裝時通過螺桿穿過通孔螺合上螺母鎖固住,而不銹鋼保護(hù)板4另一側(cè)邊靠近換熱單元2與補(bǔ)償器3接口的連接處但不與換熱單元2固定連接,因?yàn)闆]有固定連接,不會干擾補(bǔ)償器補(bǔ)償時的漲開形變;連接另一補(bǔ)償器框3狀結(jié)構(gòu)外側(cè)面的不銹鋼保護(hù)板4(即在熱源氣體出口212一側(cè)不銹鋼保護(hù)板4)的一側(cè)邊沿固定連接在換熱單元2與補(bǔ)償器3連接處的換熱單元2上,其另一側(cè)邊沿靠近框架1但不與框架1固定連接,由于不銹鋼保護(hù)板4沒有擋住補(bǔ)償器3不影響查漏檢修因此可不用拆除,直接固定連接設(shè)置可采用斷焊固定連接,而另一邊因?yàn)闆]有固定連接,不會干擾補(bǔ)償器補(bǔ)償時的漲開形變。
進(jìn)一步,所述換熱單元2上設(shè)有供與補(bǔ)償器3的接口33連接的過渡板34,如圖2和圖3該結(jié)構(gòu)用于換熱片與補(bǔ)償器角接間隙大時過渡焊接,當(dāng)然如果間隙小時可直接焊接而不用增設(shè)過渡板34。
上述結(jié)構(gòu)的預(yù)熱器逐步使用于高爐熱風(fēng)爐空氣、煤氣預(yù)熱系統(tǒng),鍋爐發(fā)電煤氣加熱系統(tǒng)等領(lǐng)域。以后計(jì)劃應(yīng)用于煤化工、石化、化工等領(lǐng)域的板式預(yù)熱器補(bǔ)償領(lǐng)域。
上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣,任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾,皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。