一种扰流翅片的制作方法

1.本实用新型属于焦炉荒煤气余热回收领域，特别涉及一种扰流翅片。


背景技术：

2.焦炉荒煤气余热回收过程中，在荒煤气温度在550～800℃之间，荒煤气中含80～120g/nm3焦油汽，荒煤气接触到温度较低的换热界面时，荒煤气中的气态焦油会凝出在换热界面，壁温300℃以下极易凝结，壁温300℃至450℃时有少量凝出；壁面焦油滴遇到高温荒煤气时，焦油又发生热解和热缩合反应重新汽化，生成石墨，荒煤气温度越高，石墨的沉积量越大。换热器内壁面的石墨沉积不但降低换热器换热效率，还影响到焦化炉的生产安全。
3.焦炉荒煤气余热回收过程中，荒煤气中的焦油气在换热器壁面结焦，造成换热器换热能力下降，甚至堵塞通道，为解决这个问题，现大多采用无内翅片光滑壁面的换热器来回收荒煤气热量，这样在定期对换热器壁面进行人工清理结焦物，费时费力；同时由于换热器内壁换热系数低，换热面积小，单个换热器每小时回收的热量过低，就需要设置更高高度的换热器来实现换热，由此就会导致换热器的制造、安装成本高昂。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供了一种扰流翅片。
5.本实用新型提供的技术方案为：
6.一种扰流翅片，包括上升管，所述扰流翅片纵向焊接在上升管的内壁上，若干组所述的扰流翅片均匀布置在上升管的内壁上，所述扰流翅片上设有若干个倒钩形状的扰流口，所述扰流口按一定间距分布在扰流翅片上，所述扰流翅片的厚度δ不小于扰流翅片宽度b的1/10，所述扰流口的开口深度c不小于扰流翅片宽度b的1/2。
7.优选的，所述扰流口的开口上边线与扰流翅片竖直边线夹角α为20
°‑
80
°
，所述扰流口的开口下边线和扰流翅片竖直边线夹角β为145～170
°
，所述扰流口的开口长度l为1.5-3倍扰流翅片宽度b。
8.优选的，所述扰流口在扰流翅片上的间距h为2-5倍扰流口开口长度l。
9.本实用新型具有如下优点和有益效果：
10.一、本实用新型的扰流翅片，相比普通翅片，通过在扰流翅片的内壁上设置有倒钩形状的扰流口，并对扰流翅片的厚度、扰流翅片宽度b以及扰流口的开口深度c等参数进行设计，使得扰流翅片能将荒煤气与壁面换热系数提高10％，从而提高壁面温度，解决了换热器的壁面低温问题，避免了由于壁面温度低，导致壁面结焦严重的问题。
11.二、本实用新型的扰流翅片，通过提高荒煤气与壁面换热系数，从而提升了换热效率，使得可以能够采用更少的换热器就能实现换热要求。即在保证给定换热器进出口温度时，采用扰流翅片能大大降低换热器的高度，减少换热器的制造和安装成本。
附图说明
12.图1为本实用新型提供的扰流翅片的扰流原理图；
13.图2为本实用新型提供的扰流翅片的结构示意图；
14.图3为图2中的局部放大图a；
15.图标：1-上升管，2-扰流翅片，21-扰流口，3-烟气流动轨迹线。
具体实施方式
16.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
17.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
18.实施例
19.如图1～图3所示，一种扰流翅片，包括上升管1，扰流翅片2纵向焊接在上升管1的内壁上，若干组扰流翅片2均匀布置在上升管1的内壁上，扰流翅片2上设有若干个倒钩形状的扰流口21，纵向设置的扰流翅片2和倒钩形状的扰流口21不容易积灰，进一步提高了壁面温度，提高了换热效率。扰流口21按一定间距分布在扰流翅片2上，扰流翅片2的厚度δ不小于扰流翅片2宽度b的1/10，扰流口21的开口深度c不小于扰流翅片2宽度b的1/2。
20.进一步的，扰流口21的开口上边线与扰流翅片2竖直边线夹角α为20
°‑
80
°
，扰流口21的开口下边线和扰流翅片2竖直边线夹角β为145
°‑
170
°
，扰流口21的开口长度l为1.5-3倍扰流翅片2宽度b。
21.进一步的，扰流口21在扰流翅片2上的间距h为2-5倍扰流口21开口长度l。
22.工作原理：
23.如图2所示，高温荒煤气从换热器的上升管1的底部进入，通过对流将热量传递给换热器上升管1的内壁面以及内壁的扰流翅片2，再通过上升管1内壁将热量传给换热介质，完成整个传热过程，换热后的荒煤气从换热器上升管1的上方排放到大气中(如图2中的箭头所示即为荒煤气烟气的流动方向)。换热器上升管1的内壁采用倒钩形的扰流翅片2，能够提高换热系数，提高换热效率，从而提高换热器的壁面温度，减少壁面结焦，缩小换热器尺寸，降低换热器的制造和安装成本。扰流翅片2纵向设置，保持合理间距，必要时可人工清理。
24.荒煤气与壁面对流换热过程中，壁面温度twi表达式如下：
25.twi＝tfi-ф/(a
×
hi)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
26.一般情况下，荒煤气进入换热器温度为800℃，与换热器换热后温度为520℃，因此荒煤气与换热器的换热量ф确定，荒煤气平均温度tfi也已确定，公式(1)中，增大荒煤气与壁面换热系数hi及内表面积a，可以提高内壁面平均温度twi。
27.而增加换热系数可以通过在换热器内壁面设置扰流翅片2来实现，扰流翅片2工作原理如下：如图1所示，荒煤气由下往上流动，在扰流口21区域形成低压区，周边荒煤气向扰
流口21处迁移，并被扰流口21上部的倒钩面导流流向两侧的壁面，烟气的流动轨迹如图1中的烟气流动轨迹线3所示，使得靠近扰流翅片2顶端的高温荒煤气与靠近壁面的经过换热的温度较低的荒煤气混合、扰动，从而提高壁面换热对流换热系数。为了产生较好的扰流效果，需要扰流翅片2有一定厚度，扰流翅片2厚度δ不小于扰流翅片2宽度的1/10，扰流口21的开口深度不少于扰流翅片2宽度b的1/2。
28.本实用新型设计的扰流翅片2，相比普通翅片，扰流翅片2能将荒煤气与壁面换热系数提高10％，从而提高了壁面温度，从而避免了荒煤气接触到温度较低的换热界面时，荒煤气中的焦油气在换热器壁面结焦，造成换热器换热能力下降，甚至堵塞通道的问题(壁温300℃以下极易凝结，壁温300℃至450℃时有少量凝出)。
29.现有技术中，大多采用无内翅片光滑壁面的换热器来回收荒煤气热量，这样在定期对换热器壁面进行人工清理结焦物，费时费力，同时换热器内壁换热系数低，换热面积小，假设单个换热器每小时回收100kg低压蒸汽，那么换热器需要设置到5-6米高，换热器的制造、安装成本高昂。本实用新型的扰流翅片2的设计，在保证换热效果的前提下，只需要设置更矮的换热器高度就能实现换热效果，从而降低了换热器的高度，减少了换热器制造、安装的成本。
30.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。