薄板铸铁板组合式空气预热器的制作方法

1.本实用新型属于换热设备技术领域，具体涉及一种薄板铸铁板组合式空气预热器。


背景技术：

2.目前，化工、石油化工及煤化工等行业加热炉余热回收系统普遍采用空气预热器来回收烟气中的余热，以达到提高加热炉热效率，降低运行成本目的。随着企业对节能减排工作的不断重视，烟气的余热回收成为节能的重要措施，而回收热能后的烟气排放温度也越来越低，烟气低温酸露腐蚀问题也日益突显。
3.实际应用中受烟气成份中硫及水含量影响，当烟气排烟温度降到一定程度时，空气预热器低温段末端不可避免地将会发生不同程度的露点腐蚀，腐蚀严重时将大大缩短空气预热器使用寿命。现有技术中空气预热器或采用一种类型的换热元件，或采用组合式换热元件，以上空气预热器均存在前述露点腐蚀问题，当烟气温度降到100℃以下时更是大大缩短空气预热器的使用寿命。现在预热器或者通过换热后烟气温度在露点温度以上来防止腐蚀，同样也降低了加热炉整体热效率。或者研发腐蚀率低的材料如玻璃管、石墨管、搪瓷管等，但是设备成本、运行成本、换热效率等均达不到理想效果。所以提高加热炉热效率，降低排放烟气温度到100℃以下，克服烟气低温腐蚀问题，延长设备使用寿命，保持最优的运行成本，最大程度回收烟气余热是必不可少的环节。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种薄板铸铁板组合式空气预热器，提高加热炉热效率，降低排放烟气温度到100℃以下，克服烟气低温腐蚀问题，延长设备使用寿命，保持最优的运行成本。
5.本实用新型涉及一种薄板铸铁板组合式空气预热器，包括薄板式换热器，薄板式换热器的顶部设有烟气进口，薄板式换热器上部设有空气出口，薄板式换热器底部连接有铸铁板式换热器，铸铁板式换热器的底部设有烟气出口，铸铁板式换热器的下端一侧设有空气进口，薄板式换热器包括金属板式的换热芯体一和壳体框架一，换热芯体一上设有互不相通的烟气流道一和空气流道一，铸铁板式换热器包括铸铁板式的换热芯体二和壳体框架二，换热芯体二上设有互不相通的烟气流道二和空气流道二，烟气流道一连通烟气流道二，壳体框架一和壳体框架二上设有连通空气流道一与空气流道二的跨接风道。
6.优选的，金属板式换热芯体一由1mm-2mm厚的金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板两两组对而成，金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板为矩形板片或多边形板片。芯体矩形板芯体中气体错流换热或者逆流换热，多边形板芯体中气体逆流换热。
7.优选的，壳体框架二内侧设有耐低温腐蚀的浇注料衬里或防腐涂料层。起到耐低温腐蚀保护作用。
8.优选的，矩形板片或多边形板片上均沿长度方向上设有多排长条状的凸筋，每排
凸筋设有多个，相邻的两排凸筋之间设有一排梯形台鼓包，梯形台鼓包为一梯形台凹向鼓包、一梯形台凸向鼓包交替成列排布，多边形板片的上下两端设有导流凸起。凸筋方向平行于烟气流向，有利于导流，减小压降。梯形台鼓包在板片组装后，梯形台鼓包对鼓包的结构，有利于芯体支撑及定位。
9.优选的，金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板为碳钢薄板、nd钢薄板或不锈钢薄板。
10.优选的，换热芯体二是由双面带翅片铸铁板组成，铸铁板是矩形板，铸铁板有基板、上翅片、下翅片组成，基板对应边翻折，铸铁板之间接触面上铺设密封垫片，铸铁板之间形成相互垂直的通道分别走空气、烟气，上下翅片的方向分别与烟气空气走向平行，交错成列分布。铸铁板之间接触面上铺设密封垫片防止烟气、空气泄露。
11.优选的，密封垫片是陶瓷纤维纸。各部件之间采用密封连接，所述密封连接为各部件端部采用法兰结构连接，所述法兰密封面外沿周圈密封焊接，做双层保障。矩形板换热芯体一中气体错流换热或者逆流换热，多边形板换热芯体一中气体逆流换热。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
13.1、本实用新型采用金属薄板式换热器与铸铁板式换热器的组合形式，通过模块化组装，薄板式换热器即空气预热器的高温段，薄板换热器底端连接有铸铁板式换热器，铸铁板式换热器是空气预热器的低温段，本实用新型具有结构简单、造价低、换热效率高、占用空间小等优点，并解决了烟气降到100℃以下的低温段露点腐蚀的问题，且换热器换热效率大幅提高，烟气温度可以控制的更低，减少了温度损失，提高了能源转换效果，减少了能源浪费。
14.2、本实用新型在烟气流经的高温段段采用了1～2mmd的金属薄板，金属薄板是平板或者压型成型的波纹薄板，可以同时考虑压降问题、气体湍流强度问题和换热面积问题；金属薄板同时可以矩形板或者多边形板片的形式组成换热芯体，气体在换热芯体中错流换热或者逆流换热，提高换热芯体的换热效率，减少热损失；金属薄板可以根据工艺系统运行工况、烟气组分、项目成本预算等情况选用适合的碳钢薄板、nd钢薄板、不锈钢薄板等，使设备使用温度范围宽、造价低。
15.3、本实用新型利用了铸铁板上下翅片的方向分别与烟气空气走向平行，交错成列分布。能有效去除板片外表面的灰尘结垢，同时强化流体的湍流状态,提高换热芯体的换热效率。
16.4、本实用新型通过金属薄板式换热器与铸铁板式换热器组合的应用，换热效率比其它传统的换热器高，使用寿命大幅延长，并且大幅的减轻了换热器的总重量。
17.5、本实用新型通过利用陶瓷纤维纸作为密封垫片对铸铁板之间间隙进行填充，保证铸铁板间连接的缝隙充分密封，在保证烟气和空气回路完全气密的情况下，能够吸收因温度变化造成的连续铸铁板排间的任何微小的膨胀与收缩，吸收金属板间的热膨胀，避免了预热器内部产生的难以调整控制的应力与间隙，保证换热器能够可靠工作和达到高效的换热。
附图说明
18.图1为本实用新型的立体结构示意图；
19.图2为本实用新型的主视结构示意图；
20.图3为由矩形板片组成的换热芯体一的结构示意图；
21.图4为由多边形板片组成的换热芯体一的结构示意图；
22.图5为矩形板片的结构示意图；
23.图6为多边形板片的结构示意图；
24.图7为图6中a处的放大结构示意图；
25.图8为换热芯体二的结构示意图；
26.图9为铸铁板前侧的结构示意图；
27.图10为铸铁板后侧的结构示意图；
28.图中：1、烟气进口，2、空气出口，3、薄板式换热器，4、跨接风道，5、空气进口，6、铸铁板式换热器，7、烟气出口，8、矩形板片，9、多边形板片，10、换热芯体一，11、导流凸起，12、凸筋，13、梯形台凹向鼓包，14、梯形台凸向鼓包，15、下翅片，16、铸铁板，17、上翅片，18、换热芯体二。
具体实施方式
29.下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
30.如图1至10所示，本实用新型为薄板铸铁板组合式空气预热器，包括薄板式换热器3，薄板式换热器3的顶部设有烟气进口1，薄板式换热器3上部设有空气出口2，薄板式换热器3底部连接有铸铁板式换热器6，铸铁板式换热器6的底部设有烟气出口7，铸铁板式换热器6的下端一侧设有空气进口5，薄板式换热器3包括金属板式的换热芯体一10和壳体框架一，换热芯体一10上设有互不相通的烟气流道一和空气流道一，铸铁板式换热器6包括铸铁板16式的换热芯体二18和壳体框架二，换热芯体二18上设有互不相通的烟气流道二和空气流道二，烟气流道一连通烟气流道二，壳体框架一和壳体框架二上设有连通空气流道一与空气流道二的跨接风道4。
31.金属板式的换热芯体一由1mm-2mm厚的金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板两两组对而成，金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板为矩形板片8或多边形板片9。
32.壳体框架二内侧设有耐低温腐蚀的浇注料衬里或防腐涂料层。
33.矩形板片8或多边形板片9上均沿宽度方向上设有多排长条状的凸筋12，每排凸筋12设有多个，相邻的两排凸筋12之间设有一排梯形台鼓包，梯形台鼓包为一梯形台凹向鼓包13、一梯形台凸向鼓包14交替成列排布，多边形板片9的上下两端设有导流凸起11。
34.金属平薄板或者冲压成型的波纹薄板为碳钢薄板、nd钢薄板或不锈钢薄板。
35.换热芯体二18是由双面带翅片铸铁板16组成，铸铁板16是矩形板，铸铁板16有基板、上翅片17、下翅片15组成，基板对应边翻折，铸铁板16之间接触面上铺设密封垫片。
36.密封垫片是陶瓷纤维纸。矩形板换热芯体一10中气体错流换热或者逆流换热，多边形板换热芯体一10中气体逆流换热。
37.薄板式换热器3换热效率高、热损失少、造价低、抗露点腐蚀能力强、占地面积小、使用温度范围宽、模块化制造安装运输方便。铸铁板式换热器6的板片双面具有翅片，比表面积大，传热效率高，结构紧凑。上下翅片的方向分别与烟气空气走向平行，交错成列分布，该形式可强化流体的湍流状态,在强化换热的同时具有一定的自清洁能力。铸铁板16有较
好的热震稳定性,可离线后及时进行水冲洗,有效缩短维护时间,提高设备在线率。铸铁板16抗露点腐蚀能力较好,低温腐蚀速率较小,使用寿命长。本组合式空气预热器在制造厂内组装成含有换热单元和壳体在内的模块,在现场以模块形式拼装,安装方便快捷。设备在运行期间几乎没有维修工作量,其维护费用低廉。设备可进一步降低排烟温度,提高加热炉燃料热效率,起到明显的节能减排作用。
38.工作时，高温烟气通过烟气进口1进入空气预热器，同时，低温空气通过空气进口5进入空气预热器；进入空气预热器的高温烟气垂直依次流经薄板式换热器3、铸铁板式换热器6与空气换热后温度降低，低温烟气由烟气出口7离开空气预热器；同时，进入空气预热器的低温空气依次流经铸铁板式换热器6、跨接风道4、薄板式换热器3与烟气错流或者逆流换热后温度升高，高温空气由空气出口2离开空气预热器，完成回收烟气中的余热。
39.综上所述，本实用新型采用金属薄板式换热器与铸铁板式换热器的组合形式，通过模块化组装，薄板式换热器即空气预热器的高温段，薄板换热器底端连接有铸铁板式换热器，铸铁板式换热器是空气预热器的低温段，本实用新型具有结构简单、造价低、换热效率高、占用空间小等优点，并解决了烟气降到100℃以下的低温段露点腐蚀的问题，且换热器换热效率大幅提高，烟气温度可以控制的更低，减少了温度损失，提高了能源转换效果，减少了能源浪费。本实用新型在烟气流经的高温段段采用了1～2mmd的金属薄板，金属薄板是平板或者压型成型的波纹薄板，可以同时考虑压降问题、气体湍流强度问题和换热面积问题；金属薄板同时可以矩形板或者多边形板片的形式组成换热芯体，气体在换热芯体中错流换热或者逆流换热，提高换热芯体的换热效率，减少热损失；金属薄板可以根据工艺系统运行工况、烟气组分、项目成本预算等情况选用适合的碳钢薄板、nd钢薄板、不锈钢薄板等，使设备使用温度范围宽、造价低。本实用新型利用了铸铁板上下翅片的方向分别与烟气空气走向平行，交错成列分布。能有效去除板片外表面的灰尘结垢，同时强化流体的湍流状态,提高换热芯体的换热效率。本实用新型通过金属薄板式换热器与铸铁板式换热器组合的应用，换热效率比其它传统的换热器高，使用寿命大幅延长，并且大幅的减轻了换热器的总重量。本实用新型通过利用陶瓷纤维纸作为密封垫片对铸铁板之间间隙进行填充，保证铸铁板间连接的缝隙充分密封，在保证烟气和空气回路完全气密的情况下，能够吸收因温度变化造成的连续铸铁板排间的任何微小的膨胀与收缩，吸收金属板间的热膨胀，避免了预热器内部产生的难以调整控制的应力与间隙，保证换热器能够可靠工作和达到高效的换热。
40.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
41.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。