專利名稱：整體熱管式復合相變換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種應用于鍋爐、工業窯爐及化工熱設備的整體熱管式復合相變換熱設備，特別涉及對空氣預熱器和省煤器結構的改進。
鍋爐、工業窯爐及化工熱設備低溫區受熱面結露問題是造成其腐蝕的重要因素。而要解決鍋爐腐蝕的問題，就要解決設備低溫區結露問題，即要提高低溫區受熱面的壁面溫度。長期以來，人們想了很多辦法，但這個問題一直未能得到解決。現狀是不得不提高排煙溫度，以使結露問題得到緩解。提高排煙溫度，受熱面壁溫也能相應提高，但這樣做，就降低了鍋爐效率，浪費了能源，且受熱面壁溫提高有限，結露現象仍不能消除，往往一年半或更短時間，空氣預熱器就會嚴重腐蝕報廢。為了提高鍋爐工作效率，使其節能，并能達到環保要求，就要降低排煙溫度。這樣一方面為解決鍋爐因結露而腐蝕要提高排煙溫度，另一方面為提高鍋爐工作效率達到環保要求要降低排煙溫度。這是一個矛盾。為解決這個矛盾，就要在降低排煙溫度的前提下，解決結露問題。在排煙溫度降低時，首先遇到的是尾部受熱面的結露問題。有效防止的方法是把尾部受熱面的壁溫提高到煙氣露點之上。目前有一種復合式相變換熱器，如附圖3所示。其結構是聯箱1通過圓管17與汽包6聯通，組成密封的相變換熱連通器。汽包內有盤管9，汽包頂安有單向閥18。相變換熱連通器放在煙道內，受到煙氣加熱。煙道前方設置空氣預熱器，煙氣先對在空氣預熱器管19內流過的空氣加熱。空氣預熱器管一端通過管板、管道連接鼓風機，另一端通過管板、管道將加熱過的空氣送入鍋爐的爐膛內。這種結構的復合式相變換熱器，由于采用單向閥結構，腔內只能處在微正壓狀態，飽和溫度仍然不夠高。受熱面壁溫度不能高，還會產生結露問題；且受熱面壁溫度不能任意設定，不能在各種工況下自動維持不變，限制了其使用范圍。
本實用新型的目的是提供一種既節能、又能防止結露造成的低溫腐蝕的整體熱管式復合相變換熱器，使其能滿足較低排煙溫度(150-125℃)的同時，能使加熱器尾部受熱面的最低壁溫僅比排煙溫度低30-25℃，可任意設定溫度，并且自動保持在這個設定的數值上。
本實用新型的目的是這樣實現的。整體熱管式復合相變換熱器，包括有聯箱1、汽包6、盤管9及空氣道15、空氣入口11、空氣出口12和煙道16、煙氣入口13、煙氣出口14，盤管9裝在汽包6內，其特征在于聯箱1與翅片管2連通，并通過連接管4與汽包6連通；聯箱、翅片管和汽包構成內腔連通相變換熱的壓力容器；隔板3將容器外側隔成兩段，分隔成上方為空氣道15，下方為煙氣道16，翅片管穿過隔板，翅片管內的下部為水，上部為蒸汽；針閥7安裝在汽包的頂端。
還可帶有旁通電磁閥組5和壁溫自動控制器8；盤管的進口和出口處通過旁通管道與電磁閥組5連接；壁溫自動控制器通過線路與表面溫度計10及旁通電磁閥組連接。表面溫度計安裝在位于煙氣道內的翅片管上。
表面溫度計可安裝在煙氣出口14處的末排翅片管上，使用效果較好。
本實用新型是在排煙溫度較低的情況下，能大幅度提高受熱面壁溫，徹底消除結露現象。技術關鍵就在于提高相變工質的壓力。本實用新型采用針閥取代已有技術中的單向閥結構。因為單向閥結構保證汽包不受壓力，如汽包中蒸汽壓力大于大氣壓力時，單向閥就自動排放，這樣相變工質溫度只能達到100℃，受熱面壁溫不超過105℃。為了使壁面達到更高溫度，要求汽包是一個壓力容器。根據水蒸汽的特性，當壓力為2[大氣壓]時，飽和溫度可達120℃，壓力達3.6[大氣壓]時，飽和溫度可達140℃。通過這個關系，可以很容易地把受熱面壁溫設計在所需的溫度上。本實用新型工作原理是，由翅片管2、聯箱1和汽包6封閉構成了一個內腔連通且承壓的空氣預熱器。可根據需要令腔內相變工質的壓力發生變化。為了強化傳熱，采用帶翅片的翅片管2。為了適應高空氣預熱溫度的要求，空氣預熱器可分成兩級，本裝置只加熱低溫級中的空氣。翅片管下段的相變工質(蒸餾水)吸收煙氣熱量后產生蒸汽上升，在翅片管的上管段中用部分熱量加熱空氣，其余蒸汽繼續上升，對流經盤管中的水加熱。盤管中水的流量由旁通電磁閥組調節，并受控于翅片管的壁溫信息。表面溫度計將測得的翅片管壁面溫度電信號發送給壁溫自動控制器，用采控制電磁閥組中各個閥的依次啟閉動作。壁溫自動控制器可以是一臺單片機電腦，它把溫度計測到的受熱面壁溫與設定的溫度進行比較，如果兩者差別在允許值內，則旁通電磁閥組保持原狀；若壁溫偏低，則依次逐個打開電磁閥，部分水被旁通短路，盤管中水流量減少，汽包內蒸汽壓力上升，相變工質飽和溫度上升，導致受熱面壁溫上升。當要求的壁溫設定后，如果壁溫偏高，壁溫自動控制器就依次關閉旁通電磁閥組，盤管中水流量增加，汽包中蒸汽壓力下降，飽和溫度下降，使翅片管壁溫下降而回到設定值。為了防止相變換熱器的老化，在汽包的頂部設置了專門的具有反復除氣充液功能的針閥，可在設備運行條件下很容易地進行除氣充液操作。
本實用新型能夠在較低排煙溫度，即滿足節能要求的情況下，大幅度提高受熱面壁溫，徹底避免了結露的產生，從而有效地防止了鍋爐、工業窯爐及化工熱設備低溫腐蝕問題，延長了設備的使用壽命。由于降低了煙氣的排放溫度，減少了大氣的熱污染，大大有利于環境保護。本裝置可以設定受熱面壁溫，并可在各種工況下自動維持該溫度不變，使設備在最佳經濟狀態下運行。在滿足較低排煙溫度(150-125℃)的同時，能使加熱器尾部受熱面的最低壁溫僅比排煙溫度低30-25℃，可任意設定溫度，并且自動保持在這個設定的數值上。由于其受熱面干燥潔凈，不易堵灰，工作起來安全可靠；由于耗煤降低，不僅節能，增加的投資可快速收回。
1聯箱、2翅片管、3隔板、4連接管、5旁通電磁閥組、6汽包、7針閥、8壁溫自動控制器、9盤管、10表面溫度計、11空氣入口、12空氣出口、13煙氣入口、14煙氣出口、15空氣道、16煙氣道、17圓管、18單向閥、19空氣預熱器管。
附圖1是本實用新型結構示意圖。
附圖2是管束A-A剖視圖。
附圖3是現有技術結構示意圖。
實施例聯箱1與翅片管2連通，并通過連接管4與汽包6連通；聯箱、翅片管和汽包構成內腔連通的相變換熱壓力容器；隔板3將容器外側隔成兩段，分隔成上方為空氣道15，下方為煙氣道16，翅片管穿過隔板，通過O型密封圈密封，翅片管內的下部為水，上部為蒸汽；空氣入口11、空氣出口12及煙氣入口13、煙氣出口14分別與外界管道相連接。盤管9裝在汽包6內，針閥7安裝在汽包的頂端。盤管的進口和出口處通過旁通管道與電磁閥組5連接。壁溫自動控制器8通過線路與表面溫度計10及旁通電磁閥組連接；表面溫度計安裝在煙氣出口14處的末排翅片管上。
權利要求1.一種整體熱管式復合相變換熱器，包括有聯箱(1)、汽包(6)、盤管(9)及氣道(15)、空氣入口(11)、空氣出口(12)和煙道(16)、煙氣入口(13)、煙氣出口(14)，盤管(9)裝在汽包(6)內，其特征在于聯箱(1)與翅片管(2)連通，并通過連接管(4)與汽包(6)連通；聯箱、翅片管和汽包構成內腔連通的相變換熱壓力容器；隔板3將容器外側隔成兩段，分隔成上方為空氣道(15)，下方為煙氣道(16)，翅片管穿過隔板，翅片管內的下部為水，上部為蒸汽；針閥(7)安裝在汽包的頂端。
2.按照權利要求1所述的整體熱管式復合相變換熱器，其特征在于有旁通電磁閥組(5)和壁溫自動控制器(8)；盤管的進口和出口處通過旁通管道與電磁閥組連接；壁溫自動控制器通過線路與表面溫度計(10)及旁通電磁閥組連接；表面溫度計安裝在煙氣道內的翅片管上。
3.按照權利要求2所述的整體熱管式復合相變換熱器，其特征在于表面溫度計安裝在煙氣出口(14)處的未排翅片管上。
專利摘要本實用新型是一種應用于鍋爐、工業窯爐及化工熱設備的整體熱管式復合相變換熱設備,特別涉及對空氣預熱器和省煤器結構的改進。聯箱、翅片管和汽包構成內腔連通的相變換熱壓力容器;隔板將容器外側隔成空氣道和煙氣道,翅片管穿過隔板;針閥安裝在汽包的頂端。盤管的進出口處通過旁通管道與電磁閥組連接。壁溫自動控制器通過線路與表面溫度計及旁通電磁閥組連接。本設備能有效防止受熱面因結露造成的低溫腐蝕。
文檔編號F28D15/02GK2368001SQ99226380
公開日2000年3月8日 申請日期1999年4月23日 優先權日1999年4月23日
發明者楊本洛 申請人:楊本洛