熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器及加熱爐余熱回收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種換熱系統，尤其是涉及一種適用于加熱爐余熱回收的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器及加熱爐余熱回收方法。
【背景技術】
[0002]目前，化工、石油化工及煤化工等行業加熱爐余熱回收系統普遍采用空氣預熱器來回收煙氣中的余熱，以達到提高加熱爐熱效率，降低運行成本目的。理論上為了提高加熱爐熱效率，應盡量降低加熱爐排煙溫度。實際應用中受煙氣成份中硫及水含量影響，當煙氣排煙溫度降到一定程度時，空氣預熱器低溫段末端不可避免地將會發生不同程度的露點腐蝕，腐蝕嚴重時將大大縮短空氣預熱器使用壽命。現有技術中空氣預熱器或采用一種類型的換熱元件，如擾流子空氣預熱器、熱管式空氣預熱器，或采用組合式換熱元件，如擾流子+熱管式空氣預熱器等，以上空氣預熱器均存在前述露點腐蝕問題，影響空氣預熱器的使用壽命O
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種耐腐蝕、結構簡單、造價低、燃料適用性廣的熱管+鑄鐵管組合式空氣預熱器。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供一種熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器，設置在所述熱管空氣預熱器一側上端的空氣出口，和設置在所述熱管空氣預熱器一側下端的煙氣進口，所述熱管空氣預熱器另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器，所述鑄鐵管空氣預熱器另一側連接有煙氣出口，所述鑄鐵管空氣預熱器底端連接有空氣進口，所述鑄鐵管空氣預熱器頂端和熱管空氣預熱器另一側上端之間連接有空氣通道。
[0005]所述熱管空氣預熱器包括熱管換熱元件和設置在所述熱管換熱元件外側的高溫段殼體，所述高溫段殼體和熱管換熱元件之間設置有高溫段襯里。
[0006]所述熱管換熱元件由熱管構成。
[0007]所述鑄鐵管空氣預熱器包括鑄鐵管換熱元件和設置在所述鑄鐵管換熱元件外側的低溫段殼體，所述低溫段殼體和鑄鐵管換熱元件之間設置有低溫段襯里。
[0008]所述鑄鐵管換熱元件由整體鑄造的基管、內擴面和外擴面構成，所述內擴面是由沿所述基管內壁軸向分布的縱向翅片構成，所述外擴面是由分布于基管外壁的翅片或釘頭的其中一種構成，所述釘頭為圓形或橢圓。
[0009]所述各部件之間采用密封連接，所述密封連接為各部件端部采用法蘭結構連接，所述法蘭密封面外沿設置有一道密封焊。
[0010]本發明還提供一種利用上述裝置的加熱爐余熱回收方法，包括以下步驟:
[0011](I)制備并安裝如權利要求1所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器，設置在所述熱管空氣預熱器一側上端的空氣出口，和設置在所述熱管空氣預熱器一側下端的煙氣進口，其特征在于，所述熱管空氣預熱器另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器，所述鑄鐵管空氣預熱器另一側連接有煙氣出口，所述鑄鐵管空氣預熱器底端連接有空氣進口，所述鑄鐵管空氣預熱器頂端和熱管空氣預熱器另一側上端之間連接有空氣通道;
[0012](2)加熱爐排出的高溫煙氣通過煙氣進口進入空氣預熱器，同時，低溫空氣通過空氣進口進入空氣預熱器；
[0013](3)進入空氣預熱器的高溫煙氣依次流經熱管空氣預熱器和鑄鐵管空氣預熱器與空氣換熱后溫度降低，低溫煙氣由煙氣出口離開空氣預熱器；
[0014](4)進入空氣預熱器的低溫空氣依次流經鑄鐵管空氣預熱器、空氣通道及熱管空氣預熱器與煙氣換熱后溫度升高，高溫空氣由空氣出口離開空氣預熱器，完成回收煙氣中的余熱。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]1、本發明利用鑄鐵管換熱元件在鑄造過程通過與型砂相互作用表面形成的硅酸鹽保護膜，以及鑄鐵管在硫腐蝕環境中形成得附著在鑄鐵表面的鈍化保護膜，保護下層基體，減緩腐蝕向鑄鐵縱深發展，提高了鑄鐵管換熱元件耐露點腐蝕能力；
[0017]2、本發明高溫段選用熱管換熱元件，利用其結構簡單、技術成熟、造價低等優點。僅低溫段選用鑄鐵管換熱元件，利用其優良的耐露點腐蝕性能同時，避免了全部選用鑄鐵管式空氣預熱器導致空氣預熱器重量大、造價高等不足。本發明裝置充分發揮單一熱管及單一鑄鐵管兩種空氣預熱器的優點同時避免其局限與不足，綜合性價比高；
[0018]3、本發明燃料適用性較廣。鑄鐵管換熱元件出現積灰后可采用常用吹灰器進行除灰操作，因此除適用于燃氣加熱爐余熱回收系統外，還適用于灰分較重的燃油加熱爐余熱回收系統。
【附圖說明】
[0019]圖1:本發明結構示意圖；
[0020]圖2-1:本發明外擴面為翅片的鑄鐵管換熱元件結構示意圖；
[0021]圖2-2:本發明外擴面為釘頭的鑄鐵管換熱元件結構示意圖。
[0022]附圖標注:1、煙氣進口 ；2、熱管空氣預熱器；3、鑄鐵管空氣預熱器；4、煙氣出口 ；5、空氣進口 ；6、空氣通道；7、空氣出口 ；8、熱管換熱元件；9、高溫段襯里；10、高溫段殼體；11、鑄鐵管換熱元件；12、低溫段襯里；13、低溫段殼體；14、基管；15、內擴面；16、外擴面。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0024]如附圖1-2所示，一種熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器2，所述熱管空氣預熱器2包括熱管換熱元件8和設置在所述熱管換熱元件8外側的高溫段殼體10，所述高溫段殼體10和熱管換熱元件8之間設置有高溫段襯里9 ;所述熱管換熱元件8由熱管構成。所述熱管空氣預熱器2—側上端連接有空氣進口 5，其一側下端連接有煙氣進口 I。所述熱管空氣預熱器2另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器3，所述鑄鐵管空氣預熱器3包括鑄鐵管換熱元件11和設置在所述鑄鐵管換熱元件11外側的低溫段殼體13，所述低溫段殼體13和鑄鐵管換熱元件11之間設置有低溫段襯里12 ;所述鑄鐵管換熱元件11由整體鑄造的基管14、內擴面15和外擴面16構成，所述內擴面15是由沿所述基管14內壁軸向分布的縱向翅片構成，所述外擴面16是由分布于基管14外壁的翅片或釘頭的其中一種構成，所述釘頭為圓形或橢圓。所述鑄鐵管空氣預熱器3另一側連接有煙氣出口 4，所述鑄鐵管空氣預熱器3底端連接有空氣進口 5，所述鑄鐵管空氣預熱器3頂端和熱管空氣預熱器2另一側上端之間連接有空氣通道6。所述各部件之間采用密封連接，即各部件端部先通過法蘭結構連接，再在法蘭密封面外沿增加一道密封焊，以進一步降低空氣預熱器泄露率。
[0025]利用本發明裝置的對加熱爐余熱進行回收的方法，包括以下步驟:首先，制備和安裝上述空氣預熱器；安裝完畢后，加熱爐排出的高溫煙氣通過煙氣進口 I進入空氣預熱器，同時，低溫空氣通過空氣進口 5進入空氣預熱器；進入空氣預熱器的高溫煙氣依次流經熱管空氣預熱器2和鑄鐵管空氣預熱器3與空氣換熱后溫度降低，低溫煙氣由煙氣出口 4離開空氣預熱器；同時，進入空氣預熱器的低溫空氣依次流經鑄鐵管空氣預熱器3、空氣通道6及熱管空氣預熱器2與煙氣換熱后溫度升高，高溫空氣由空氣出口 7離開空氣預熱器，完成回收煙氣中的余熱。
【主權項】
1.一種熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器，設置在所述熱管空氣預熱器一側上端的空氣出口，和設置在所述熱管空氣預熱器一側下端的煙氣進口，其特征在于，所述熱管空氣預熱器另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器，所述鑄鐵管空氣預熱器另一側連接有煙氣出口，所述鑄鐵管空氣預熱器底端連接有空氣進口，所述鑄鐵管空氣預熱器頂端和熱管空氣預熱器另一側上端之間連接有空氣通道。2.根據權利要求1所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，其特征在于，所述熱管空氣預熱器包括熱管換熱元件和設置在所述熱管換熱元件外側的高溫段殼體，所述高溫段殼體和熱管換熱元件之間設置有高溫段襯里。3.根據權利要求2所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，其特征在于，所述熱管換熱元件由熱管構成。4.根據權利要求1所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，其特征在于，所述鑄鐵管空氣預熱器包括鑄鐵管換熱元件和設置在所述鑄鐵管換熱元件外側的低溫段殼體，所述低溫段殼體和鑄鐵管換熱元件之間設置有低溫段襯里。5.根據權利要求4所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，其特征在于，所述鑄鐵管換熱元件由整體鑄造的基管、內擴面和外擴面構成，所述內擴面是由沿所述基管內壁軸向分布的縱向翅片構成，所述外擴面是由分布于基管外壁的翅片或釘頭的其中一種構成，所述釘頭為圓形或橢圓。6.根據權利要求1所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，其特征在于，所述各部件之間采用密封連接，所述密封連接為各部件端部采用法蘭結構連接，所述法蘭密封面外沿設置有一道密封焊。7.一種利用權利要求1所述裝置的加熱爐余熱回收方法，其特征在于，所包括以下步驟: (1)制備并安裝如權利要求1所述的熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器，設置在所述熱管空氣預熱器一側上端的空氣出口，和設置在所述熱管空氣預熱器一側下端的煙氣進口，其特征在于，所述熱管空氣預熱器另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器，所述鑄鐵管空氣預熱器另一側連接有煙氣出口，所述鑄鐵管空氣預熱器底端連接有空氣進口，所述鑄鐵管空氣預熱器頂端和熱管空氣預熱器另一側上端之間連接有空氣通道； (2)加熱爐排出的高溫煙氣通過煙氣進口進入空氣預熱器，同時，低溫空氣通過空氣進口進入空氣預熱器； (3)進入空氣預熱器的高溫煙氣依次流經熱管空氣預熱器和鑄鐵管空氣預熱器與空氣換熱后溫度降低，低溫煙氣由煙氣出口離開空氣預熱器； (4)進入空氣預熱器的低溫空氣依次流經鑄鐵管空氣預熱器、空氣通道及熱管空氣預熱器與煙氣換熱后溫度升高，高溫空氣由空氣出口離開空氣預熱器，完成回收煙氣中的余熱。
【專利摘要】本發明公開了一種熱管-鑄鐵管組合式空氣預熱器，包括熱管空氣預熱器，設置在所述熱管空氣預熱器一側上端的空氣出口，和設置在所述熱管空氣預熱器一側下端的煙氣進口，所述熱管空氣預熱器另一側下端連接有鑄鐵管空氣預熱器，所述鑄鐵管空氣預熱器另一側連接有煙氣出口，所述鑄鐵管空氣預熱器底端連接有空氣進口，所述鑄鐵管空氣預熱器頂端和熱管空氣預熱器另一側上端之間連接有空氣通道；本發明還公開了一種加熱爐余熱回收方法：高溫煙氣進入空氣預熱器，與空氣換熱后溫度降低并離開空氣預熱器；常溫空氣進入空氣預熱器，與煙氣換熱后溫度升高并離開空氣預熱器。本發明具有結構簡單、造價低、燃料適用性廣等優點，并解決了空氣預熱器露點腐蝕的問題。
【IPC分類】F27D17/00, F23L15/00
【公開號】CN105091017
【申請號】CN201510467816
【發明人】王永鋒, 李永輝, 孫紹強, 李云飛
【申請人】天津辰創環境工程科技有限責任公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月31日