專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于鍋爐低溫?zé)煔庥酂峄厥盏氖∶浩黝I(lǐng)域，更具體的說(shuō)，改進(jìn)涉及的是一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器。
背景技術(shù)：
在鍋爐的煙氣余熱回收中，普遍采用省煤器來(lái)提高熱能設(shè)備的熱效率。省煤器是一種典型的利用熱流體煙氣加熱冷流體水的換熱器。目前廣泛應(yīng)用碳鋼管氣液式換熱器作為省煤器。但是，現(xiàn)有技術(shù)的換熱器在燃煤、燃油鍋爐低溫?zé)煔庥酂峄厥罩袎勖^短。究其原因是因?yàn)槿济?、燃油中大都含有硫成分，燃煤、燃油中的硫成分在燃燒后?huì)形生二氧化硫； 一部分的二氧化硫會(huì)與燃燒產(chǎn)物中的氧發(fā)生反應(yīng)生成三氧化硫，而當(dāng)三氧化硫與煙氣中的水蒸氣相結(jié)合就會(huì)變成硫酸蒸汽。若煙氣中換熱器的換熱面低于酸露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的硫酸蒸汽就會(huì)在換熱器的換熱面上凝結(jié)成液體，則造成對(duì)碳鋼傳熱管的嚴(yán)重腐蝕。另外，凝結(jié)在換熱面上的硫酸液體也容易粘附煙氣中的飛灰，并最終導(dǎo)致傳熱管的堵塞。酸腐蝕加上灰堵的相互作用，致使省煤器很快失效，嚴(yán)重影響到鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行?？梢?jiàn)，當(dāng)前在節(jié)能減排的形勢(shì)下，開(kāi)發(fā)適用于低溫?zé)煔庥酂峄厥盏臍庖菏綋Q熱器將具有重大意義。因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，可克服目前鍋爐煙氣余熱回收中存在的低溫腐蝕換熱面問(wèn)題，具有耐酸、耐磨、不易積灰、使用壽命長(zhǎng)和易于推廣應(yīng)用的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，包括上下連成一體并由隔板從中間隔開(kāi)的冷卻段殼體和加熱段殼體；冷卻段殼體位于加熱段殼體的上方； 在隔板上設(shè)置有多根熱管；位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面設(shè)置有翅片；其中在位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面及其翅片的表面均燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中翅片呈環(huán)形，沿?zé)峁艿妮S向平行間隔排列設(shè)置在熱管表面上。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在熱管外壁與冷卻段殼體一側(cè)的隔板之間緊配有熱管密封環(huán)。在熱管密封環(huán)底面的隔板內(nèi)鑲嵌有緊套在熱管外壁上的耐酸墊圈。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在加熱段殼體頂部的隔板表面涂覆有一層第一耐酸膠泥層。[0014]所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在加熱段殼體的底壁上涂覆有一層第二耐酸膠泥層。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在加熱段殼體的內(nèi)壁上涂覆有一層第二耐酸膠泥層。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中搪瓷層的厚度設(shè)置為0.4士0. Imm;第一耐酸膠泥層和第二耐酸膠泥層的厚度均設(shè)置為30 士 5mm。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在冷卻段殼體內(nèi)部設(shè)置有將熱管隔開(kāi)的流道隔板；在流道隔板上設(shè)置有豁口或通孔。所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其中在加熱段殼體的底部設(shè)置有用于排出酸液的排液口。本實(shí)用新型所提供的一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，由于在與含硫煙氣相接觸的熱管及其翅片表面燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層，利用搪瓷材料耐酸腐蝕的特性，克服了目前鍋爐煙氣余熱回收中存在的低溫腐蝕換熱面問(wèn)題；以及利用光滑的搪瓷層表面不易粘結(jié)飛灰和耐磨的特點(diǎn)，從而使熱管的換熱面具有耐酸、耐磨、不易積灰和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)； 而且搪瓷層的燒結(jié)也易于推廣和應(yīng)用，廣泛適用于鍋爐低溫?zé)煔庥酂峄厥請(qǐng)龊?，?jié)能減排效果明顯，在當(dāng)前節(jié)能減排的形勢(shì)下具有重大實(shí)踐意義。

圖1是本實(shí)用新型一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
和實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型的一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其具體實(shí)施方式
之一，如圖1所示，包括上下設(shè)置并連成一體的冷卻段殼體4和加熱段殼體2 ；冷卻段殼體4位于加熱段殼體2的上方；在冷卻段殼體4與加熱段殼體2中間橫向設(shè)置有一隔板3，用于將冷卻段殼體 4的內(nèi)部空間與加熱段殼體2的內(nèi)部空間相互隔離開(kāi)；在隔板3上縱向設(shè)置有多根平行間隔排列的束狀熱管；每根熱管是由冷卻段5和加熱段1組成的一整根通管，通管內(nèi)部設(shè)置有可氣液轉(zhuǎn)換的工質(zhì)；熱管的冷卻段5設(shè)置為光管，不設(shè)置翅片，位于冷卻段殼體4內(nèi)部；熱管的加熱段1表面連接有翅片，位于加熱段殼體2內(nèi)部；其中，在位于加熱段殼體2內(nèi)部的熱管加熱段1表面及其翅片的表面均燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層。由于搪瓷層是燒結(jié)在熱管加熱段1表面及其翅片表面上的，因此除了具有耐腐蝕的特點(diǎn)之外，還具有附著力強(qiáng)結(jié)實(shí)不易脫落的特點(diǎn)。具體的，在冷卻段殼體4的一側(cè)設(shè)置有冷水入水口 14，用于連接冷水管，以引入需要加熱的冷水，冷水入水口 14可設(shè)置在冷卻段殼體4側(cè)壁上靠近隔板3的位置；溫度較低的冷水在冷卻段殼體4內(nèi)循環(huán)，與其內(nèi)熱管冷卻段5的表面進(jìn)行熱交換，位于冷卻段殼體4 部分熱管冷卻段5中溫度較高的流體介質(zhì)將熱量傳導(dǎo)到該熱管冷卻段5外之后變成溫度較低的流體介質(zhì)；冷卻段殼體4內(nèi)部空間內(nèi)的冷水與熱管冷卻段5管壁的接觸變成溫度較高的熱水；而該熱管冷卻段5內(nèi)的工質(zhì)放熱后由蒸汽狀態(tài)變成液體狀態(tài)靠重力回流進(jìn)入到位于加熱段殼體2部分的熱管加熱段1中；在冷卻段殼體4的另一側(cè)設(shè)置有熱水出水口 15， 用于連接熱水管，以引出加熱后的熱水，熱水出水口 15可設(shè)置在靠近冷卻段殼體4頂面的側(cè)壁上。具體的，在加熱段殼體2的一側(cè)設(shè)置有煙氣入口 12，用于連通煙氣輸入管道，以輸入燃煤、燃油燃燒后產(chǎn)生的廢氣即含硫的煙氣，煙氣入口 12的口徑不宜太小，以避免煙氣流動(dòng)阻力過(guò)大；溫度較高的含硫煙氣在經(jīng)過(guò)加熱段殼體2內(nèi)部空間時(shí)，與帶翅片的熱管加熱段1進(jìn)行熱交換，加熱段殼體2內(nèi)部空間內(nèi)溫度較高的煙氣將熱量傳導(dǎo)到該熱管加熱段1 內(nèi)之后變成溫度較低的煙氣，該熱管加熱段1內(nèi)的工質(zhì)吸熱后由液體狀態(tài)變成蒸汽狀態(tài)升騰進(jìn)入到位于冷卻段殼體4部分的熱管冷卻段5中；在加熱段殼體2的另一側(cè)設(shè)置有煙氣出口 13，用于連接煙氣輸出管道，以輸出加熱段殼體2內(nèi)經(jīng)過(guò)熱交換之后溫度較低的煙氣。在本實(shí)用新型氣液式換熱器的優(yōu)選實(shí)施方式中，在位于加熱段殼體2內(nèi)部的熱管加熱段1及其翅片表面燒結(jié)形成的搪瓷層厚度范圍可設(shè)置在0. 2^0. 6mm之間。當(dāng)燒結(jié)出的搪瓷層厚度太薄時(shí)，雖然可使熱管加熱段1的傳熱效率損失較小，但是在反復(fù)的熱脹冷縮后易出現(xiàn)裂紋甚至脫落；而燒結(jié)出的搪瓷層厚度太厚時(shí)，盡管不易出現(xiàn)裂紋甚至脫落，但是卻大大降低了熱管加熱段1的傳熱效率；優(yōu)選的是，燒結(jié)出的搪瓷層厚度為0.4士0. Imm, 既不易出現(xiàn)龜裂紋也不會(huì)使熱管加熱段1損失太多的傳熱效率；經(jīng)實(shí)際測(cè)試的結(jié)果表明， 0. 4mm厚度的光滑搪瓷層僅使其覆蓋的熱管降低5%左右的傳熱效率。進(jìn)一步地，設(shè)置在熱管加熱段1表面上的翅片呈環(huán)形，并沿?zé)峁?的軸向平行間隔排列設(shè)置。進(jìn)一步地，在熱管5外壁與冷卻段殼體4 一側(cè)的隔板3之間緊配有熱管密封環(huán)6 ； 在熱管密封環(huán)6底面的隔板3內(nèi)鑲嵌有緊套在熱管冷卻段5外壁上的耐酸墊圈7。熱管密封環(huán)6用于密封隔離冷卻段殼體4與加熱段殼體2，耐酸墊圈7用于防止冷卻段殼體4內(nèi)的硫酸蒸汽凝結(jié)在熱管密封環(huán)6處而造成的腐蝕。其中，所述耐酸墊圈7優(yōu)選耐酸腐蝕性能較好的聚四氟乙烯墊圈。進(jìn)一步地，在加熱段殼體2頂部的隔板3表面涂覆有一層第一耐酸膠泥層8 ；用于防止冷卻段殼體4內(nèi)的硫酸蒸汽凝結(jié)在隔板3表面而造成的腐蝕。在加熱段殼體2的底壁上涂覆有一層第二耐酸膠泥層9 ；或者，在整個(gè)加熱段殼體2的內(nèi)壁上都涂覆有一層第二耐酸膠泥層9，均可用于防止冷卻段殼體4內(nèi)的硫酸蒸汽凝結(jié)在冷卻段殼體4表面而造成的腐蝕，而且后者的防護(hù)效果會(huì)更好些。加熱段殼體2內(nèi)部的熱管加熱段1和翅片可以采用全部掛搪瓷的措施來(lái)提高其耐腐蝕性，但由于加熱段殼體2的體積很大，在加熱段殼體2內(nèi)壁全部掛搪瓷處理在工藝上實(shí)現(xiàn)有難度，并且造價(jià)高，因此僅加熱段殼體2內(nèi)部的熱管加熱段1和翅片進(jìn)行掛搪瓷處理， 而在加熱段殼體2內(nèi)壁或底壁采用涂覆耐酸膠泥處理，既能提高整體耐酸程度，工藝上也容易實(shí)現(xiàn)，并且成本低、造價(jià)低。較好的是，第一耐酸膠泥層8和/或第二耐酸膠泥層9的厚度范圍可設(shè)置在 2(T40mm之間，優(yōu)選30士5mm。若耐酸膠泥層的厚度太薄則起不到防腐蝕的作用，而若耐酸膠泥層的厚度太厚則縮小了加熱段殼體2的內(nèi)部空間。此外，如果在熱管加熱段1和翅片外表面采用涂覆耐酸膠泥的話(huà)，因耐酸膠泥的 30mm厚度較厚，相比較搪瓷層的0. 4mm厚度，耐酸膠泥層影響了熱管的導(dǎo)熱性能，并且也容易脫落。而在熱管密封環(huán)6底部涂覆耐酸膠泥用來(lái)抗腐蝕，相比較采用耐酸的聚四氟乙烯墊圈7，則聚四氟乙烯墊圈7還具有耐壓的功能。進(jìn)一步地，在冷卻段殼體4內(nèi)部沿?zé)峁芾鋮s段5軸向設(shè)置有將熱管冷卻段5隔開(kāi)的流道隔板11 ；在流道隔板11上設(shè)置有豁口或通孔；用于加快冷卻段殼體4內(nèi)部冷水和熱水的流速，以提高熱交換性能。流速越高，傳熱效果就越好。進(jìn)一步地，在加熱段殼體2的底部設(shè)置有用于排出酸液的排液口 10。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，現(xiàn)有技術(shù)因不能用于低溫，不會(huì)有酸液出現(xiàn)，而本實(shí)用新型的氣液式換熱器采用了以上的耐腐蝕措施，可以用于低溫?zé)煔獾挠酂峄厥?，?dāng)含硫煙氣的溫度低于酸露點(diǎn)時(shí)，含硫煙氣就會(huì)凝結(jié)并積聚形成酸液，因此采用排液口 10可將酸液排除，也是提高耐腐蝕性的一個(gè)措施?？捎糜诟鞣N含有腐蝕性氣體的熱回收或換熱場(chǎng)合。以一臺(tái)6t/h工業(yè)鍋爐的尾部煙氣余熱回收為例，采用本實(shí)用新型的氣液式換熱器作為省煤器，如圖1所示，省煤器中的熱管冷卻段5外徑設(shè)置為25mm ；加熱段殼體2內(nèi)的熱管加熱段1表面焊有環(huán)形翅片，翅片的高度設(shè)置為12. 5mm ；加熱段殼體2內(nèi)的熱管加熱段1長(zhǎng)度設(shè)置為870mm ；冷卻段殼體4內(nèi)的熱管冷卻段5長(zhǎng)度設(shè)置為380mm ；共計(jì)安裝120 根帶有搪瓷的熱管加熱段1 ；燒結(jié)在熱管加熱段1及其翅片上搪瓷層的厚度設(shè)置0. 4mm ；換熱器中隔板3下部及煙氣側(cè)加熱段殼體2內(nèi)部涂覆30mm厚的耐酸膠泥層。低溫?zé)煔獾臏y(cè)定流量為6475kg/h ；煙氣入口處的溫度為200°C ；煙氣出口處的溫度為100°C ；冷水入口處的溫度為20°C ；熱水出口處的溫度為60°C ；經(jīng)換算可知余熱回收量為 200KW。與現(xiàn)有技術(shù)中的氣液式換熱器相比，本實(shí)用新型所提供的一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，由于在與含硫煙氣相接觸的熱管及其翅片表面燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層，利用搪瓷材料耐酸腐蝕的特性，克服了目前鍋爐煙氣余熱回收中存在的低溫腐蝕換熱面問(wèn)題； 以及利用光滑的搪瓷層表面不易粘結(jié)飛灰和耐磨的特點(diǎn)，從而使熱管的換熱面具有耐酸、 耐磨、不易積灰和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)；而且搪瓷層的燒結(jié)也易于推廣和應(yīng)用，廣泛適用于鍋爐低溫?zé)煔庥酂峄厥請(qǐng)龊?，?jié)能減排效果明顯，在當(dāng)前節(jié)能減排的形勢(shì)下具有重大實(shí)踐意義。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，包括上下連成一體并由隔板從中間隔開(kāi)的冷卻段殼體和加熱段殼體；冷卻段殼體位于加熱段殼體的上方；在隔板上設(shè)置有多根熱管；位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面設(shè)置有翅片；其特征在于在位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面及其翅片的表面均燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于翅片呈環(huán)形，沿?zé)峁艿妮S向平行間隔排列設(shè)置在熱管表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在熱管外壁與冷卻段殼體一側(cè)的隔板之間緊配有熱管密封環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在熱管密封環(huán)底面的隔板內(nèi)鑲嵌有緊套在熱管外壁上的耐酸墊圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在加熱段殼體頂部的隔板表面涂覆有一層第一耐酸膠泥層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在加熱段殼體的底壁上涂覆有一層第二耐酸膠泥層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在加熱段殼體的內(nèi)壁上涂覆有一層第二耐酸膠泥層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于搪瓷層的厚度設(shè)置為0. 4士0. Imm ；第一耐酸膠泥層和第二耐酸膠泥層的厚度均設(shè)置為30士5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在冷卻段殼體內(nèi)部設(shè)置有將熱管隔開(kāi)的流道隔板；在流道隔板上設(shè)置有豁口或通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一所述的耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，其特征在于在加熱段殼體的底部設(shè)置有用于排出酸液的排液口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種耐低溫腐蝕的氣液式換熱器，包括上下連成一體并由隔板從中間隔開(kāi)的冷卻段殼體和加熱段殼體；冷卻段殼體位于加熱段殼體上方；在隔板上設(shè)置有多根熱管；位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面設(shè)置有翅片；在位于加熱段殼體內(nèi)部的熱管表面以及翅片的表面均燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層。由于在與含硫煙氣相接觸的熱管及其翅片表面燒結(jié)有一層光滑的搪瓷層，利用搪瓷材料耐酸腐蝕的特性，克服了目前鍋爐煙氣余熱回收中存在的低溫腐蝕換熱面問(wèn)題；以及利用光滑的搪瓷層表面不易粘結(jié)飛灰和耐磨的特點(diǎn)，從而使熱管的換熱面具有耐酸、耐磨、不易積灰和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)；搪瓷層的燒結(jié)也易于推廣和應(yīng)用，在當(dāng)前節(jié)能減排的形勢(shì)下具有重大實(shí)踐意義。
文檔編號(hào)F28F19/02GK202216611SQ201120240228
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者胡光, 蘇俊林 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司