專利名稱：一種帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及精對(duì)苯二甲酸(PTA)裝置用尾氣膨脹機(jī)機(jī)組中的預(yù)加熱器，具體地說是一種帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)聚酯工業(yè)的不斷發(fā)展，PTA產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量迅速增長(zhǎng)。近幾年P(guān)TA裝置大量國(guó)產(chǎn)化，發(fā)展PTA生產(chǎn)技術(shù)成為推動(dòng)聚酯工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容。預(yù)加熱器是PTA裝置中尾氣膨脹機(jī)前的一臺(tái)換熱設(shè)備，將空氣反應(yīng)后產(chǎn)生的尾氣加熱到130 180°C，然后進(jìn)入尾氣膨脹機(jī)進(jìn)行壓力能的回收。由于尾氣中含有溴化物和包括醋酸的有機(jī)物(如對(duì)二 甲苯和醋酸甲酯等)，腐蝕性特別強(qiáng)，所以預(yù)加熱器與尾氣接觸部分的材料通常選用鈦材。由于尾氣在通過管板時(shí)產(chǎn)生撞擊，尾氣中的水會(huì)有析出，與尾氣中的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)結(jié)合會(huì)對(duì)管板和換熱管接頭產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕；再加上氣流的沖刷，加熱器尾氣進(jìn)口處的管板和換熱管接頭即使采用鈦材仍會(huì)很快被腐蝕，設(shè)備使用壽命大大縮短。如果整體改用抗腐蝕性更好的材料，制造成本又非常高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有尾氣預(yù)加熱器存在的上述的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器。該加熱器耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括進(jìn)氣管箱、殼芯部件及出氣管箱，進(jìn)氣管箱及出氣管箱分別與殼芯部件的進(jìn)氣端及出氣端相連接；所述殼芯部件的進(jìn)氣端設(shè)有管端防護(hù)部件，所述管端防護(hù)部件包括鋯板及鋯管，其中鋯板安裝在殼芯部件進(jìn)氣端的管板上，所述鋯管的一端與鋯板連接，另一端插設(shè)在殼芯部件的換熱管內(nèi)。其中所述鋯板通過鋯材螺釘固接在殼芯部件進(jìn)氣端的管板上，在鋯板設(shè)有與換熱管數(shù)量相等的鋯管，鋯管的一端密封焊接在鋯板上，由進(jìn)氣管箱進(jìn)入的尾氣經(jīng)所述鋯管進(jìn)入到換熱管內(nèi)進(jìn)行換熱；所述進(jìn)氣管箱及出氣管箱為錐臺(tái)狀，分別位于殼芯部件的進(jìn)、出氣端；所述加熱器為軸向進(jìn)氣，軸向出氣；所述殼芯部件包括殼體、管板、換熱管及支撐板，該殼芯部件為固定管板式結(jié)構(gòu)，即殼體的兩端均與管板直接焊接；所述殼體上部設(shè)有多個(gè)蒸汽進(jìn)口，下部設(shè)有凝液出口，殼體內(nèi)安裝了多個(gè)支撐板，各換熱管均由各個(gè)支撐板穿過；所述支撐板的上、下兩端分別留有供蒸汽和凝液自由流動(dòng)的缺口 ；所述殼體上端內(nèi)壁與換熱管之間以及殼體下端內(nèi)壁與換熱管之間分別留有蒸汽空間和凝液空間。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為本實(shí)用新型在鈦材蒸汽加熱器尾氣進(jìn)口端管板上增加鋯材管端防護(hù)部件、在殼程設(shè)置多個(gè)蒸汽進(jìn)口等特點(diǎn)，除具有技術(shù)安全、穩(wěn)定性好、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)外，更具有耐腐蝕性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，制造成本低等特點(diǎn)，具體為I.本實(shí)用新型采用鋯材管端防護(hù)部件，提高了耐蝕性，滿足了工況要求，增長(zhǎng)了使用壽命。如不帶管端防護(hù)，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備投資成本增加；如整體采用耐蝕性更好的材料如鋯材，一次設(shè)備投資成本要增加幾倍。本實(shí)用新型在滿足使用工況的情況下，大大的降低了材料及加工成本。2.錐臺(tái)狀進(jìn)出氣管箱部件，使氣流平穩(wěn)，大大降低了壓力損失，提高了整臺(tái)機(jī)組的效率。 3.殼芯部件采用固定管板式結(jié)構(gòu)，防止了蒸汽泄漏；多個(gè)蒸汽進(jìn)口的設(shè)置使蒸汽分布均勻；支撐板采用上下缺口型，使蒸汽分布均勻，凝液流動(dòng)自由；布管上考慮蒸汽空間和凝液空間，使所有換熱管都能有效換熱，大大提高了設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性。

圖I為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為圖I中管端防護(hù)部件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2B為圖2A的側(cè)視圖；圖2C為圖2A中I處的局部放大圖；圖2D為圖2A中II處的局部放大圖；圖3為本實(shí)用新型管端防護(hù)部件與管板連接的示意圖；其中I為進(jìn)氣管箱，2為管端防護(hù)部件，3為殼芯部件，4為出氣管箱，5為支撐板，6為鋯材螺釘，7為鋯板，8為管板復(fù)層，9為鋯管，10為管板基層，11為換熱管，12為蒸汽進(jìn)口，13為凝液出口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖I所示，本實(shí)用新型包括進(jìn)氣管箱I、管端防護(hù)部件2、殼芯部件3及出氣管箱4，其中進(jìn)氣管箱I及出氣管箱4分別與殼芯部件3的進(jìn)氣端及出氣端相連接；殼芯部件3的進(jìn)氣端的管板上設(shè)有管端防護(hù)部件2。如圖2A 2D及圖3所示，管端防護(hù)部件2包括鋯板7及鋯管9，其中鋯板7通過鋯材螺釘6固接在殼芯部件3進(jìn)氣端的管板上，在鋯板7上設(shè)有與殼芯部件13的換熱管11數(shù)量相等的鋯管9，鋯管9的一端密封焊接在鋯板7上，另一端插設(shè)在殼芯部件3的換熱管11內(nèi)、形成襯管，由進(jìn)氣管箱I進(jìn)入的尾氣經(jīng)鋯管9進(jìn)入到換熱管11內(nèi)進(jìn)行換熱。進(jìn)氣管箱I及出氣管箱4分別位于殼芯部件3的進(jìn)、出氣端，采用軸向進(jìn)氣、軸向出氣；進(jìn)氣管箱I及出氣管箱4均為錐臺(tái)狀，可使氣流速度成線性降低和增加，減小壓力損失。殼芯部件3包括殼體、管板、換熱管11及支撐板5,該殼芯部件3為固定管板式結(jié)構(gòu)，即殼體的兩端均與管板直接焊接，防止蒸汽泄露；殼體上部設(shè)有多個(gè)蒸汽進(jìn)口 12、使蒸汽均勻分布，下部設(shè)有凝液出口 13，殼體內(nèi)安裝了多個(gè)支撐板5，采用上、下缺口型，即支撐板5的上、下兩端分別距殼體內(nèi)壁留有距離，使上部的蒸汽和下部的凝液能夠自由流動(dòng)，支撐板5的下端兩側(cè)焊接有滑桿。換熱管布置時(shí)考慮蒸汽空間和凝液空間，確保所有換熱管都能有效換熱，即殼體上端內(nèi)壁與換熱管11之間以及殼體下端內(nèi)壁與換熱管11之間分別留有蒸汽空間和凝液空間，這樣一來上部的氣相空間大，擴(kuò)散均勻，而下部又避免換熱管11被泡在凝液里、影響換熱。管板包括管板復(fù)層8及管板基層10，換熱管11由管板基層10穿過、焊接在管板復(fù)層8的外表面；每個(gè)支撐板5上都開有多個(gè)孔，各換熱管11由支撐板5上的孔穿過，支撐板5對(duì)換熱管11可以起到支撐作用。本實(shí)用新型的鋯板7、鋯管9的牌號(hào)均為R60702，換熱管11為鈦管。本實(shí)用新型的工作原理為進(jìn)氣管箱I和出氣管箱4分別安裝在殼芯部件3的兩端，鋯板7和鋯管9采用密封焊接形式組成管端防護(hù)部件2，再用鋯材螺釘6將管端防護(hù)部件2緊固到進(jìn)氣端的管板 上，連接成一個(gè)整體。尾氣經(jīng)過進(jìn)口管箱I進(jìn)入加熱器內(nèi)部，通過換熱管到達(dá)出氣管箱4，依靠殼程的高溫蒸汽完成換熱過程。在進(jìn)口管箱I中尾氣直接吹打在防護(hù)鋯板7上，再通過鋯管9進(jìn)入換熱管11內(nèi)，有效地防止了氣體對(duì)設(shè)備本身的管板和換熱管接頭的沖刷和腐蝕。本實(shí)用新型的管端防護(hù)部件，具有高防腐蝕性，保證了加熱器的穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型采用鋯材管端防護(hù)部件，局部采用貴重金屬鋯R60702，滿足了工況要求，大大降低了設(shè)備投入成本。
權(quán)利要求1.一種帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，包括進(jìn)氣管箱、殼芯部件及出氣管箱，進(jìn)氣管箱及出氣管箱分別與殼芯部件的進(jìn)氣端及出氣端相連接；其特征在于所述殼芯部件(3)的進(jìn)氣端設(shè)有管端防護(hù)部件(2)，所述管端防護(hù)部件(2)包括鋯板(7)及鋯管(9)，其中鋯板(7)安裝在殼芯部件(3)進(jìn)氣端的管板上，所述鋯管(9)的一端與鋯板(7)連接，另一端插設(shè)在殼芯部件(3)的換熱管(11)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求I所述帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，其特征在于所述鋯板(7)通過鋯材螺釘￠)固接在殼芯部件(3)進(jìn)氣端的管板上，在鋯板(7)設(shè)有與換熱管(11)數(shù)量相等的鋯管(9)，鋯管(9)的一端密封焊接在鋯板(7)上，由進(jìn)氣管箱⑴進(jìn)入的尾氣經(jīng)所述錯(cuò)管(9)進(jìn)入到換熱管(11)內(nèi)進(jìn)行換熱。
3.按權(quán)利要求I或2所述帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，其特征在于所述進(jìn)氣管箱(I)及出氣管箱(4)為錐臺(tái)狀，分別位于殼芯部件(3)的進(jìn)、出氣端；所述加熱器為軸向進(jìn)氣，軸向出氣。
4.按權(quán)利要求I或2所述帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，其特征在于所述殼芯部件(3)包括殼體、管板、換熱管(11)及支撐板(5)，該殼芯部件(3)為固定管板式結(jié)構(gòu)，即殼體的兩端均與管板直接焊接；所述殼體上部設(shè)有多個(gè)蒸汽進(jìn)口(12)，下部設(shè)有凝液出口(13)，殼體內(nèi)安裝了多個(gè)支撐板(5)，各換熱管(11)均由各個(gè)支撐板(5)穿過。
5.按權(quán)利要求4所述帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，其特征在于所述支撐板(5)的上、下兩端分別留有供蒸汽和凝液自由流動(dòng)的缺口。
6.按權(quán)利要求4所述帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，其特征在于所述殼體上端內(nèi)壁與換熱管(11)之間以及殼體下端內(nèi)壁與換熱管(11)之間分別留有蒸汽空間和凝液空間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及精對(duì)苯二甲酸(PTA)裝置用尾氣膨脹機(jī)機(jī)組中的預(yù)加熱器，具體地說是一種帶管端防護(hù)的鈦材蒸汽加熱器，包括進(jìn)氣管箱、殼芯部件及出氣管箱，進(jìn)氣管箱及出氣管箱分別與殼芯部件的進(jìn)氣端及出氣端相連接；所述殼芯部件的進(jìn)氣端設(shè)有管端防護(hù)部件，所述管端防護(hù)部件包括鋯板及鋯管，其中鋯板安裝在殼芯部件進(jìn)氣端的管板上，所述鋯管的一端與鋯板連接，另一端插設(shè)在殼芯部件的換熱管內(nèi)。當(dāng)尾氣進(jìn)入管箱后直接通過管端防護(hù)部件進(jìn)入換熱管內(nèi)，對(duì)管板和換熱管管頭無任何沖刷和腐蝕，大大延長(zhǎng)了加熱器的使用壽命，降低了設(shè)備投入成本。
文檔編號(hào)F28F9/013GK202382610SQ201220217610
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者張玉輝, 毛薦, 洪俊, 王尚峰, 薛斌, 郭寶剛, 陳曉君 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)壓力容器有限公司