專利名稱：整體熱管式復(fù)合相變換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種應(yīng)用于鍋爐、工業(yè)窯爐及化工熱設(shè)備的整體熱管式復(fù)合相變換熱設(shè)備，特別涉及對空氣預(yù)熱器和省煤器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
鍋爐、工業(yè)窯爐及化工熱設(shè)備低溫區(qū)受熱面結(jié)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(shè)備低溫區(qū)結(jié)露問題，即要提高低溫區(qū)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?，F(xiàn)狀是不得不提高排煙溫度，以使結(jié)露問題得到緩解。提高排煙溫度，受熱面壁溫也能相應(yīng)提高，但這樣做，就降低了鍋爐效率，浪費(fèi)了能源，且受熱面壁溫提高有限，結(jié)露現(xiàn)象仍不能消除，往往一年半或更短時間，空氣預(yù)熱器就會嚴(yán)重腐蝕報廢。為了提高鍋爐工作效率，使其節(jié)能，并能達(dá)到環(huán)保要求，就要降低排煙溫度。這樣一方面為解決鍋爐因結(jié)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(dá)到環(huán)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(jié)露問題。在排煙溫度降低時，首先遇到的是尾部受熱面的結(jié)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(fù)合式相變換熱器，如附圖3所示。其結(jié)構(gòu)是聯(lián)箱1通過圓管17與汽包6聯(lián)通，組成密封的相變換熱連通器。汽包內(nèi)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(nèi)，受到煙氣加熱。煙道前方設(shè)置空氣預(yù)熱器，煙氣先對在空氣預(yù)熱器管19內(nèi)流過的空氣加熱?？諝忸A(yù)熱器管一端通過管板、管道連接鼓風(fēng)機(jī)，另一端通過管板、管道將加熱過的空氣送入鍋爐的爐膛內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的復(fù)合式相變換熱器，由于采用單向閥結(jié)構(gòu)，腔內(nèi)只能處在微正壓狀態(tài)，飽和溫度仍然不夠高。受熱面壁溫度不能高，還會產(chǎn)生結(jié)露問題；且受熱面壁溫度不能任意設(shè)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(jié)能、又能防止結(jié)露造成的低溫腐蝕的整體熱管式復(fù)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(shè)定溫度，并且自動保持在這個設(shè)定的數(shù)值上。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的。整體熱管式復(fù)合相變換熱器，包括有聯(lián)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(nèi)，其特征在于聯(lián)箱1與翅片管2連通，并通過連接管4與汽包6連通；聯(lián)箱、翅片管和汽包構(gòu)成內(nèi)腔連通相變換熱的壓力容器；隔板3將容器外側(cè)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(nèi)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(jìn)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(nèi)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(jié)露現(xiàn)象。技術(shù)關(guān)鍵就在于提高相變工質(zhì)的壓力。本實用新型采用針閥取代已有技術(shù)中的單向閥結(jié)構(gòu)。因為單向閥結(jié)構(gòu)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(zhì)溫度只能達(dá)到100℃，受熱面壁溫不超過105℃。為了使壁面達(dá)到更高溫度，要求汽包是一個壓力容器。根據(jù)水蒸汽的特性，當(dāng)壓力為2[大氣壓]時，飽和溫度可達(dá)120℃，壓力達(dá)3.6[大氣壓]時，飽和溫度可達(dá)140℃。通過這個關(guān)系，可以很容易地把受熱面壁溫設(shè)計在所需的溫度上。本實用新型工作原理是，由翅片管2、聯(lián)箱1和汽包6封閉構(gòu)成了一個內(nèi)腔連通且承壓的空氣預(yù)熱器。可根據(jù)需要令腔內(nèi)相變工質(zhì)的壓力發(fā)生變化。為了強(qiáng)化傳熱，采用帶翅片的翅片管2。為了適應(yīng)高空氣預(yù)熱溫度的要求，空氣預(yù)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(zhì)(蒸餾水)吸收煙氣熱量后產(chǎn)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(xù)上升，對流經(jīng)盤管中的水加熱。盤管中水的流量由旁通電磁閥組調(diào)節(jié)，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(fā)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(jī)電腦，它把溫度計測到的受熱面壁溫與設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，如果兩者差別在允許值內(nèi)，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(nèi)蒸汽壓力上升，相變工質(zhì)飽和溫度上升，導(dǎo)致受熱面壁溫上升。當(dāng)要求的壁溫設(shè)定后，如果壁溫偏高，壁溫自動控制器就依次關(guān)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(shè)定值。為了防止相變換熱器的老化，在汽包的頂部設(shè)置了專門的具有反復(fù)除氣充液功能的針閥，可在設(shè)備運(yùn)行條件下很容易地進(jìn)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(jié)能要求的情況下，大幅度提高受熱面壁溫，徹底避免了結(jié)露的產(chǎn)生，從而有效地防止了鍋爐、工業(yè)窯爐及化工熱設(shè)備低溫腐蝕問題，延長了設(shè)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(huán)境保護(hù)。本裝置可以設(shè)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(shè)備在最佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)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(shè)定溫度，并且自動保持在這個設(shè)定的數(shù)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(jié)能，增加的投資可快速收回。


1聯(lián)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(yù)熱器管。
附圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2是管束A-A剖視圖。
附圖3是現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例聯(lián)箱1與翅片管2連通，并通過連接管4與汽包6連通；聯(lián)箱、翅片管和汽包構(gòu)成內(nèi)腔連通的相變換熱壓力容器；隔板3將容器外側(cè)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(nèi)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(nèi)，針閥7安裝在汽包的頂端。盤管的進(jìn)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(quán)利要求1.一種整體熱管式復(fù)合相變換熱器，包括有聯(lián)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(nèi)，其特征在于聯(lián)箱(1)與翅片管(2)連通，并通過連接管(4)與汽包(6)連通；聯(lián)箱、翅片管和汽包構(gòu)成內(nèi)腔連通的相變換熱壓力容器；隔板3將容器外側(cè)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(nèi)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(quán)利要求1所述的整體熱管式復(fù)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(jìn)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(nèi)的翅片管上。
3.按照權(quán)利要求2所述的整體熱管式復(fù)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(yīng)用于鍋爐、工業(yè)窯爐及化工熱設(shè)備的整體熱管式復(fù)合相變換熱設(shè)備,特別涉及對空氣預(yù)熱器和省煤器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。聯(lián)箱、翅片管和汽包構(gòu)成內(nèi)腔連通的相變換熱壓力容器;隔板將容器外側(cè)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(jìn)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(shè)備能有效防止受熱面因結(jié)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(yōu)先權(quán)日1999年4月23日
發(fā)明者楊本洛 申請人:楊本洛