[发明专利]一体式翅片管换热器

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术中的翅片管换热器，具体涉及一种耐烟尘气腐蚀高效紧凑式换热器。

背景技术

节能、减排、降耗是我国的基本国策，当前在低排放动力电厂、石油炼制、工业炉、加热炉、煤化工、化纤、水泥工业热量回收领域面临的挑战是改善设备和工艺流程的高效性、成本的经济性，使能源效率最大化。在烟气余热回收领域，换热器扮演着极为重要的角色，烟气排放温度通常在280～650℃范围，由于烟气回收中伴随大量的烟尘颗粒及酸性腐蚀物，致使现役换热器出现换热效率低、露点腐蚀、磨损、积尘等问题，严重影响热回收效能。因此需要换热器应用新技术适应该类生产条件。防烟尘耐腐蚀换热器必须考虑其具有高传热效率及低阻值，尽可能低的生产成本，较高的耐腐蚀、耐磨损、耐高温性能和较高的使用寿命。本发明所提出的耐酸性烟尘高效换热器，从应用上能够替代目前使用不锈钢等贵重材料，使制造成本大大降低；其传热高效性使排烟温度降低，减少排烟损失，提高运行的经济性；采用镀层十涂层复合镀技术使换热器材料应用延展到一个新的方向。

在热量回收领域急需改善工艺设备，使设备向着高效率及降低机械损失的方向发展。目前在低排放动力电厂、石油炼制、工业炉、加热炉、煤化工、化纤、水泥工业热量回收领域的余热回收系统中，烟气进口温度大致在280～650℃范围、由于烟气回收中伴随大量的烟尘颗粒及酸性腐蚀物，致使现役换热器出现换热效率低、腐蚀、磨损、积尘问题，严重影响热回收效能。

由于烟气热回收领域换热器工作条件恶劣，腐蚀带来的损坏情况十分严重，近年来，研究方向一度转向新材料应用。选用特种耐腐蚀材料虽然能够做到一次投资一劳永逸，但价格过高。目前换热器涂层中常用的阴极性镀层，其耐蚀性决定于其致密程度与封闭性，尤其在温度超过200℃的环境中，很小的镀层孔隙就会造成严重电偶腐蚀，最终使管壁穿孔。在大型换热器化学镀施工中很难获得绝对无孔隙的镀层。以陶瓷为主的无机涂层虽然耐腐蚀、耐温性很好，但是较差的机加工性能、导热系数及线膨胀性大大限制了它的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足提供一种一体式翅片管换热器，针对280～650℃的耐腐蚀、耐冲击、高温条件，以紧凑式换热器为基本结构，本发明的烟尘换热器为一种新型高效换热器。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种一体式翅片管换热器，包括壳体和管束，其特征在于壳体两端分别设有管箱，壳体侧壁上设有流体进口和流体出口，流体进口处壳内侧装有导流筒，流体进入流体进口经导流筒(5)进行纵向均匀分配，与管束均匀接触；导流筒与壳体进行焊接连接，靠近流体进口的管箱上设有管束流体出口，靠近流体出口的管箱上设有管束流体进口，管束由若干个间隔排列的折流栅支撑，管束的一端与管箱上的管束流体进口连通，管束的另一端与管箱上的管束流体出口连通，管束中每根管子通过管板进行连接。

上述一体式翅片管换热器，所述管束由多个翅片管组成，翅片管为管与翅片一体式加工而成。

上述一体式翅片管换热器，相邻的两个折流栅之间相互垂直。

上述一体式翅片管换热器，所述管束通过管板进行连接，连接形式为焊接、胀接或胀焊；所述壳体为筒体形状；所述管束与管板通过胀接、焊接、胀接加焊接或者可拆密封连接。

本发明针对腐蚀性带颗粒冲击烟尘气的恶劣工作条件，提出一种基于纵向流、化学复合镀翅片管换热器，适用于腐蚀性含尘排放气的新型烟尘高效换热器。即在换热器烟气强化侧流体整体呈纵向流(大致平行于管束)，换热管管外采用一体式翅片强化传热结构，能够较好的满足强化传热和低机械功耗这种要求。

针对耐腐蚀要求，提出阳极性镀层十涂层复合镀(在合金镀层的基础上涂敷有机聚合物)，控制厚度在100nm左右，使其具有耐磨、防腐、防污性能，导热系数接近基体金属，从而不因涂层减少传热系数。

该发明中耐烟尘气腐蚀高效紧凑式换热器，包括壳体和管束，壳体上设有流体进口和流体出口，及导流筒。壳体两端分别设有管箱，管箱上设有管束流体进口和出口，所述壳体呈现圆形截面形状，所述管束由多个翅片管组成管束芯，管束由平行栅圈交错支撑。

为进一步实现本发明的目的，所述管束翅片管为管与翅片一体式加工而成，管壁厚为2～5mm，翅高3～8mm，间距3～5mm管壁外具有耐腐蚀涂层，涂层厚度100um左右。

所述管束与管板通过胀接、焊接、胀接加焊接或者可拆密封连接。

壳体进口壳内侧装有导流筒，导流筒与筒体进行焊接连接，充分实现纵向流的分布均匀性。