[实用新型]耐烟气冲蚀的高效空气预热器

说明书

1、技术领域

本实用新型是关于耐烟气冲刷腐蚀的高效空气预热器，属于机械装备工程中热交换专用设备的高效换热节能设备。具体可用于石油炼制与化工、煤化工、化肥、空调、空冷、电力设施装备等等的热交换要求上。

2、背景技术

(1)传统铸铁空气预热器的结构及功能

铸铁式翅片板空气预热器的安装形式根据需要可自由确定，既可卧式、立式，也可倾斜式安装，但是以卧式安装较多。如图1所示是一台(翅片)立式安装运行的空气预热器，总体上是长方体形结构。

其基本结构是：这种耐烟气低温腐蚀的高效空气预热器，包括预热器壳体、弹性密封结构和铸铁翅片板形换热元件，铸铁翅片板由基板和翅片组成，铸铁翅片板两两之间通过图5所示的螺栓紧固连接，其结构特征在于：所述的换热元件的材质为铸铁；基板采用平面型或波浪型；翅片是非连续的，其单个翅片的形状的外轮廓可为矩形、或舌形、或扇形、或圆形、或针形，等等。横截面可为完全流纺锤线型、或部分纺锤流线型、或扁弓型，等等。换热元件的翅片高度为8-80mm等高或不等高或混合高度分布；翅片密度为5-110mm等高或不等距或混合间距分布；翅片厚度为2-8mm。换热元件的翅片的排布为并列式，或交错式，或偏心交错式，等等。

参考示图1和图2，其基本功能是：尚带低温余热的烟气从顶部矩形开口高速吸进空气预热器，经对翅片换热板放热后从空气预热器底部矩形开口被吸出。而空气则的流程分为两程，从空气预热器右侧下半部的矩形开口高速压进，水平流到左侧的矩形盖板后完成一程，然后90°转折沿着盖板向上流动，再90°转折后水平流到空气预热器右侧上半部的矩形开口流出，完成第二程，在这两程中，空气从翅片换热板吸热。总的是烟气自上而下流动，空气流动方向与烟气流动方向垂直。

(2)传统铸铁空气预热器存在的问题

传统铸铁空气预热器存在进口翅片冲刷腐蚀的问题，如图3所示。根据现场检修观测报告和翅片断口新旧、断口光滑程度综合分析判断，开始时冲蚀只是进口局部区域，随着最前锋的翅片被冲蚀，紧跟其后的翅片变成最前锋的翅片，这样使得被冲蚀的翅片范围从端口向内逐渐扩大。当较多的翅片被冲蚀后，换热面积减少、气流扰动降低影响换热效果，降低加热炉的热效率。

相对而言，空气侧的腐蚀和冲蚀现象较少。为了预防冲蚀，人们改良铸铁材质，直接在钢水冶炼时添加耐磨元素成份，或者在铸件成品容易冲蚀的部位涂抹渗入耐磨元素成份，但是成本上升却收效不大。

传统铸铁式翅片板空气预热器存在的问题也是其他形式的空气预热器或多或少存在的问题，由此可见，结合其存在的问题进行改进，具有很强的工程意义。

(3)改善传统铸铁空气预热器的技术思路

分析烟气冲蚀的作用机理，主要是硬颗粒对低硬度铸铁疏松组织的物理冲刷，该物理过程主要由运行操作引起。对此，采取如下技术思路：

通过设计新型的流道改善流态，强化空气与高温烟气的传热，优化换热，充分降低烟气温度，节省燃料消耗。

通过优化结构设计，减换其突然冲击的损伤。

通过改进翅片换热板的制造工艺，使翅片板铸造组织紧密结实，降低翅片根部的应力集中和整块换热板的残余应力，提高翅片板的表面平滑光洁度，延缓烟气酸露点的腐蚀，延长换热设备的使用寿命。

3、发明内容

本实用新型的目的在于克服传统铸铁空气预热器存在进口翅片被烟气冲刷腐蚀的问题，而提供一种耐烟气冲蚀的高效空气预热器，包括预热器壳体、弹性密封结构和铸铁翅片板形换热元件，铸铁翅片板由基板和翅片组成，其结构特征在于：所述的换热元件的材质为铸铁；基板采用平面型或波浪型；翅片是非连续的，其单个翅片的形状的外轮廓可为矩形、或舌形、或扇形、或圆形、或针形，等等。横截面可为完全流纺锤线型、或部分纺锤流线型、或扁弓型，等等。换热元件的翅片高度为8-80mm等高或不等高或混合高度分布；翅片密度为5-110mm等高或不等距或混合间距分布；翅片厚度为2-8mm。换热元件的翅片的排布为并列式，或交错式，或偏心交错式，等等。其主要特征是：烟气进口端填充有多功能的海绵型金属。

进一步具体说明其特征如下：

(1)烟气和空气两流程的外壳虽然是矩形结构，但是截面内的流道不是完全的矩形结构，具体地说近似矩形的流道其四个角不是尖锐的90°角，而是图2和图4所示带有明显圆弧的转角，一般地说其圆弧不小于20mm，既避免应力集中，又改善气体流态。