[发明专利]焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片及取热装置

说明书

本发明提供了焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片，包括直翅片本体(1)和设于直翅片本体(1)上的一组V形切口(2)；所述V形切口(2)的深度h小于直翅片本体(1)的宽度H；在直翅片本体(1)纵向方向上，相邻V形切口(2)的间距自下而上增大。本发明还提供了包括上述直翅片的取热装置和发电装置。该直翅片结构简单、成本低廉、使用方便，大大强化了荒煤气侧的传热性能，提高了壁面温度；同时，V形切口在直翅片顶端的宽度、角度、及高度方向的间距根据装置使用时的温度场分布确定，使装置使用时，翅片顶端的纵向膨胀量小于或等于切口宽度，高度方向的总体膨胀后仍使直翅片保持平整的矩形，不和内筒壁脱落，大大延长了使用寿命。

技术领域

本发明属于属于锅炉设备技术领域，特别涉及一种焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片，还涉及包括上述直翅片的焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置，还涉及包括上述直翅片的焦炉上升管余热锅炉发电装置。

背景技术

翅片是板翅式换热器的基本元件，板翅式换热器中的传热过程主要是通过翅片的热传导以及翅片与流体之间的对流换热来完成的。翅片为二次换热面，不仅能起到扩大传热面积、提高换热器紧凑性和传热效率的作用，而且还有支撑芯体，提高换热器强度和承压能力的作用。

板翅式换热器作为一种高效、紧凑、轻巧的换热设备，已在石油化工、航空航天、电子、冶金和机械等领域得到广泛应用，并在利用热能、回收余热、节约原料、降低成本以及一些特殊用途上取得了显著的经济效益。板翅式换热器为高效紧凑的换热设备之一，其主要传热元件是板间的翅片，常用的翅片形式主要有：平直翅片、锯齿翅片、波纹翅片、百叶窗翅片、开缝翅片等。翅片的表面特性决定着整个换热器中的流体流动和传热特性，随着板翅式换热器应用范围的逐步扩大，对翅片性能提出了更高的要求，开发新型翅片的需求也越来越迫切。

焦炉能对煤炭做高温干馏处理，将其高效地转换为焦炭、焦炉煤气、煤焦油、粗苯等产物，是高效的能量转换窑炉。在焦炉支出热中，650℃-700℃荒煤气的带出热约占36％，具有极高的回收利用价值。

焦炉上升管荒煤气余热回收装置中采用板式换热器可以大大提高热回收效率，然而在使用过程中，荒煤气在筒内自下而上流动，取热介质在筒外也是自下而上流动，呈顺流方式。对于流经荒煤气的筒壁而言，下部由于同时受到炉膛辐射传热的影响，下部的温度明显高于上部，因而直翅片同样也为下部的温度明显高于上部，同时，在同一个高度位置上，直翅片顶端的温度又高于直翅片根部处的温度。如果将常规的长方形薄板结构的直翅片直接焊接于荒煤气通道的筒壁，对每个直翅片的顶端，下部的受热膨胀率大于上部，同时，在同一个高度位置上，翅片顶端的受热膨胀率大于根部，因此，对于整个直翅片而言会出现较为复杂的、处处不一样的膨胀情况，且与筒壁不一致，最终会出现直翅片与筒壁的焊缝因被撕裂而脱开，使得直翅片的传热面积失效。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片，还提供了该直翅片的应用。

技术方案：本发明提供的焦炉上升管荒煤气余热回收取热装置用直翅片，包括直翅片本体(1)和设于直翅片本体(1)上的一组V形切口(2)；所述V形切口(2)的深度h小于直翅片本体(1)的宽度H；在直翅片本体(1)纵向方向上，相邻V形切口(2)的间距自下而上增大。V形切口在直翅片顶端的宽度、角度、及高度方向的间距根据装置使用时的温度场分布确定，使装置使用时，翅片顶端的纵向膨胀量小于或等于切口宽度，高度方向的总体膨胀后仍使直翅片保持平整的矩形，不和内筒壁脱落。

作为改进，在直翅片本体(1)纵向方向上，所述一组V形切口(2)自下而上依次编号为Q1至Qn-1；Q1至直翅片本体(1)底端的间距为L1，相邻V形切口(2)的间距自下而上为L2至Ln-1，Qn-1至顶端的间距为Ln；L1至Ln数值增大。

作为进一步改进，L1至Ln基本组成等差数列。