[实用新型]一种具有大螺旋翅片内壁的上升管荒煤气余热回收装置

说明书

本实用新型提供的一种具有大螺旋翅片内壁的上升管荒煤气余热回收装置，包括换热管以及固定于换热管内壁面的一组翅片；每个翅片均呈螺旋形焊接于换热管内壁面；所述翅片的倾角为0°以上，翅片的表面本身与换热管的内壁面处处垂直。该上升管荒煤气余热回收装置结构简单、成本低廉，通过在换热管内部设置具有大螺旋形翅片，从而对荒煤气的流动具有更强的扰动，强化了荒煤气的对流传热，大大提高了换热效率。

技术领域

本实用新型属于焦炉设备领域，特别涉及一种具有大螺旋翅片内壁的上升管荒煤气余热回收装置。

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，700℃-850℃荒煤气的带出热约占36％，具有极高的回收利用价值。

换热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。然而，目前的换热管中通常采用垂直设置的一组平行的翅片，虽然强化了荒煤气侧的换热，但对荒煤气的扰动影响不是很大，换热效果并没有达到最佳。

实用新型内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种具有大螺旋翅片内壁的上升管荒煤气余热回收装置。

技术方案：本实用新型提供的一种具有大螺旋翅片内壁的上升管荒煤气余热回收装置，包括换热管以及固定于换热管内壁面的一组翅片；每个翅片均呈螺旋形焊接于换热管内壁面；所述翅片的倾角为40°以上，翅片的表面本身与换热管的内壁面处处垂直。

螺旋形翅片的倾角为40°以上，有利于粉尘的重力掉落，使其不集聚在翅片表面。螺旋形翅片的倾角角度的设置是根据荒煤气中所含粉尘的安息角确定的，翅片的表面本身与换热管的内壁面处处垂直，依据为：焦炉荒煤气中的粉尘包含焦炭颗粒、煤粉、石墨颗粒等，其流动时的安息角一般为40°左右；因此，大螺旋翅片的立体倾斜角必须有θ1≥40°，才能保证荒煤气中粉尘的掉落，而不沉积于翅片表面。

表1荒煤气中所含粉尘的安息角

作为改进，所述上升管荒煤气余热回收装置展开的结构为：一组翅片倾斜设置于换热管内壁面，所述翅片的倾角为40°以上，翅片表面本身与换热管的内壁表面处处垂直；所述翅片包括大螺旋的翅片本体和设于翅片本体上的一组V形锲口；所述V形锲口的深度h小于翅片本体的宽度H；在翅片本体纵向方向上，相邻V形锲口的间距自下而上增大。

上升管荒煤气余热回收装置的换热管在制作时采用在一块平整的钢板上倾斜地焊接直翅片，翅片设有V形锲口，从而，焊接后钢板卷成筒形时，翅片内侧受挤压、外侧受拉伸，V形锲口正好弥补了挤压；此外，锲口间距不同及“V”形锲口的形状是因为：烟气通过时，自荒煤气入口至荒煤气出口的翅片受热不同膨胀不等，内侧高温膨胀量大、外侧低温膨胀量小。