[实用新型]一种列管式空气预热器高温段内保温结构

说明书

本实用新型公开了一种列管式空气预热器高温段内保温结构，是一种阻隔高温空气对设备筒体产生烧穿损坏，保证筒体材料在高温条件下的强度在许用范围内的内保温结构，该结构包括筒体(1)、内衬筒(2)、锚固钉(3)、压条(4)、陶瓷纤维折叠块(5)、加强筋(6)。焊接在筒体(1)上的锚固钉(3)与加强筋(6)一起构成固定框架；安装在框架内的陶瓷纤维折叠块(5)构成对筒体(1)不受高温空气影响的保护层；相叠连接的内衬筒(2)与压条(4)一起构成对陶瓷纤维折叠块(5)保温层的防护。该保温结构同样适用其他类似工况保温层的结构。

技术领域

本实用新型涉及一种列管式高温空气预热器，其高温空气出口在设备的下部，为保证空气预热器(简称APH)高温段的强度，采用内衬隔热保温层的方法防止下部壳体强度低于材料的许用应力值以及膨胀变形引起的损坏，该保温结构是一种在高温段内衬保温层来阻隔高温空气对筒体产生烧穿损坏，保证筒体材料在高温条件下的强度在许用范围内的一种列管式空气预热器高温段内保温结构。

背景技术

多年来，广泛用于炭黑、化工、化肥等领域的列管式高温空气预热器，主要将反应过程产生的尾气用于加热空气，得到高温的空气后再回到反应炉参与反应和助燃，达到节能环保的目的。一般根据反应炉产生的尾气温度配备的列管式APH加热空气从400℃到950℃不等。通常情况下对于650℃以下的APH采用单层壳体，下部高温段采用耐高温不锈钢材料其强度和屈服强度均在许用应力范围内。对于700℃～800℃的APH采用双壳体结构，下部高温段用有一定间隙的双层耐高温材料其材料级别有所提高，目的就是增强高温段的强度。对于850℃～950℃的超高温APH，几乎无金属材料能够耐受如此高温，因此采用在筒体内衬保温材料来阻挡高温空气对壳体产生的热影响，使筒体达到材料使用温度下的许用应力范围。

一直以来APH高温段内衬保温层的结构是用锚固钉将陶瓷纤维板固定在筒体内侧，再用内衬筒保护陶瓷纤维板，避免高温空气直接吹陶瓷纤维板。实际工况下，内衬筒在高温下产生热胀伸长比筒体大，热胀量无法得到释放，只能以扭曲或内凹变形方式保持与外筒体伸长一致，高温情况下其强度远远低于许用应力，在热应力的作用下很快就破损，高温空气直接将陶瓷纤维板吹散并从出风口进入反应炉，混入反应物料中形成杂质，给产品质量造成严重的不合格，并且APH高温段失去保温层，很快就烧穿，对现场操作人员及设备带来极大的安全隐患。传统的列管式高温APH工作原理：超过1000℃的反应尾气从底部部进入APH管程，经与冷空气进行热交换后温度有所降低再从管束上部出去到下一台设备；冷空气从上部进入APH壳程，通过折流板导向与管束进行充分热交换后变为热空气从下部空气出口再回到反应炉助燃并参与反应，其特征在于：列管式APH高温段壳体内衬保温层为陶瓷纤维板、内衬筒保护保温层接触高温空气，来满足降低外筒体温度保证其强度不超过材料许用应力的要求。

其缺点是：

一、内衬筒与高温空气直接接触，基本上没有任何强度，而外筒体由于有保温层的保护，温度远低于内衬筒两者产生的热胀相差较大，内筒体强度远远低于外筒体无法释放内应力而变形并很快损坏；

二、陶瓷纤维板在安装时主要靠人工来压紧，安装的致密度不能保证均匀一致且达不到安装要求，一旦内衬筒体防护层破损，很容易被热空气吹散；

三、内筒体损坏后，带有一定压力的高温空气直接吹到保温层，陶瓷纤维板很快被吹散露出外筒体，外筒体不但强度低于许用应力值而且短期就被烧穿，对现场操作人员和设备都非常危险；

四、外筒体损坏后设备基本上处于报废状态，现场无法维修只能返回制造厂进行维修、更换损坏的筒体；

五、APH高温段筒体采用的都是昂贵的不锈钢材料，返修成本高且周期长同时也严重影响生产线的正常运行。

因此，有必要研制一种列管式空气预热器高温段内保温结构，有效保护外筒体强度不受高温影响，延长APH使用寿命。

发明内容