高温段夹套冷却式保护空气预热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高温段夹套冷却式保护空气预热器，其结构包括烟道气入口段，由筒体、列管、高温端下管板和低温端上管板组成的换热段及烟道气出口段，换热段设计有冷空气进口和热空气出口，换热段的高温段设计有内筒体和支撑外筒体，两筒体之间形成的环形空腔为通入冷却介质的冷却夹套。本实用新型专利技术揭示的高温段夹套冷却式保护空气预热器，其外筒体可采用价格较低的材质加工制作，由高温耐热合金加工制作的内筒体壁厚可大大减小，整台设备的造价比现有技术同样出口温度的预热器大大降低，且设备整体刚性得到保证。本实用新型专利技术可用作出口温度在８００℃以上的高温空气预热器。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高温热交换器技术，更具体地说，是涉及一种以高温烟道气 预热空气的热交换器。
技术介绍
在油炉法炭黑和石油化工生过程中，在空气助燃参与反应的工序，往往要用 烟道气对空气进行预热，以便能更好地满足生产工艺的要求，充分回收利用能源， 降低生产成本，提高经济效益。随着能源的紧张和价格的不断攀升，空气预热器 已成为很多化工行业生产必不可少的设备，且对能源回收的预期也越来越高(出 口温度越高越好、产量越大带来的经济效益越好)。如在油炉法炭黑生产行业， 作为能源回收设备，高温空气预热器虽然对炭黑生产工艺无大的影响，但因其能 大大地节能降耗，是炭黑生产不可或缺的设备。用户在选用高温空气预热器所考 虑的条件是节能效益要大大地髙于设备造价与工艺操作成本之和，如，900'C空 气预热器造价太高且风险太大，用户可能选用650'C或80(TC的空气预热器，若 90(TC的预热器造价相对较低且性能稳定，当然选用900'C。空气预热器的主要结构包括烟道气入口段，由筒体、列管、高温端下管板和 低温端上管板组成的换热段及烟道气出口段，其中换热段设计有冷空气进口和热 空气出口。现有技术的空气预热温度大于800'C的空气预热器，与温度大于800 'C的介质相接触的部件，其材质都采用价格昂贵的高温耐热合金，如管板、列管 与筒体等都由高温耐热合金加工制作，为了保证整台设备有足够的强度、稳定性， 作为受力部件的筒体不得不加大筒体壁厚，因而耗用大量的价格昂贵的高温耐热 合金，设备的造价很高，且性能不够稳定，选用高温空气预热器的节能效益大大 地降低，使得人们不得不放弃选用空气预热温度大于800'C的空气预热器，而选 用空气预热温度较低的空气预热器，如出口温度为400'C或50(TC或600'C的空气预热器。随着能源的紧张和价格的不断攀升，而现有技术的高温空气预热器制 作造价太高，及人们对能源回收的预期越来越看好，十分希望有人能最大限度地 设计和制造出低成本、高出口温度且性能稳定的空气预热器。
技术实现思路
针对现有技的高温空气预热器存在的不足，本技术的目的旨在提供一种 新型结构的高温空气预热器，以大大降低预热器的制作造价，满足人们对能源回 收的预期愿望，降低生产成本。本技术的上述目的可由具有以下技术方案的高温段夹套冷却式保护空 气预热器得以实现。本技术提供的高温段夹套冷却式保护空气预热器，其结构包括烟道气入 口段，由筒体、列管、高温端下管板和低温端上管板组成的换热段及烟道气出口 段，换热段设计有冷空气进口和热空气出口，换热段的高温段设计有内筒体和支 撑外筒体，两筒体之间形成的环形空腔为冷却夹套，冷却夹套上设计有冷却介质 的进口与出口。在上述技术方案中，冷却夹套内的冷却介质可为水或空气，最好是空气，冷 却夹套为结构适用于冷却介质为空气的冷却夹套。当冷却介质为空气时，冷却夹 套上的冷却介质出口，最好是设计成与被加热的空气流道相通，冷却夹套内的空 气成为被加热的空气一部分，以便能更好地回收利用能源。在上述技术方案中，还可将高温端下管板设计有冷却空腔，通入冷却介质对 管板冷却，冷却空腔上设计有冷却介质的进口与出口。冷却管板的冷却介质与夹 套内冷却内筒体的冷却介质可以相同，也可以不相同，最好是同一种冷却介质。 当冷却介质同为空气时，冷却空腔上的冷却介质出口可与夹套上的冷却介质进口 相通。高温端下管板上的冷却空腔可设计为两层，其上层冷却空腔的冷却介质的 进口与下层冷却空腔的冷却介质出口相通。当冷却下管板的冷却介质与冷却内筒 体的冷却介质相同时，上层冷却空腔的冷却介质进口与出口可分别与下层冷却空 腔的冷却介质出口和两筒体之间的冷却夹套上的冷却介质进口相通。本技术还采取了其他一些技术措施。本技术揭示空气预热器，由于在预热器换热段高温段增设了支撑外筒体，由其承受设备上部的重量，整台设备的强度和稳定性由其提供保证，而外筒 体本身不与高温介质接触，工作环境温度较低，可采用价格较低的材质加工制作， 而与高温介质相接触的内筒体，由于其作用仅仅是用于隔绝密封被加热的空气， 且又由位于内外筒体之间环形夹套内的冷却介质冷却，其工作环境温度也大为降 低，因此，由高温耐热合金加工制作的内筒体，其壁厚可大大降低，因此，本实 用新型独创的在换热段高温段增设支撑外筒体，由位于内外筒体之间环形夹套内 的冷却介质对内筒体冷却的这一巧妙结构，大大降低了空气预热器的整体制作成 本，整台设备的强度与稳定性高。本技术的公开，既能满足了人们对能源回 收利用的预期愿望，又可降低设备造价成本，提高生产线的运行效益。附图说明附图1是本技术的外形结构示意图。附图2是本技术换热段高温段的剖视结构示意图。上述附图中的各图示标号的标识对象为l烟道气入口段；2高温端下管板； 3换热段高温段；4换热段低温段；5低温端上管板；6烟道气出口段；7下管板 冷却空腔；8列管；9内筒体；IO支撑外筒体；ll隔热衬层；12冷却夹套；13 流道隔板；14夹套冷却介质出口。具体实施方式以下结合附图给出本技术的一个实施例，通过实施例对本技术作进 一步的说明。但需要特别指出的是，本技术的具体实施方式不限于实施例所 描述的形式，所属领域的技术人员在不付出创造性地劳动，可根据本技术的 内容设计出其他的具体实施方式，但这样的具体实施方式应仍属于本技术的 保护范围。作为本技术揭示的高温段夹套冷却式保护空气预热器的一个实施例，其结构如附图l和附图2所示，主要由烟道气入口段l，由筒体、列管7、高温端 下管板2和低温端上管板5组成的换热段和烟道气出口段6组成。高温端下管板 2为设计有两层空腔由通入的空气冷却介质对其冷却的管板，上层空腔的冷却介质进口与下层空腔的冷却介质出口上相通。换热段设计有冷空气进口和热空气出 口，换热段的高温段3在隔绝密封空气的内筒体9外设计有支撑外筒体10，两 筒体之间的环形空腔为用于通入空气冷却内筒体的冷却夹套12，冷却夹套的冷 却介质进口与高温端下管板上层空腔的冷却介质出口相竭，冷却夹套的冷却介质 出口 14与换热段低温段4内被加热的空气流道相通。在换热段的高温段，作为 受力构件的外筒体选用价格较便宜的奥氏体不锈钢加工制作，作为隔绝密封换热 介质空气的内筒体选用高温耐热合金加工制作，其厚度能满足密封换热介质要求 的刚度与强度即可。本技术揭示的高温段夹套冷却式保护空气预热器的运行过程作为加热 介质的高温烟道气由进口管进入烟道气入口段l,在入口段内由作为换热元件的 列管7进口进入列管，在换热段与列管外的空气换热后由烟道气出口段6排出。 被加热的空气由位于换热段低温段上的进口进入换热段内，沿由流道隔板13在 管程内形成的流道流动，与列管内的烟道气换热后，从于换热段高温段上的出口 管排出。作为冷却介质的空气由高温段下管板冷却空腔的进口进入，对下管板冷 却后进入换热段高温段内筒体与支撑外筒体之间的环形夹套，对内筒体冷却后由 夹套出口 14进入换热段低温段被加热空气的流道内，作为被加空气的一部分。本技术揭示的高温段夹套冷却式保护空气预热器用作空气出口温度在 80(TC以上的高温空气预热器，内筒体在冷却介质空气的保护下，正常工作温度 不大于45(TC。整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温段夹套冷却式保护空气预热器，包括烟道气入口段，由筒体、列管、高温端下管板和低温端上管板组成的换热段及烟道气出口段，换热段设计有冷空气进口和热空气出口，其特征在于在换热段的高温段设计有内筒体和支撑外筒体，两筒体之间形成的环形空腔为冷却夹套，冷却夹套上设计有冷却介质的进口与出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白勇，石天华，
申请(专利权)人：成都发动机集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]