一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器制造技术

本发明专利技术涉及电加热器技术领域，具体为一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，包括n层竖向设置的隔板，所述n层隔板将电加热器的壳体的内腔分隔成依次呈“S”形连通的n+1个通道，电热管穿过所有隔板；第一个通道的顶部设置加热介质进口，最后一个通道的顶部或侧壁设置加热介质出口；所述隔板为异形结构，隔板的壁面朝加热介质的来向倾斜。对于含水、尘、酸性物质的气体介质加热，本发明专利技术的电加热器具有结构简单、体积小、换热效率高、不易堵塞和腐蚀的优点、很好的解决了由于灰尘的堵塞腐蚀造成的设备不能长期稳定运行的问题。设备不能长期稳定运行的问题。设备不能长期稳定运行的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器


[0001]本专利技术涉及含水、尘、酸性物质(SO2\HCl\HF)的气体加热介质的电加热器
，特别是涉及一种防堵防腐蚀、高效换热的风道式电加热器。

技术介绍

[0002]电加热器是一种能将电能转换成热能的设备，用于对气体或液体的加热和保温。当加热介质流过电加热器时，流体通过换热带走电热管的热量，使加热介质达到用户所需的温度要求。风道式电加热器是电加热器的重要型式之一，主要用于空气加热，加热空气的压力一般不超过0.3kg/cm2，广泛应用于废气处理、化工等领域。由于空气成分相对单一，现有的风道式电加热器在设计时不需要考虑很多的影响因素也可以满足工艺要求；而对于含水、尘、酸性物质的气体加热介质，由于水、尘、酸性物质均会对电加热器产生明显的危害，因此，风道式电加热器的设计还要充分考虑这些因素的影响，才能保证设备的长期稳定高效运行。
[0003]首先，电加热器的设计要充分考虑加热介质中灰尘对电加热器产生的不利影响，从而选择合适的电热管横向间距。现有的风道式电加热器为了增强传热效果，增大气体流速，一般电热管布置紧密，电热管设计的横向间距很小，但是对于含尘气体的加热，过小的电热管横向间距会导致电热管间的积灰堵塞，流动阻力增大，运行不稳定；因此需要设计较大的电热管横向间距来降低积灰堵塞的风险。虽然采用较大的电热管间距可以明显改善积灰和堵塞，但是加热介质的气体流速会因此大为降低，导致加热介质和电热管之间的换热效果变差。为了满足加热介质工艺要求的温度，往往需要布置更多电热管去给介质加热，最终导致设备庞大，安装布置不便、投资成本高。
[0004]其次，电加热器的设计要充分考虑灰尘的结焦和高温腐蚀对电加热器产生的不利影响，尤其当加热介质中的灰尘含有高浓度的碱(K/Na)、碱土(Mg/Ca)盐类时，不止存在电热管的积灰堵塞问题，还伴随着电热管结焦和高温腐蚀问题。这是因为碱盐熔点低、腐蚀性强，当电热管壁面温度≥700℃时，就开始软化黏附并发生高温腐蚀；且电热管壁温越高，结焦和高温腐蚀问题愈发严重。这种碱灰在电热管上牢牢地黏附，一般吹灰器很难清除，迫使电加热器不得不停运检修，进行人工清除；而且这种黏附灰，增大传热过程中的污垢热阻，传热进一步恶化，电热管释放的热能不能被加热介质带走，导致电热管超温报警，使用寿命大大降低。
[0005]最后，当加热介质中同时存在高含量的水、灰尘、酸性气体的两种、或三种物质的时候，他们之间还会发生叠加和交互作用，进一步加重电加热器的伤害。当加热介质含有水+碱灰时，当设备局部温度较低、或者停运时，碱性灰尘吸水而潮解，板结在设备管道中，难以清理。当加热介质含有水+酸性气体时，在电加热器停运时，设备中会残留一些加热介质，这些加热介质在低于酸露点温度时，酸性气体和水凝结形成酸液，从而导致低温腐蚀。
[0006]由此可见，对于含水、尘、酸性物质的气体介质加热，现有的风道式电加热器存在积灰堵塞、高温、低温腐蚀以及换热效率低的问题，已无法满足高效换热和稳定运行的使用
需求，亟需设计一种具有防堵、防腐蚀、高效换热的风道式电加热器来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，对于含水、尘、酸性物质的气体介质加热，本专利技术的电加热器具有结构简单、体积小、换热效率高、不易堵塞和腐蚀的优点，很好的解决了由于灰尘的堵塞腐蚀造成的设备不能长期稳定运行的问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案如下：
[0009]一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，包括n层竖向设置的隔板，所述n层隔板将电加热器壳体的内腔分隔成依次呈“S”形连通的n+1个通道，电热管穿过所有隔板；第一个通道的顶部设置加热介质进口，最后一个通道的顶部或侧壁设置加热介质出口；所述隔板为异形结构，隔板的壁面朝加热介质的来向倾斜，可以改变气体的流动方向，塑造有利于电加热器换热的流动场。
[0010]当采用单数隔板时，加热介质出口设置在最后一个通道的顶部或者侧壁；采用双数隔板时，加热介质出口设置在最后一个通道的侧壁；比如：1层隔板把壳体分隔成2个通道，第一个通道的顶部为加热介质进口，第二通道的顶部或侧壁为加热介质出口；2层隔板把壳体分隔成3个通道，第一个通道顶部为加热介质进口，第三个通道下部的侧壁为加热介质出口；3层隔板把壳体分隔成4个通道，第一个通道顶部为加热介质进口，第四通道顶部或侧壁为加热介质出口；以此类推。
[0011]其中，每个所述隔板均由位于左右两端的两块管边梳形板和位于两块管边梳形板之间的多块管间梳形板依次焊接而成，所述管边梳形板的一侧设有与每列电热管数量相等的、且与电热管位置对应的半圆形开口；所述管间梳形板的两侧均设有与每列电热管数量相等的、且与电热管位置对应的半圆形开口；所述管边梳形板或管间梳形板的半圆形开口围合而成的圆孔直径略大于电热管的外径。
[0012]隔板采用上述的梳形板结构对电热管进行支撑。此设计方式解决了多弯头电热管的安装问题，弯头的存在使电热管无法穿过普通的打孔隔板，而采用疏形板结构很好的实现了多弯头电热管的便捷安装。
[0013]其中，隔板的具体设置数量要综合考虑加热介质和设备之间的传热效率、流动阻力和磨损等因素，设置的隔板数以加热介质流速5m/s～10m/s为宜。
[0014]其中，所述隔板为弧形，可改变气体的流动方向，塑造有利于换热的流场，提高电加热管的换热效率。
[0015]其中，加热介质流动方向与电热管轴向方向的夹角呈90
°
，实现气流横向冲刷电热管，加强了电加热器的换热效率。
[0016]其中，所述的电热管等间距顺列布置，相邻两列电热管之间的横向间距≥100mm；较宽的横向管间距和顺列的布置方式均有利于管间落灰，避免了灰尘在电热管之间的搭桥和堵塞。
[0017]其中，所述加热介质进口的管道侧面开设有空气切换口，通过三通阀实现加热介质和空气的切换，可以用于在正常停运或者故障时置换残留的加热介质，避免残留的加热介质冷凝后引起低温腐蚀和灰尘的吸潮板结。
[0018]其中，所述加热介质进口的下方设有均布器，所述均布器采用不易积灰的导流片结构，叶片呈发散状布置；通过均布器使加热气体充分均匀地分配到电热管换热面上，提高电加热器的换热效率。
[0019]其中，每个通道的侧面设有吹灰器，根据电加热器的堵塞情况，设定吹扫频次，定期对电加热器进行在线吹扫清灰，避免电热管上灰尘的搭桥和沉积；吹灰器的位置设定以吹灰器喷出的高压气流最大面积扫射到电热管上为宜。
[0020]其中，每个通道的下方设有灰尘收集斗，用于收集加热介质在流动过程中的沉降灰，使得沉降灰尘能够及时排出设备，避免堆积堵塞设备。
[0021]其中，电热管的设计选择较小的壁温，以降低碱灰的结焦和高温腐蚀的风险，电热管的壁面温度≤700℃为宜；电热管的材质为抗高温、低温腐蚀的镍铬铁合金，以便电热管不仅可以耐高温，还具有一定的抗高、低温腐蚀的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，其特征在于：包括n层竖向设置的隔板(1)，所述n层隔板(1)将电加热器壳体(2)的内腔分隔成依次呈“S”形连通的n+1个通道，电热管(6)穿过所有隔板(1)；第一个通道的顶部设置加热介质进口(7)，最后一个通道的顶部或侧壁设置加热介质出口(8)；所述隔板(1)为异形结构，隔板(1)的壁面朝加热介质的来向倾斜。2.根据权利要求1所述防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，其特征在于：每个所述隔板(1)均由位于左右两端的两块管边梳形板(14)和位于两块管边梳形板(14)之间的多块管间梳形板(15)依次焊接而成；所述管边梳形板(14)的一侧设有与每列电热管(6)数量相等的、且与电热管(6)位置对应的半圆形开口；所述管间梳形板(15)的两侧均设有与每列电热管(6)数量相等的、且与电热管(6)位置对应的半圆形开口；所述管边梳形板(14)或管间梳形板(15)的半圆形开口围合而成的圆孔直径略大于电热管(6)的外径。3.根据权利要求1所述防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，其特征在于：所述隔板(1)为弧形。4.根据权利要求1所述防堵防腐蚀的高效换热风道式电加热器，其特征在于：加...

【专利技术属性】
技术研发人员：安璐，韩志明，栗博，
申请(专利权)人：北京中科润宇环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：