管式换热器制造技术

管式换热器，包括外壳和换热管管束。外壳由外壳本体、烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口和联箱组装而成。外壳本体内安装有上管板和下管板，上管板和下管板上开有众多通孔，每个通孔内插入换热管，上管板和下管板与换热管组装成换热管管束。换热管外部带翅片，换热管内部安装有插入件。这种管式换热器换热效率高，适应温度高，使用寿命长，适用于气-气换热的场合，特别适用于利用烟气余热对空气进行预热的烟气-空气换热场合。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及节能环保
，涉及一种气气换热技术，特别是涉及一种利用烟气余热预热空气的技术。
技术介绍
工业烟气中含有大量热量，直接排放则造成能源浪费。为了回收这部分能源，采用了众多余热回收技术，回收烟气余热对空气进行预热。如普遍采用的热管换热器、管式换热器、扰流子管式换热器等。现有换热器的缺点热管换热器工业余热回收领域热管换热器普遍采用水-钢重力式热管，工质是·水，水的临界温度为374°C，临界压力为22MPa，当热烟气温度较高而使热管工质达到临界温度时，热管将干涸失效，热管温度和管内压力急剧升高导致爆裂，水-钢热管极限预热温度一般不超过200°C，所以水-钢热管换热器的应用受到一定限制。另外，水-钢热管在运行过程中会产生不凝结气体，浮在管内上端形成气塞，缩短热管有效长度，减少了传热面积，因此热管效率逐年下降，使用寿命一般只有四到五年。管式换热器管式换热器虽可满足较高预热温度要求，但管式换热器的换热元件为普通光管，管内和管外均无强化传热措施，换热效率低，换热器单位体积换热面积小，耗用金属材料较多，体积庞大。扰流子管式换热器为强化管式换热器管内的换热，在管内增加扰流子插入件，强化管内流体扰动，破坏层流底层，提高湍流程度，提高换热效率，但管外没有翅片，对于气-气换热场合，管外传热效率低。由此可见，上述现有的几种常用换热器有诸多的缺陷，需要加以进一步改进。有鉴于上述现有换热器存在的缺陷，本设计人基于多年从事此类产品设计制造的丰富实践经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型换热器，能够克服现有换热器的缺点，使其更具有实用性。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，克服现有的换热器存在的缺陷，而提供一种管式换热器。所要解决的主要技术问题是改进换热器内换热管的结构及优化换热器管束组合方式，使换热效率提高，同时提高适用温度，延长使用寿命。本技术的另一目的在于，提供一种管式换热器，使其更具有实用性，能适应不同使用温度和各种不同设备布置的需要，适应各种工业领域气-气换热需要，具有产业上的利用价值。本技术的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本技术提出的管式换热器，包括外壳和换热管管束。外壳由外壳本体、烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口和联箱组装而成，外壳本体两端是烟气进口和烟气出口，外壳本体上部是空气进口和空气出口，外壳本体下部是联箱。外壳本体内安装有上管板和下管板，上管板和下管板上开有众多通孔，每个通孔内插入换热管，上管板和下管板与换热管组装成换热管管束。换热管外部带螺旋型翅片，换热管内部安装有扁带扭转型插入件。依据本技术提出的管式换热器，其特征在于其管程换热是双程，冷空气从空气进口进入，经过I程换热管束从管内向下流动，然后经过联箱进入II程换热管束从管内向上流动，被预热的空气从空气出口排出。高温烟气从烟气进口进入，水平流动，先流经II程换热管束，再流经I程换热管束，最后从烟气出口排出。依据本技术提出的管式换热器，其特征在于其布置形式是卧式，即壳程走烟气，水平流动。管程走空气，垂直流动。 依据本技术提出的管式换热器，其特征在于其烟气和空气在换热器内的流经路径分别是壳程和管程。本技术的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。依据本技术提出的管式换热器，换热管外部翅片是外肋，插入件替换为内肋管。依据本技术提出的管式换热器，采用单程或者多程布置。依据本技术提出的管式换热器，采用立式布置。依据本技术提出的管式换热器，烟气和空气在换热器内的流经路径分别是管程和壳程或者管程和壳程的组合。本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。在使用时克服了现有的换热器所存在的缺陷，而且使得本技术组成的系统和工艺布置更灵活，因此可达到相当的实用性，并具有广泛的产业应用价值。本技术的优点本技术提出的管式换热器具有能适应更高使用温度以及更复杂预热工艺流程，结构紧凑，单位体积传热面积大，增加传热效果，流体流动阻力小，节约能源，不易结灰、使用寿命长等优点。I、可适应更高温度管式换热器由金属材料或陶瓷材料制成，无中间传热工质，预热温度不受传热工质临界温度和/或临界压力限制，金属材料或陶瓷材料具有很高的高温承受能力，可适应更高使用温度。2、总传热系数高管式换热器采用的换热管管外设置翅片，增加传热面积，管内设置插件，增强流体流动湍流程度，在低雷诺数下即达到湍流，因而综合传热系数高。3、结构紧凑管式换热器采用管内和管外双强化换热管，因而单位体积提供的传热面积大，布置紧凑，金属耗用量少。4、布置灵活管式换热器是单程或者多程，布置形式是卧式或者立式，烟气和空气在换热器内的流经路径分别是壳程和管程或管程和壳程，或者管程和壳程的组合，可利用多台管式换热器进行不同组合，形成各种预热系统，布置灵活，可极大满足各种不同预热工艺需求。7、寿命长无中间传热工质，无工质泄露，无气塞失效问题，采用金属或陶瓷材料，充分保证换热器寿命。综上所述，本技术所述的管式换热器，具有上述诸多的优点及实用价值，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的换热器具有增进的多项功效，从而更加实用，而具有广泛的产业利用价值，诚为一新颖、实用的新设计。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚阐述本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。·附图说明图I是本技术的示意图。图2是本技术的换热管示意图。图3是本技术的壳程和管程混合布置的换热器示意图。图4是本技术的立式布置的换热器示意图。图5是本技术的单程布置的换热器示意图。I,烟气进112、I 3、外μ木休4、换热荇5、个广t 进 Π6、1:117、irimn8,9、联 10、换热 木体 IU翅片12、内捕件具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提出的管式换热器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图I所示，本技术较佳实施例的管式换热器，其主要包括烟气进口 I、空气出口 2、外壳本体3、换热管4、空气进口 5、上管板6、烟气出口 7、下管板8、联箱9。换热管4由换热管本体10、翅片11、和内插件12组成。实施例I请参阅图I、图2，新建或改建余热回收工程，设有管式换热器，高温烟气从烟气进口 I进入，水平流动，经换热管4组成的管束、最后从烟气出口 7排出。冷空气从空气进口5进入，经过换热管4组成的I程换热管束从管内向下流动，然后经过联箱进入热管4组成的II程换热管束从管内向上流动，被预热后的空气从空气出口排出。烟气和空气通过换热管进行热交换。换热管4由换热管本体10、翅片11、和内插件12组成,翅片11呈螺旋状缠绕在换热管本体外部并与换热管本体焊接或粘接在一起，内插件12为扁带扭转形状，插入换热管本体内部，两端与换热管本体焊接或机械固定。实施例2请参阅图3，新建或改建余热回收工程，设有管式换热器，烟气和空气采用了壳程和管程混合的布置形式。实施例3请参阅图4，新建或改建余热回收工程，设有管式换本文档来自技高网...

【技术保护点】
管式换热器，包括外壳和换热管管束，外壳由外壳本体、烟气进口、烟气出口、空气进口、空气出口和联箱组装而成，外壳本体两端是烟气进口和烟气出口，外壳本体上部是空气进口和空气出口，外壳本体下部是联箱，外壳内安装有上管板和下管板，上管板和下管板上开有众多通孔，每个通孔内插入换热管，上管板和下管板与换热管组装成换热管管束，换热管外部带翅片，换热管内部安装有插入件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭楚昊，
申请(专利权)人：郭楚昊，
类型：实用新型
国别省市：