[发明专利]改良型管式换热器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种改良型管式换热器，尤其是指一种使介质间进行热量交换 的改良型管式换热器。

【背景技术】

高温换热器是一种可用于对大流量高温烟气进行冷却、热量回收的设备。

比如，在钢铁行业彩色涂层钢板生产线设备中，经由喷涂固化室内喷涂工 艺过程产生的气体中混有大量对环境有害的可燃性物质(例如苯、酚、树脂等 物质)，如果直接排向大气将对周边环境造成极大危害，不符合大气排放标准 及有关环保的要求，并且在石油、煤炭等不可再生资源日趋枯竭的今天，将上 述大量含有可燃性物质的气体不加利用直接排放不符合国家有关节能的要求， 与钢铁行业节能减排的大政方针背道而驰，因此在有害气体排向大气之前需要 进行无害化处理，通常是将有害气体收集引出后加入一定比例的煤气，混合后 进入焚烧炉内进行燃烧，大部分有害物质燃烧过程中发生化学反应形成无害物 质，使燃烧后的气体符合有关大气排放标准，产生的高温烟气(约800℃左右) 进入高温换热器管程进行热量回收，与来自鼓风机的新鲜空气进行热能交换， 新鲜空气经过高温换热器的换热管管间，即高温换热器壳程，使新鲜空气温度 被逐级加热到650℃左右以符合喷涂工艺的固化需求。高温烟气经过高温换热 器与新鲜空气热交换后温度逐级降低到300℃左右。高温新鲜空气进入喷涂室 用于钢板喷涂工艺，产生的有害气体加入煤气后再进入焚烧炉内进行燃烧，循 环往复。

该设备的主要功能是：利用喷涂室产生的对环境有害的可燃性废气，混合 煤气进入焚烧炉内进行燃烧，以消除对环境有害的物质，符合环保排放标准， 从而实现项目的环保功能；产生的高温烟气用来加热进入喷涂固化室内的新鲜 空气，以满足喷涂工艺要求，从而实现项目的节能功能。

请参阅中国专利第03222630.6号、第02264464.4号及第02258139.1号， 业界常用的高温换热器制造技术是：换热器包括外壳，外壳的两端分别焊接有 管板，管板之间连接有换热管，管板上对应换热管的管口设有管孔，换热管的 两端分别穿过管孔焊接于管板上；外壳两端分别接有进烟接口和出烟接口；外 壳的两端壁上分别有空气进口和出口，所述进烟接口、换热管、出烟接口形成 管程通道，所述外壳、空气进口、换热管管间、空气出口形成壳程通道，高温 烟气自进烟接口进入流经管程通道与自空气进口进入流经壳程通道的新鲜空 气通过换热管管壁进行热交换。这些现有技术将高温换热器的管板焊固于外壳 上，换热管的温差应力无法得到充分释放，因此管板容易被拉裂变形、换热管 易膨胀变形，甚至出现换热管与管板拉脱等现象，严重的发展到设备无法正常 运转。

申请人意识到上述制造技术的不足，并作了如下改良：

请参阅中国专利第200620074662.4号，申请人将第一高温段的前、后端 管板中至少一块管板与外壳之间以活塞滑动的方式连接，通过将管板与外壳之 间以可作相对自由滑动的活塞运动，从而使换热管的温差应力得到较好的释 放，使高温换热器可较长时间的稳定、可靠运行。然而，在实际使用过程中， 由于壳程中空气的流向，第一高温段中的上部换热管较下部换热管的温度高， 导致上部换热管对前端管板的应力较下部换热管的大，因此前端管板存在上下 倾斜的问题，并且由于管板与外壳间活塞滑动时存在摩擦力以及其他因素的影 响，从而导致前端管板上部、下部、四角、中间等各部分所承受的应力不同， 该高温换热器经过较长时间的运行后仍然存在局部开裂的可能，比如前端管板 上端两角及上部中间因所承受的应力较大，可能比较容易开裂，从而一定程度 上影响高温换热器的使用寿命。

因此，确有必要提供一种能克服上述缺陷的换热器设备。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种运行可靠的改良型管式换热器。