[实用新型]一种高温气液管式换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热交换设备，特别是涉及一种介质分别为高温烟气以及低温液体包括水或导热油的耐高温管式换热器。

背景技术

管式换热器多用于气-液换热或气-相变换热，在空调、电子器件冷却、暖通、制冷等领域有着广泛的应用。随着社会环保意识的增强和冷源紧缺压力的困扰，对换热器的冷源利用率提出了越来越高的要求。而高温换热器是一种可用于对高温烟气进行冷却、热量回收的设备。

比如，某生产线在生产过程中产生大量对环境有害的可燃性物质(如苯、二甲苯等VOC)，如果直接排向大气将对环境产生极大危害，不符合大气排放标准及有关环保的要求。因此在有害气体排向大气之前需要进行处理，通常是通过焚烧将VOC分解成无害气体，产生的高温烟气(约800℃左右)进入高温换热器进行热量回收，与水或者导热油进行热能交换回用热能。而传统的高温气液换热器多采用光管换热器但这种换热器体积庞大、换热效率低、重量大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高温气液管式换热器，能够解决由于高温导致的翅片高温氧化，管板拉裂的问题，同时本发明设备体积小、重量轻、换热效率高。

为解决上述现有换热器存在的一些难点，改进传统换热器的结构形式，具体方案如下：

一种高温气液管式换热器，包括高温烟气进口，烟气出口，换热器组件以及与换热组件连接的液体进口和液体出口，所述换热器组件根据烟气温度设置为分段式结构，该分段式结构是由碳钢列管换热管，碳钢列管不锈钢翅片换热管，碳钢列管碳钢翅片换热 管与弯头连接而成的蛇形管式结构。

换热器组件的600℃～800℃管段设置成碳钢列管，350℃<温度<600℃的管段设置成碳钢列管不锈钢翅片换热管，350℃以下管段设置成碳钢列管碳钢翅片换热管。

高温烟气进口外部包裹硅酸铝纤维模块进行保温。高温烟气进口与管板之间设置膨胀节。液体出口与液体进口同侧的所有换热器组件与第一管板采用固定连接(可全焊接连接)，与第二管板采用滑动连接。第二管板与封头焊接密封，第二管板与封头之间用硅酸铝纤维填满。由于第二管板并未与换热组件固定连接，一端可以滑动，保证在高温烟气冲刷下，换热组件的热膨胀并不会拉裂管板。换热器组件首列与末列均由总管引出，换热器组件首列连接的总管上设置液体出口，换热器组件末列连接的总管上设置液体进口。高温烟气进口与烟气出口与钢架固定连接。换热器组件与管板之间组成的换热内胆与钢架采用滑动连接，依靠膨胀节吸收内部膨胀。第一管板和烟气管道之间，以及第二管板周围均设置硅酸铝纤维层进行保温，硅酸铝纤维层可使用硅酸铝纤维进行填充。

本发明设备的高温烟气进口到管板包括膨胀节均由硅酸铝纤维保护，硅酸铝纤维具有隔热的功能，从而降低管板温度，保证设备耐温，减轻设备重量。本发明换热组件与钢架滑动连接，高温烟气进口与烟气出口由钢架约束，整体设备内部膨胀由膨胀节补偿。

由于烟气温度高达800℃左右，普通材质都会被高温氧化，而由于列管内的流体为液体，列管的壁温基本和液体温度相当，固列管的材质可以选择碳钢。而设备全部采用光管亦会导致设备庞大、换热效率低、重量大。为了解决这一问题，本实用新型根据温度分段设计。600℃～800℃采用碳钢列管。350℃<温度<600℃采用碳钢管不锈钢(304)翅片换热管，因为304材质耐温远超过600℃，而且翅片与基管采用高频焊，可降低翅片的壁温，使得翅片不易被高温氧化。当烟气为温度降至350℃以下时，可采用碳钢管碳钢翅片换热管，所有换热组件由弯头连接。

本实用新型的高温烟气进口到管板包括膨胀节均由硅酸铝纤维保护，特别是高温烟气进口，采用的是硅酸铝纤维模块，硅酸铝纤维模块安装简单方便，模块与模块之前连接严实，减轻设备重量，保障了设备的使用寿命；换热组件与钢架滑动连接，高温烟气进口与烟气出口由钢架约束，整体设备内部膨胀由膨胀节补偿，确保设备烟道不会在高温下与管板拉裂。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1.由于本实用新型分温度段采用不同换热管，不同耐高温管段的组合结构保证性能稳 定的同时降低设备重量。

2.本实用新型的管板采用硅酸铝纤维保护，比传统的耐温浇注料质量轻，成本低。

3.本实用新型的管板密封是采用封头密封，避免换热组件与管板之间由于热膨胀导致的管板拉裂。

4.本实用新型结构简单、运行稳定、密封可靠、性价比高，在高温气液中具有很强的应用性。

附图说明

图1为该实用新型换热器的俯视图