[发明专利]一种管壳式空气预热器环向进风结构

说明书

本发明公开了一种管壳式空气预热器环向进风结构，是对空气入口处换热管采取的一种保护措施，该结构有效阻挡冷空气的冲击，冷空气缓冲后再进入壳程，其压力有所降低温度有所提高，进入到管束的空气比较均匀，保证空气预热器使用寿命，该结构包括壳体、折流板、外壳体、冷空气入口。外壳体与冷空气入口接管组焊后在外壳体开圆孔，一起构成壳程空气入口结构；壳体与外壳体之间用筋板定位固定后组焊；壳体开口开长口；冷空气入口接管与壳体开口为180度，折流板根据开口方向相应调整位置；壳体与管束组装后外壳体与上管板再组焊。

技术领域

本发明涉及一种管壳式空气预热器，管程为高温烟气，壳程为空气。冷空气从换热段壳体上部冷空气入口进入壳程与进入管程的高温烟气进行热交换后从下部热空气出口流出。冷空气直接进入壳体穿过管束在折流板引导下实现与管束接触吸收换热管表面热量，从而实现加热空气的目的。带有一定压力的冷空气进入壳体直接吹在靠近入口处的管束上，对该位置的换热管产生冲击，与其他位置的换热管相比降温温差较大，在冷空气入口处的换热管极易变形、损坏。环向进风结构是对空气入口处换热管采取的一种保护措施，该结构有效阻挡冷空气的冲击，冷空气缓冲后再进入壳程，其压力有所降低温度有所提高，进入到管束的空气比较均匀，保证空气预热器使用寿命的一种管壳式空气预热器环向进风结构。

背景技术

多年来，广泛用于炭黑、化工、化肥等领域的管壳式空气预热器，主要将反应过程产生的烟气或尾气用于加热空气，热空气再回到反应炉助燃达到节能目的。已有的空气预热器换热段壳体空气入口处为单层，换热管内的工作温度在600℃～1200℃强度有较大降低，一般情况下高温段换热管采用耐高温材料，低温段采用不锈钢材料。现场反馈管束低温段变形、损坏严重的换热管均处于空气入口处。经分析研究对空气入口结构进行了改进设计，即在冷空气入口处筒体增加一层外壳体，让冷空气进入壳程前先进入环向壳体内，该结构应用以来没有再发生换热管变形、损坏，有效保护了空气入口处换热管不受冷空气的直接影响。其特征在于：空气预热器换热段壳体冷空气入口处为双层壳体，外层壳体与外来冷空气连接，内层壳体与管束组装；内层壳体冷空气入口与外层壳体冷空气入口相对位置为180度，组成环向进风结构；冷空气进入外层壳体后从内壳体两侧绕过180°再进入壳程。

过去管壳式空气预热器换热段壳体低温段都是单层筒体，有一定压力的冷空气进入壳程直接穿过管束通过折流板引流与各换热管进行热量交换，加热后的热空气再从空气出口流出。冷空气直接吹在靠近空气入口处的换热管，此时高温换热管受冷空气的冲击及降温比离空气入口较远的换热管所产生的收缩要大，使得整个管束各换热管不能同步伸缩而发生扭曲变形。经对返厂维修的空气预热器管束冷空气入口处换热管变形情况比较严重。

因此，有必要研制一种管束不受冷空气影响的空气预热器冷空气入口结构。

发明内容

本发明旨在研制一种管壳式空气预热器环向进风结构，该结构有效解决了空气预热器冷空气入口处换热管扭曲变形损坏问题。

本发明采取的技术方案为：

一种管壳式空气预热器环向进风结构，包括：壳体、折流板、外壳体、冷空气入口，其特征在于：壳程冷空气入口采用双层结构；冷空气入口开在外壳体上，进入壳程的空气入口开在壳体上与冷空气入口成180度位置且大于冷空气入口；折流板的位置也随着壳体开孔位置变换位置；该结构实现了冷空气先绕着壳体流动后再进入壳程，缓解了冷空气直接冲击换热管的压力，冷空气穿过各换热管时管束各个部位的温差分布较小。

本发明壳层冷空气入口采用双层结构，有效缓解冷空气对换热管的冲击。

本发明壳层壳体开孔面积大于外壳体冷空气入口面积。

本发明壳体的开孔位置与外壳体冷空气入口位置呈180度。

本发明结构合理、对管束保护措施得当，投入使用以来未出现冷空气入口换热管扭曲变形损坏。

本发明一种管壳式空气预热器环向进风结构设计要点是：