空氣預熱器下殼體風冷保護結構的製作方法

2023-07-04 19:23:21

專利名稱：空氣預熱器下殼體風冷保護結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種炭黑生產設備，尤其是空氣預熱器。
背景技術：
空氣預熱 器下殼體是空氣預熱器整個殼體受熱溫度最高受機械載荷最大的部位。近年來空氣預熱器設計溫度不斷提高，從650°C到850°C再到正開發的950°C和待開發的1050°C。可是理想的耐高溫板材卻找不到。S30815牌號不鏽鋼板是頂級耐熱板材，僅此一種，其它牌號高溫性能都比它低。但S30815板材有力學性能記載的最高溫度也只有900°C，在900°C溫度下的最大許用應力值只有4. 85MPa(資料引自ASME鍋爐及壓力容器規範國際性規範，材料篇2007版)。當然，這麼小的許用應力值，是不能用於高溫環境下受機械載荷較大的構件上了。所以，從850°C空氣預熱器開始，下殼體不再採用單層鋼板結構，而是採用「雙層鋼板中間夾隔熱材料結構」，目的是讓外層鋼板避開高溫，用較低級耐熱材料承載機械載荷；讓內層鋼板避開外部機械載荷，用較薄的高級耐熱材料抵抗高溫，以此來解決空氣預熱器下殼體溫度高載荷大單層殼體材料成本太高問題(資料引自實用新型專利《高溫空氣預熱器》，專利號200820115246. 3)。但是「中間隔熱材料」在保護下殼體外層鋼板的同時，也給內層鋼板築起了一道保溫牆，使內層鋼板腹背受熱，鎖死了內層鋼板的環境溫度。下殼體內層鋼板作為與外層鋼板有多處連接且受四面物體包圍的焊接構件，既使外部載荷可以避開，高溫下的內應力卻是脫不開的。內層鋼板承受內應力的能力，取決於自身材料的高溫性能。很顯然，在現有材料高溫性能都不理想，內層鋼板的溫度環境又不能改變的的情況下，「雙層鋼板中間夾隔熱材料結構」，沒有辦法使空氣預熱器提高下殼體高溫運作的可靠度。

發明內容
為了克服「雙層鋼板中間夾隔熱材料結構」的上述缺點，本發明提供一種空氣預熱器下殼體風冷保護結構。本發明下殼體仍然是雙層鋼板結構，但中間沒有隔熱材料，在內層鋼板和外層鋼板的環隙引進一股系統冷風，對內層鋼板進行冷卻降溫，只要降溫200-300°C，內層鋼板的高溫機械性能就會呈幾何級數猛增，可使空氣預熱器在現有材料不變的條件下，大大提高下殼體高溫運作的可靠度。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是空氣預熱器下殼體風冷保護結構，由上殼體，下殼體外層鋼板，下殼體連接錐段，下殼體內層鋼板a，下殼體內層鋼板b，下管板I等組成，其特徵是下殼體外層鋼板的上端通過下殼體連接錐段與上殼體焊接；下殼體外層鋼板的下端與下管板I焊接；下殼體內層鋼板a的下端與下管板I焊接；下殼體內層鋼板b的上端與上殼體焊接；下殼體內層鋼板a的上端與下殼體內層鋼板b的下端相互間重合一段，重合段的間隙採用滑動配合；在下殼體內層鋼板b的圓柱面上加工多個孔徑相等圓周分布均勻的通風孔「Q」 ;在下管板I上位於外層鋼板和內層鋼板a的環隙內的位置加工多個孔徑相等圓周分布均勻的通風孔「P」；引一股系統冷風從下管板I上眾多「P」孔，進入下殼體雙層鋼板的環隙，向上流通至下殼體內層鋼板b上眾多「Q」孔進入空氣預熱器內部混入空氣主流系統。這股系統冷風在雙層下殼體內自下而上流通是相互傳熱過程，冷風首先降低內層鋼板溫度，「冷風」自身升溫又促使外層鋼板升溫，但只要控制好這股系統冷風的流量，就能控制好內層鋼板的降溫幅度和外層鋼板的升溫幅度，達到需要的效果。本發明的有益效果是，通過對下殼體內層鋼板的風冷降溫措施，在現有下殼體材料不變的條件下，可大大提高下殼體高溫運作的可靠度，可為空氣預熱器設計溫度提高到950至1050°C提供有力條件。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖I是本發明實施例結構示意圖。圖6是下管板風冷保護常規結構示意圖。 圖2是圖I 「B-B」剖視圖。圖3是圖I 「A-A」剖視圖。圖4是圖I 「 I」局部放大圖。圖5是圖I 「II」局部放大圖。圖I至圖5中I上殼體，2下殼體連接錐段，3下殼體外層鋼板，4下殼體內層鋼板a，5下殼體內層鋼板b，6下管板I，7下管板II，8導流板，9下殼體短節，10集風環槽。圖6中21下管板I，22下管板II，23下殼體短節，24冷風噴管，25分支連接管，26集風環管，27回流管。
具體實施例方式空氣預熱器下管板實施風冷保護是多年前國內外炭黑行業普遍做法，圖6是下管板風冷保護常規結構示意圖。在下管板I (21)的下面是下管板II (22)，二者用下殼體短節(23)連接，在下殼體短節圓柱面上有多個孔徑相等圓周分布均勻的冷風噴管(24)，由分支連接管(25)與集風環管(26)連接。引一股系統冷風進入集風環管(26)，經分支連接管
(25)，冷風噴管(24)從四周進入雙層管板空間，通過位於下管板I (21)中心位置的回流管
(27)流進空氣預熱器內部混入空氣主流系統，這就是現行通用的空氣預熱器下管板風冷保護結構。圖1，圖2，圖3，圖4，圖5是本發明下殼體風冷保護結構實施例結構示意圖。下管板I (6)和下管板II (7)由下殼體短節(9)連接；在下管板I (6)和下管板II (7)中間加一個與下管板平行的導流板(8)，在導流板(8)的中心位置有一個的通風孔「N」；導流板也與下殼體短節(9)連接；導流板的上下都有通風空間；在下殼體短節(9)圓柱面上位於導流板(8)和下管板II (7)中間位置處，有多個孔徑相等圓周分布均勻的進風口 「M」;引一股系統冷風從眾多「M」孔進入導流板與下管板II之間的空間，經位於中心位置的「N」孔進入導流板(8)與下管板I之間的空間，從下管板I上眾多「P」孔進入下殼體雙層鋼板環隙中…完成下殼體風冷保護過程。下殼體短節(9)圓柱面上的眾多「M」，孔可用一個集風環槽(10)把它們圍成一個公共通道。在集風環槽上開口引進系統冷風。
權利要求
1.方的.空氣預熱器下殼體風冷保護結構，由上殼體(I)，下殼體外層鋼板(3)，下殼體連接錐段(2)，下殼體內層鋼板a(4)，下殼體內層鋼板b(5)，下管板I (6)組成，其特徵是下殼體外層鋼板的上端通過下殼體連接錐段與上殼體焊接；下殼體外層鋼板的下端與下管板I焊接；下殼體內層鋼板a的下端與下管板I焊接；下殼體內層鋼板b的上端與上殼體焊接；下殼體內層鋼板a的上端與下殼體內層鋼板b的下端相互間重合一段，重合段的間隙採用滑動配合；在下殼體內層鋼板b的圓柱面上加工多個孔徑相等圓周分布均勻的通風孔「Q」；在下管板I上位於外層鋼板和內層鋼板a的環隙內的位置加工多個孔徑相等圓周分布均勻的通風孔「P」 ；引一股系統冷風從下管板I上眾多「P」孔，進入下殼體雙層鋼板的環隙，向上流通至下殼體內層鋼板b上眾多「Q」孔進入空氣預熱器內部混入空氣主流系統。
全文摘要
空氣預熱器下殼體風冷保護結構，由上殼體，下殼體外層鋼板，下殼體連接錐段，下殼體內層鋼板a，下殼體內層鋼板b，下管板Ⅰ等組成。本發明下殼體是雙層鋼板結構，在內層鋼板和外層鋼板的環隙，引進一股系統冷風，對內層鋼板進行冷卻降溫，只要降溫200-300℃，內層鋼板的機械強度就會呈幾何級數猛增，可使空氣預熱器在現有材料不變的條件下，大大提高下殼體高溫運作的可靠度。系統冷風在雙層下殼體內自下而上流通是相互傳熱過程，冷風首先降低內層鋼板溫度，然後「冷風」自身升溫又提高外層鋼板溫度，但只要控制好系統冷風的流量，就能控制好內層鋼板的降溫幅度和外層鋼板的升溫幅度，達到需要的效果。
文檔編號F23L15/00GK102878575SQ20111019252
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者張鳳岐, 李環玉, 呂宏霞, 葛寶榮, 宋超, 王嘯 申請人:青島德固特節能裝備股份有限公司