一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的製造方法
2023-05-14 04:33:36 2
一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的製造方法
【專利摘要】一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，包括有殼體、設置於殼體內的換熱元件和密封結構，換熱元件包括有多個鑄造翅片板換熱單元，鑄造翅片板換熱單元包括有基板以及設置於基板的翅片組，鑄造翅片板換熱單元由兩塊基板對齊設置、並分別通過密封螺栓密封連接其邊沿端部的密封面，其中，設置於基板的翅片組中包括有波段形翅片，波段形翅片垂直設置和/或傾斜設置於基板，且波段形翅片的上端和下端均呈波形。與現有技術相比，本實用新型克服了現有技術的鑄造板式空氣預熱器存在的翅片間直通流道路程短、易積灰等問題，通過設置多段波形彎曲的翅片，從而在翅片間形成彎曲的流道以衝刷掉灰燼，流程加長增加換熱面積，具有高效換熱、大流量的特點。
【專利說明】一種波段翅鑄造板式空氣預熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械裝備工程中的高效換熱節能熱交換設備技術，特別是涉及一 種波段翅鑄造板式空氣預熱器。
【背景技術】
[0002]鑄造板式空氣預熱器由於其具有耐煙氣露點腐蝕的特性，因此在石油化工、冶金、 能源動力工程機械裝備改造中常常用於替代管式空氣預熱器。
[0003]現有技術中，通常的鑄造板式空氣預熱器如圖1和圖2所示，其結構包括有殼體2、 煙氣入口 1、煙氣出口 7、空氣入口 6、空氣出口 4，以及設置於殼體2內的換熱元件3和密封 結構5。其工作過程為:煙氣從煙氣入口 I進入，自煙氣入口 I經換熱元件3熱交換放熱後 向煙氣出口 7排出，空氣從殼體2側壁的空氣入口 6進入，自空氣入口 6經換熱元件3熱交 換吸熱後向殼體2側壁的空氣出口 4排出。其換熱元件3通常包括有多個鑄造翅片板換熱 單元，鑄造翅片板換熱單元包括有基板31以及設置於基板31的翅片311，鑄造翅片板換熱 單元由兩塊基板31對齊設置、並分別通過密封螺栓10密封連接其邊沿端部的密封面32，在 密封面32之間為了更好地密封可以加裝密封墊9。
[0004]其工作原理為:尚帶低溫餘熱的煙氣從鑄造板式空氣預熱器的殼體2設置的煙氣 入口 I高速進入鑄造板式空氣預熱器，經鑄造翅片板換熱單元熱交換放熱後，從鑄造板式 空氣預熱器的殼體2設置的煙氣出口 7排出。而空氣側的流程分為兩程，從鑄造板式空氣 預熱器側壁的空氣入口 6高速壓進，水平流到蓋板8後完成一程，然後90°轉折沿著蓋板8 繼續流動，再90°轉折後水平流到鑄造板式空氣預熱器側壁的空氣出口 4而流出，完成第 二程，在這兩程中，空氣從鑄造翅片板換熱單元熱交換吸熱，其中空氣的流動方向與煙氣的 流動方向相互垂直。
[0005]如圖2所示，上述現有技術中的鑄造板式空氣預熱器的鑄造翅片板換熱單元，其 翅片是與基板呈垂直設置的短翅片狀結構設置，且翅片的長度和高度接近，如果翅片連成 長條狀，想通過增大翅片面積的方式，增大換熱面積提高換熱效率，則容易在翅片表面形成 層流，不利於換熱。而且翅片表面較粗糙，使得灰燼容易受到翅片支承，而翅片間的直通流 道路程短，易沉積煙氣灰燼形成垢層，從而增大熱阻，降低換熱效率。因而針對現有技術中 的上述問題進行改進，研發專為高溫工況下大面積及窄間隙大流量的鑄造板式空氣預熱 器，在工程【技術領域】具有極為深遠和重大的意義。
[0006]綜上所述，針對上述現有技術的不足之處，亟需提供一種高效換熱又能避免翅片 積灰的大流量鑄造板式空氣預熱器技術。
【發明內容】
[0007]本實用新型的目的在於避免現有技術中的不足之處而提供一種能夠避免翅片易 積存灰燼，避免在翅片表面形成穩定的層流，同時具有高效換熱、滿足大流量窄間隙設計要 求的波段翅鑄造板式空氣預熱器。[0008]本實用新型的目的通過以下技術方案實現:
[0009]提供一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，包括有殼體、煙氣入口、煙氣出口、空氣入 口、空氣出口，以及設置於殼體內的換熱元件和密封結構，所述換熱元件包括有多個鑄造翅 片板換熱單元，所述鑄造翅片板換熱單元包括有基板以及設置於基板的翅片組，鑄造翅片 板換熱單元由兩塊基板對齊設置、並分別通過密封螺栓密封連接其邊沿端部的密封面，其 特徵在於:在所述鑄造翅片板換熱單元設置於基板的翅片組中包括有波段形翅片的翅片 組，所述波段形翅片垂直設置和/或傾斜設置於所述基板，且所述波段形翅片的上端和下 端均呈波形。
[0010]其中，所述基板一側的翅片組設置為所述波段形翅片的翅片組，所述基板另一側 的翅片組設置為直翅片的翅片組或無翅片。
[0011]其中，所述基板兩側的翅片組均設置為所述波段形翅片的翅片組。
[0012]其中，所述基板一側或者兩側的翅片組中設置為由所述波段形翅片和直翅片構成 的混合翅片組。
[0013]其中，所述基板一側或者兩側的翅片組中設置為由波段形翅片和直翅片連成一體 的混合翅片以及波段形翅片構成的混合翅片組。
[0014]其中，所述波段形翅片上設置有開孔。
[0015]其中，所述包括有波段形翅片的翅片組中所述波段形翅片的波形和波數均相同設置。
[0016]其中，所述包括有波段形翅片的翅片組中所述波段形翅片的波形和波數不相同設置。
[0017]其中，所述包括有波段形翅片的翅片組中相鄰的所述波段形翅片上的波形走向是 相反的。
[0018]其中，所述包括有波段形翅片的翅片組中的所述波段形翅片的高度沿所述基板的 空氣流道方向或者煙氣流道方向逐漸遞增。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，包括有殼體、煙氣入口、煙氣出 口、空氣入口、空氣出口，以及設置於殼體內的換熱元件和密封結構，換熱元件包括有多個 鑄造翅片板換熱單元，鑄造翅片板換熱單元包括有基板以及設置於基板的翅片組，鑄造翅 片板換熱單元由兩塊基板對齊設置、並分別通過密封螺栓密封連接其邊沿端部的密封面， 在鑄造翅片板換熱單元設置於基板的翅片組中包括有波段形翅片的翅片組，波段形翅片垂 直設置和/或傾斜設置於基板，且波段形翅片的上端和下端均呈波形，由此該波段形翅片 的上端和下端之間的側壁彎曲形成波形的曲面。與現有技術相比，本實用新型克服現有技 術的鑄造板式空氣預熱器由於翅片間直通流道路程短而造成翅片易積存灰燼和換熱效率 低的問題，採用由波段形翅片構成的翅片組，或者由波段形翅片和直翅片混合設置、或者由 波段形翅片和直翅片連成一體所構成的翅片組的方式具有以下優點:一是波段形翅片與 直翅片相比，增大了翅片的換熱面積；二是由于波段形翅片的側壁為波形的曲面，從而在波 段形翅片的兩個側壁的氣流通道上形成多個分段彎曲的波形流動路徑，使得空氣或煙氣在 流動中引起撓動而形成紊流，避免在翅片表面形成穩定的層流，從而使流經波段形翅片側 壁的氣體和主通道上的氣體之間產生更直接的熱量交換，提高了傳熱膜係數，而且當翅片組中相鄰的波段形翅片上的波形和波數不相同或者使波段形翅片的高度沿基板的空氣流道方向或者煙氣流道方向逐漸遞增時，可進一步加強氣流的擾動，達到更好的傳熱效果?三是便於控制氣流的流速，當氣流流量小、兩塊翅片基板間的間距較大而又需要提高流速時， 可選擇兩塊翅片基板上的翅片組的波形走向不一致的結構；當氣流流量大、兩塊翅片基板間的間距較小而又需要降低流速時，可選擇兩塊翅片基板上的翅片波形走向配對一致的結構；四是對翅片表面積存的灰燼具有吹掃的自清潔作用，特別對於大流量窄間隙的鑄造板式空氣預熱器而言，當空氣或煙氣高速流經波段形翅片的表面時，隨著波形氣流路徑的不斷變化，擾動地氣流能夠將沉積在翅片表面的灰燼衝刷掉，使得翅片組支承灰燼的作用減弱，從而在總體上進一步增加了換熱效率，為高溫工況下大面積及窄間隙大流量的鑄造翅片板換熱單元的研發提供了技術基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]利用附圖對申請作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本實用新型的任何限制，對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其它的附圖。
[0022]圖1是現有技術的鑄造板式空氣預熱器的結構示意圖。
[0023]圖2是現有技術的鑄造板式空氣預熱器的鑄造翅片板換熱單元的結構示意圖。
[0024]圖3是本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的實施例1的局部結構示意圖。
[0025]圖4是本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的實施例3的局部結構示意圖。
[0026]圖5是本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的實施例4的局部結構示意圖。
[0027]圖6是本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的實施例5的局部結構示意圖。
[0028]圖7是本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的實施例6的局部結構示意圖。
[0029]在圖1至圖7中包括有:
[0030]I——煙氣入口、`
[0031]2-殼體、
[0032]3——換熱元件、
[0033]31——基板、
[0034]311-翅片
[0035]312——直翅片、313——混合翅片、
[0036]314——波段形翅片、3141——單波波段形翅片、3142——雙波波段形翅片、
[0037]32-密封面、
[0038]4——空氣出口、5——密封結構、6——空氣入口、7——煙氣出口、8——蓋板、
[0039]9-密封墊、10-密封螺栓、
[0040]11-開孔、[0041]A——煙氣流道方向、B——空氣流道方向。
【具體實施方式】
[0042]結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。
[0043]實施例1
[0044]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之一，參考圖1和 圖2所示，在圖1中包括有殼體2、煙氣入口 1、煙氣出口 7、空氣入口 6、空氣出口 4，以及設 置於殼體2內的換熱元件3和密封結構5，換熱元件3包括有多個鑄造翅片板換熱單元，在 圖2中鑄造翅片板換熱單元包括有基板31以及設置於基板31的翅片組，鑄造翅片板換熱 單元由兩塊基板31對齊設置、並分別通過密封螺栓10穿設密封螺栓孔密封連接其邊沿端 部的密封面32。換熱元件3的材質為鑄造或者合金製造，鑄造翅片板換熱單元的兩塊基板 31通過密封螺栓10密封連接其兩端的密封面32構成一個鑄造翅片板換熱單元，多個鑄造 翅片板換熱單元連接在一起構成換熱元件模塊，幾個換熱元件模塊組裝成一臺波段翅鑄造 板式空氣預熱器。
[0045]具體的，本實用新型的創新點在於:如圖3所示，在鑄造翅片板換熱單元設置於基 板31的翅片組中包括有波段形翅片314的翅片組，波段形翅片314垂直設置於基板，且波 段形翅片314的上端和下端均呈波形，由此該波段形翅片314的上端和下端之間的側壁形 成波形的曲面。根據氣流流態變化，波段形翅片314可以選擇單波的波段形翅片314，或者 是雙波的波段形翅片314，或者是多波的波段形翅片314。
[0046]具體的，本實用新型的創新點在於:基板一側的翅片組設置為波段形翅片314的 翅片組，基板另一側的翅片組設置為直翅片的翅片組或無翅片。
[0047]與現有技術相比，本實用新型克服現有技術的鑄造板式空氣預熱器存在的翅片易 積存灰燼、在翅片表面容易產生穩定的層流、換熱效率低以及不適用於大流量窄間隙結構 設計等問題，採用波段形翅片314增大了翅片的換熱面積，同時由于波段形翅片314的上端 和下端均呈波形，從而在波段形翅片314的兩側壁的氣流通道上形成多個分段彎曲的波形 流動路徑，使得空氣或煙氣在流動中引起撓動而形成紊流，因而流經波段形翅片314側壁 的氣體和主通道上的氣體之間產生更直接的熱量交換，提高了傳熱膜係數。
[0048]當空氣或煙氣高速流經波段形翅片314的表面時，隨著波形氣流路徑的不斷變 化，擾動地氣流能夠將沉積在翅片表面的灰燼衝刷掉，使得翅片組支承灰燼的作用減弱，從 而在總體上進一步增加了換熱效率，為高溫工況下大面積及窄間隙大流量的鑄造翅片板換 熱單元的研發提供了技術基礎。
[0049]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，可應用於煉油廠的新建或改造的 各類裝置的煙氣預熱回收系統中，其新的結構原理及製造技術克服了現有技術鑄造空氣預 熱器的缺點，減少清理與維護成本，可廣泛適用於各種煉油、化工、化肥裝置中推廣應用，並 且具有較大的經濟效益。
[0050]實施例2
[0051]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之二，本實施例的 主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此 不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，鑄造翅片板換熱單元中，基板兩側的翅片組均為由波段形翅片314構成的翅片組，換熱效率進一步增大，且能夠徹底解決翅片易積 存灰燼的問題，而且基板兩側的翅片組結構相近，有利於製造。
[0052]當氣流流量小、兩塊翅片基板31間的間距較大而又需要提高流速時，可選擇兩塊 翅片基板31上的翅片組的波形走向不一致的結構；當氣流流量大、兩塊翅片基板31間的間 距較小而又需要降低流速時，可選擇兩塊翅片基板31上的翅片波形走向配對一致的結構。
[0053]實施例3
[0054]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之三，如圖4所 示，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1 中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，設置於基板31 —側或者 兩側的翅片組由雙波波段形翅片3142和直翅片312構成，其中雙波波段形翅片3142和直 翅片312可分別成排或混合排列。
[0055]實施例4
[0056]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之四，如圖5所 示，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1 中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，設置於基板31 —側或者 兩側的翅片組由雙波波段形翅片和直翅片連成一體的混合翅片313以及波段形翅片314構 成的翅片組構成，該混合翅片313分為兩段，其中一段翅片為雙波形狀的，另一段翅片形狀 為直翅，該混合翅片313和波段形翅片314可分別成排或混合排列，本實施例的翅片組結合 了波段形翅片和直翅片的優點。
[0057]實施例5
[0058]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之五，如圖6所 示，本實施例的主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1 中的解釋，在此不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，設置於基板31 —側或者 兩側的翅片組中，波波段形翅片314上設置有開孔11，開孔11能增加對氣流的撓動，加強了 波段形翅片314側壁的氣流和主通道上的氣流之間的熱交換，而且使得翅片組支承灰燼的 作用減弱。
[0059]實施例6
[0060]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之六，本實施例的 主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此 不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，包括有波段形翅片314的翅片組中，波段 形翅片314上的波形和波數是不相同的，如圖7所示，設置於基板31兩側的翅片組由雙波 波段形翅片3142和單波波段形翅片3141構成，雙波波段形翅片3142和單波波段形翅片 3141可分別成排或混合排列，從而使換熱效率進一步增大，將沉積在翅片表面的灰燼衝刷 掉。
[0061]實施例7
[0062]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之七，本實施例的 主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此 不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，包括有波段形翅片314的翅片組中，相鄰 的波段形翅片314上的波形走向是相反的，以進一步使流經波段形翅片314的側壁的氣流路徑不斷變化，增強氣流的撓動，提高換熱效率，而且有利於將沉積在翅片表面的灰燼衝刷掉。
[0063]實施例8
[0064]本實用新型的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器的【具體實施方式】之八，本實施例的 主要技術方案與實施例1相同，在本實施例中未解釋的特徵，採用實施例1中的解釋，在此 不再進行贅述。本實施例與實施例1的區別在於，包括有波段形翅片314的翅片組中，波段 形翅片314的高度沿基板的空氣流道方向或者煙氣流道方向逐漸遞增，除了在波段形翅片 314的波形側壁上形成氣流擾動外，增加翅片的高度會在波段形翅片314的上方形成氣流 擾動，從而極大地增強了空氣或煙氣在流動中的傳熱效果，並能夠徹底解決翅片易積存灰 燼的問題。
[0065]最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實 用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普 通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本 實用新型技術方案的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，包括有殼體、煙氣入口、煙氣出口、空氣入口、空氣 出口，以及設置於殼體內的換熱元件和密封結構，所述換熱元件包括有多個鑄造翅片板換 熱單元，所述鑄造翅片板換熱單元包括有基板以及設置於基板的翅片組，鑄造翅片板換熱 單元由兩塊基板對齊設置、並分別通過密封螺栓密封連接其邊沿端部的密封面，其特徵在 於:在所述鑄造翅片板換熱單元設置於基板的翅片組中包括有波段形翅片的翅片組，所述 波段形翅片垂直設置和/或傾斜設置於所述基板，且所述波段形翅片的上端和下端均呈波 形。
2.根據權利要求1所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於:所述基板一 側的翅片組設置為所述波段形翅片的翅片組，所述基板另一側的翅片組設置為直翅片的翅 片組或無翅片。
3.根據權利要求1所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於:所述基板兩 側的翅片組均設置為所述波段形翅片的翅片組。
4.根據權利要求1所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於:所述基板一 側或者兩側的翅片組中設置為由所述波段形翅片和直翅片構成的混合翅片組。
5.根據權利要求1所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於:所述基板一 側或者兩側的翅片組中設置為由波段形翅片和直翅片連成一體的混合翅片以及波段形翅 片構成的混合翅片組。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在 於:所述波段形翅片上設置有開孔。
7.根據權利要求1至5任意一項所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於: 所述包括有波段形翅片的翅片組中所述波段形翅片的波形和波數均相同設置。
8.根據權利要求1至5任意一項所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於: 所述包括有波段形翅片的翅片組中所述波段形翅片的波形和波數不相同設置。
9.根據權利要求1至5任意一項所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在於: 所述包括有波段形翅片的翅片組中相鄰的所述波段形翅片上的波形走向是相反的。
10.根據權利要求1至5任意一項所述的一種波段翅鑄造板式空氣預熱器，其特徵在 於:所述包括有波段形翅片的翅片組中的所述波段形翅片的高度沿所述基板的空氣流道方 向或者煙氣流道方向逐漸遞增。
【文檔編號】F28F3/04GK203432434SQ201320439943
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】陳孫藝 申請人:茂名重力石化機械製造有限公司