阶梯式螺旋折流板空气预热器的制作方法

1.本实用新型涉及炭黑行业一种立式管壳式空气预热器(以下简称预热器)。


背景技术：

2.多年来，炭黑行业用空气预热器，是将反应过程产生的炭黑尾气通过热交换加热空气后再返回到反应炉助燃，达到节能目的。该预热器一直采用弓形折流板相向分布，空气流横向穿过管束再从弓形缺口处流向下面的折流板，存在的问题：壳侧压降大、空气存在流动存在“死区”换热不充分、易出现漏流和旁流、空气流动横向冲击管束易产生震动，从而缩短预热器寿命等缺点。因此，我们提出了一种阶梯式螺旋折流板空气预热器，即克服了弓形折流板存在的问题，又能达到螺旋折流板的换热效果。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在设计阶梯式螺旋折流板空气预热器，该预热器采取的技术方案为：
4.阶梯式螺旋折流板空气预热器，包括：壳体1、中心管2、折流板ⅲ3、折流板ⅱ4、上管板5、折流板ⅰ6、折流板ⅳ7、下管板ⅰ8、下管板ⅱ9、换热管10，其特征在于：预热器管束内有一支管壁上开有若干出风口且顶部封闭的中心管(2)；中心管(2)焊接在下管板ⅰ(8)上，且与下管板ⅰ(8)和下管板ⅱ(9)及一段短节组成的空间相通；中心管(2)的高度到折流板ⅰ(6)的位置；折流板为扇形并环绕中心管(2)呈阶梯式螺旋状分布；上下相邻两块折流板有部分重叠，即折流板ⅰ(6)与折流板ⅱ(4)、折流板ⅱ(4)与折流板ⅲ(3)、折流板ⅲ(3)和折流板ⅳ(7)相交投影处都有部分重叠，防止空气漏流和回流；冷空气入口a切向进入壳体(1)，热空气出口b切向流出壳体(1)，使空气流呈沿着阶梯式折流板呈螺旋状流动。
5.本实用新型的设计要点是：
6.1、折流板为略大于1/4壳体(1)内径的扇形，且围绕中心管(2)呈阶梯式螺旋分布；
7.2、冷空气从冷空气入口(a)切向进入壳体(1)，热空气从热空气出口(b)切向流出壳体(1)；
8.3、引入一股冷空气从冷却风入口(h)进入双下管板内，再从中心管(2)上的出风口进入壳体(1) 内，与工艺气汇集参与换热。
9.本实用新型的优点在于：
10.1、阶梯分布的螺旋折流板不存在空气流动“死区”，热效率高；
11.2、解决了螺旋形折流板加工难、制造成本高及制造周期长、装配难等问题；
12.3、切向进入的冷空气沿着阶梯布置的折流板螺旋形轨迹流动；
13.4、从冷空气入口引出的一股冷却风进入中心管后再进入壳体内参与换热，工艺空气没有损失；
14.5、减轻了预热器的震动，提高了预热器的使用寿命。
附图说明
15.图1本实用新型阶梯式螺旋折流板空气预热器示意图
16.图2为图1a-a视图
17.图3为图1b-b视图
18.图4为图1c-c视图
19.图5为图1d-d视图
20.图6为图1e-e视图
21.图中标记：1-壳体、2-中心管、3-折流板ⅲ、4-折流板ⅱ、5-上管板、6-折流板ⅰ、7-折流板ⅳ、
22.8-下管板ⅰ、9-下管板ⅱ、10-换热管。
23.a-冷空气入口、b-热空气出口、h-冷却风入口。
具体实施方式
24.阶梯式螺旋折流板空气预热器，包括：壳体1、中心管2、折流板ⅲ3、折流板ⅱ4、上管板5、折流板ⅰ6、折流板ⅳ9、下管板ⅰ8、下管板ⅱ9、换热管10。
25.具体实施过程：
26.1、折流板的制做：每块折流板投影面积大于壳体1内径1/4投影面积，数量按设计要求；
27.2、中心管制做：中心管2直径大于换热管直径，长度从下管板ⅰ8至冷空气入口a处第一块折流板ⅰ6处，中心管2按设计给出的尺寸及位置开出风口，用堵板将顶部出口封住；
28.3、管板加工：下管板ⅰ8中间开孔直径略大于中心管2外径，上管板5和下管板ⅱ9无中心管2孔；
29.4、壳程组焊：按图下料、加工各接口法兰后，再组焊成壳体组件；
30.5、管程装配、组焊：
31.1)立管系：上管板5、折流板及定居管的组成管系；
32.2)下管板ⅰ8与短节、冷却风接管和中心管2组焊后穿换热管10；
33.3)下管板ⅱ9、短节及下法兰组焊；
34.4)下管板ⅱ9与冷却风接管处的短节焊接；
35.5)换热管10与下管板ⅱ9焊接；
36.6、组装：壳程和管程装配，换热管10通过单管补偿器与上管板5焊接；
37.7、检查：各部位尺寸、管口方位等符合图样要求。


技术特征：
1.阶梯式螺旋折流板空气预热器，包括：壳体(1)、中心管(2)、折流板ⅲ(3)、折流板ⅱ(4)、上管板(5)、折流板ⅰ(6)、折流板ⅳ(7)、下管板ⅰ(8)、下管板ⅱ(9)、换热管(10)，其特征在于：预热器管束有一支管壁上开有若干出风口且顶部封闭的中心管(2)；折流板为扇形并环绕中心管(2)呈阶梯式螺旋状分布；冷空气入口a切向进入壳体(1)，热空气出口b切向流出壳体(1)，使空气流呈沿着阶梯式折流板呈螺旋状流动。2.根据权利要求1所述的阶梯式螺旋折流板空气预热器，其特征在于：中心管(2)焊接在下管板ⅰ(8)上，且与下管板ⅰ(8)和下管板ⅱ(9)及一段短节组成的空间相通；中心管(2)的高度到折流板ⅰ(6)的位置。3.根据权利要求1所述的阶梯式螺旋折流板空气预热器，其特征在于：上下相邻两块折流板有部分重叠，即折流板ⅰ(6)与折流板ⅱ(4)、折流板ⅱ(4)与折流板ⅲ(3)、折流板ⅲ(3)和折流板ⅳ(7)相交投影处都有部分重叠，防止空气漏流和回流。

技术总结
本实用新型公开了阶梯式螺旋折流板空气预热器，通过对预热器折流板分布的改进，提出了一种阶梯式螺旋折流板空气预热器，即克服了弓形折流板存在的问题，又能达到螺旋折流板的换热效果，本实用新型包括：壳体1、中心管2、折流板Ⅲ3、折流板Ⅱ4、上管板5、折流板Ⅰ6、折流板Ⅳ7、下管板Ⅰ8、下管板Ⅱ9、换热管10。该空气预热器阶梯分布的螺旋折流板即不存在空气流动“死区”，又解决了螺旋形折流板加工难、制造成本高及制造周期长、装配难等问题。装配难等问题。装配难等问题。


技术研发人员：刘汝刚 吕宏霞 张龙龙
受保护的技术使用者：青岛德固特节能装备股份有限公司
技术研发日：2022.02.26
技术公布日：2022/7/29