專利名稱：板式空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于對鍋爐、加熱爐以及廢氣催化焚燒爐的高溫?zé)煔馀c燃燒所用冷空氣換熱進(jìn)行廢熱回收的板式空氣預(yù)熱器。
背景技術(shù)：
目前，以波紋板片作為傳熱元件的換熱設(shè)備代表了換熱設(shè)備的發(fā)展主流方向，越來越多的管式換熱設(shè)備已經(jīng)或?qū)⒁獮榘迨綋Q熱設(shè)備所替代。
現(xiàn)有技術(shù)中空氣預(yù)熱器多為熱管式、列管式、蓄熱式及板翅式空氣預(yù)熱器，普遍存在傳熱效率低、漏風(fēng)、體積大、易積灰及長周期運行成本高等缺點。且現(xiàn)有采用波紋板片作為傳熱元件的空氣預(yù)熱器多為交錯通道，傳熱效率低，無法解決傳熱效率與壓降的匹配問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種采用純逆流換熱，傳熱效率高、體積小、重量輕、長周期運行可靠且成本低、不易積灰的新型板式空氣預(yù)熱器。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種板式空氣預(yù)熱器，包括箱體、熱交換部件和空氣與煙氣入出口管箱，所述的箱體內(nèi)設(shè)置的熱交換部件，熱交換部件由至少一層每層由板束模塊組合成板束組件I，板束組件I上端與煙氣入口管箱和空氣出口管箱相連通，板束組件下端與煙氣出口管箱與空氣入口管箱相連通，所述的板束模塊由波紋板片疊合構(gòu)成，板束模塊內(nèi)的空氣與煙氣通道為方向相反的密閉通道。
所述的波紋板片形狀為六邊形，它上、下分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)，中間為矩形換熱區(qū)，所述的矩形換熱區(qū)由傳熱波紋和支撐波紋構(gòu)成，所述的傳熱波紋與支撐波紋為梯形或S形或三角形連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；該波紋板片對稱疊合后兩側(cè)形成的波紋間平行密閉的煙氣通道A和空氣通道B；所述的煙氣通道A的高度h，空氣通道B的高度H，h≠H或h＝H。煙氣通道A和空氣通道B的方向相反，所述的分布導(dǎo)流區(qū)與中部矩形換熱區(qū)為固接式或搭接式聯(lián)接，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)為相互反向傾斜波紋板，所述的中部矩形換熱區(qū)的同一介質(zhì)通道分別連通反向傾斜波紋板的入、出口三角形分布導(dǎo)流區(qū)的同一介質(zhì)通道。
所述的煙氣入口管箱和空氣出口管箱與煙氣出口管箱和空氣入口管箱上、下相互交錯設(shè)置。
所述的波紋板片疊合固接或拼接成板束模塊。
所述板束組件的板束模塊兩端分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)為相互反向傾斜波紋板，所述的三角形分布導(dǎo)流區(qū)波紋為連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；所述的分布導(dǎo)流區(qū)遠(yuǎn)離矩形換熱區(qū)的三角形頂點為尖點或圓弧過渡或為平頂形。
所述的箱體內(nèi)設(shè)置由1-6層板束模塊，每層板束模塊上、下的三角形分布導(dǎo)流區(qū)內(nèi)煙氣通道A和空氣通道B為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道；上、下相臨的板束模塊的三角形分布導(dǎo)流區(qū)煙氣通道A和空氣通道B也為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道。
本實用新型的積極作用是1、板式空氣預(yù)熱器采用波紋板片作為傳熱元件，板片表面光滑且無流動死區(qū)，吹灰方便，解決了設(shè)備積灰問題。
2、板片波紋在加強傳熱的同時具有導(dǎo)向、支撐作用，板片疊合后在板片兩側(cè)分別形成煙氣通道與空氣通道而不需增設(shè)其它板間支撐件，設(shè)備更加緊湊，大大降低了設(shè)備重量。
3、板式空氣預(yù)熱器采用純逆流波紋板片，煙氣與空氣在板片兩側(cè)呈純逆流，煙氣通道高度與空氣通道高度分別與煙氣及空氣的物性相對應(yīng)，從而大大提高了傳熱效率的同時使設(shè)備的總體性能更優(yōu)化。
4、板束采用的模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間可完全互換與任意組合，解決了超大型板束的制造、安裝問題，實現(xiàn)了設(shè)備大型化。
根據(jù)操作溫度與防腐要求不同，設(shè)備可采用分段設(shè)計，各段使用不同材質(zhì)，滿足不同工況的要求，如在700℃以上的高溫環(huán)境可使用耐溫性能更好的材料；在170-180℃以下出現(xiàn)低溫露點腐蝕工況使用鈦等耐腐材料，可回收更多熱量，而設(shè)備的總體造價得到有效控制。
5、板片之間、板束模塊之間及煙氣與空氣分程處均采用焊接或其它形式密封結(jié)構(gòu)，不存在煙氣與空氣之間互相泄漏，徹底解決空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題。設(shè)備長周期運行可靠，操作成本大大降低。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型二層板束組件實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型三層板束組件實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型波紋板片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為煙氣和空氣通道高度不相等剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為煙氣和空氣通道高度相等剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
編號說明1、箱體 2、空氣出口管箱 3、煙氣入口管箱
4、板束模塊402、換熱區(qū) 401分布導(dǎo)流區(qū)403、分布導(dǎo)流區(qū)4401、傳熱波紋 4402、換熱區(qū)5、空氣入口管箱6、煙氣出口管箱 7.板束組件I8、板束組件II 9板束組件IIIA、煙氣通道A′、換熱后低溫?zé)煔? B空氣通道B′換熱后高溫空氣具體實施方式
實施例1一層板束板束組件的板式空氣預(yù)熱器。
結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括箱體1、熱交換部件和空氣與煙氣入出口管箱，所述的箱體1內(nèi)設(shè)置的板式熱交換部件，板式熱交換部件由一層板束模塊4組合成板束組件7，板束組件7上端與煙氣入口管箱3和空氣出口管箱2相連通，板束組件下端與煙氣出口管箱6與空氣入口管箱5相連通，所述的板束模塊4由波紋板片構(gòu)成，板束模塊4內(nèi)的空氣與煙氣通道呈上、下為方向相反的密閉通道。
所述的波紋板片形狀為六邊形，它上、下分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403，中間為矩形換熱區(qū)402，所述的矩形換熱區(qū)402由傳熱波紋4401和支撐波紋4402構(gòu)成，所述的傳熱波紋4401與支撐波紋4402為梯形或S形或三角形連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；在波紋板片對稱疊合后兩側(cè)形成的波紋間平行密閉的煙氣通道A和空氣通道B；所述的煙氣通道A的高度h，空氣通道B的高度H，h≠H或h＝H。煙氣通道A和空氣通道B方向相反，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)401、403與中部矩形換熱區(qū)402為固接式或搭接式聯(lián)接，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)401、403為相互反向傾斜波紋板，所述的中部矩形換熱區(qū)402的同一介質(zhì)通道分別連通反向傾斜波紋板的入、出口三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403的同一介質(zhì)通道，如圖4-6所示。
所述的煙氣入口管箱3和空氣出口管箱2與煙氣出口管箱6和空氣入口管箱5上、下相互交錯設(shè)置。
所述的波紋板片疊合固接或拼接成板束模塊4。
所述板束組件的板束模塊4兩端分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403為相互反向傾斜波紋板，所述的三角形分布導(dǎo)流區(qū)波紋為連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；所述的分布導(dǎo)流區(qū)401、403遠(yuǎn)離矩形換熱區(qū)2的三角形頂點為尖點或圓弧過渡或為平頂形。
所述的箱體1內(nèi)設(shè)置由1層板束模塊4，層板束模塊4上、下的三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403內(nèi)不同介質(zhì)通道A、B為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道。
工作過程高溫?zé)煔釧自上而下流動，在煙氣入口管箱3中均勻分布后進(jìn)入由波紋板片疊合成的板束模塊4，換熱后低溫?zé)煔釧′從煙氣出口管箱6流出；低溫空氣B經(jīng)空氣入口管箱5均勻分布后進(jìn)入板束模塊4，換熱后高溫空氣B′從空氣出口管箱2流出，換熱過程中煙氣與空氣在板束模塊4內(nèi)進(jìn)行純逆流換熱。為滿足密封要求，板束模塊4間及板束模塊4與箱體1間均采用焊接連接。
實施例2二層板束組件的板式空氣預(yù)熱器如圖2所示包括箱體1、熱交換部件和空氣與煙氣入出口管箱，所述的箱體1內(nèi)設(shè)置的板式熱交換部件，板式熱交換部件由上、下二層板束模塊4組合成板束組件I和II，板束組件I上端與煙氣入口管箱3和空氣出口管箱2相連通，板束組件II下端與煙氣出口管箱6與空氣入口管箱5相連通，所述的板束模塊4由波紋板片疊合構(gòu)成，板束模塊4內(nèi)的空氣與煙氣通道為方向相反的密閉通道。
所述的波紋板片形狀為六邊形，它上、下分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403，中間為矩形換熱區(qū)402，所述的矩形換熱區(qū)402由傳熱波紋4401和支撐波紋4402構(gòu)成，所述的傳熱波紋4401與支撐波紋4402為梯形或S形或三角形連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；在波紋板片對稱疊合后兩側(cè)形成的波紋間平行密閉的煙氣通道A和空氣通道B；所述的煙氣通道A的高度h，空氣通道B的高度H，h≠H或h＝H，煙氣通道A和空氣通道B方向相反，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)401、403與中部矩形換熱區(qū)402為固接式或搭接式聯(lián)接，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)401、403為相互反向傾斜波紋板，所述的中部矩形換熱區(qū)402的同一介質(zhì)通道分別連通反向傾斜波紋板的入、出口三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403的同一介質(zhì)通道。
所述的煙氣入口管箱3和空氣出口管箱2與煙氣出口管箱6和空氣入口管箱5上、下相互交錯設(shè)置。
所述的波紋板片疊合固接或拼接成板束模塊4。
所述板束組件的板束模塊4兩端分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403為相互反向傾斜波紋板，所述的三角形分布導(dǎo)流區(qū)波紋為連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；所述的分布導(dǎo)流區(qū)401、403遠(yuǎn)離矩形換熱區(qū)2的三角形頂點為尖點或圓弧過渡或為平頂形。
所述的箱體1內(nèi)設(shè)置二層板束模塊4，每層板束模塊4上、下的三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403內(nèi)煙氣通道A和空氣通道B為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道；上、下相臨的板束模塊4的三角形分布導(dǎo)流區(qū)401、403煙氣通道A和空氣通道B也為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道。
所述的煙氣入口管箱3和空氣入口管箱5與煙氣出口管箱6和空氣入口管箱5上、下交錯設(shè)置。
所述的板束模塊4采用上、下二層，上層為中溫段板束模塊層或板束組件I，增設(shè)下層的低溫段板束模塊或板束組件II。板束模塊4結(jié)構(gòu)與工作過程同實施例1不贅述。
實施例3三層板束組件的空氣預(yù)熱器。
如圖3所示所述的箱體1內(nèi)設(shè)置上、中、下三層板束模塊層，上層為高溫段板束模塊層I，中間為中溫段板束模塊層II，下層為低溫段板束模塊層III，板束模塊4結(jié)構(gòu)和排列方式等同實施例1、2不贅述。其采用材料上層板束模塊I采用耐高溫的354合金材料適合1000℃以上介質(zhì)熱交換；中溫段板束模塊4采用304合金鋼材，適應(yīng)700℃左右介質(zhì)熱交換；低溫段板束模塊4采用170-180℃以下出現(xiàn)低溫露點產(chǎn)生工況，采用鈦等耐腐材料，可回收更多熱量。
上述實施例實驗證明本實用新型的積極作用是1、板式空氣預(yù)熱器采用波紋板片作為傳熱元件，板片表面光滑且無流動死區(qū)，吹灰方便，解決了設(shè)備積灰問題。
2、板片波紋在加強傳熱的同時具有導(dǎo)向、支撐作用，板片疊合后在板片兩側(cè)分別形成煙氣通道與空氣通道而不需增設(shè)其它板間支撐件，設(shè)備更加緊湊，大大降低了設(shè)備重量。
3、板式空氣預(yù)熱器采用純逆流波紋板片，煙氣與空氣在板片兩側(cè)呈純逆流，煙氣通道高度與空氣通道高度分別與煙氣及空氣的物性相對應(yīng)，從而大大提高了傳熱效率的同時使設(shè)備的總體性能更優(yōu)化。
4、板束采用的模塊化結(jié)構(gòu)，模塊之間可完全互換與任意組合，解決了超大型板束的制造、安裝問題，實現(xiàn)了設(shè)備大型化。
根據(jù)操作溫度與防腐要求不同，設(shè)備可采用分段設(shè)計，各段使用不同材質(zhì)，滿足不同工況的要求，如在700℃以上的高溫環(huán)境可使用耐溫性能更好的材料在170-180℃以下出現(xiàn)低溫露點腐蝕工況使用鈦等耐腐材料，可回收更多熱量，而設(shè)備的總體造價得到有效控制。
5、板片之間、板束模塊之間及煙氣與空氣分程處均采用焊接或其它形式密封結(jié)構(gòu)，不存在煙氣與空氣之間互相泄漏，徹底解決空氣預(yù)熱器漏風(fēng)問題。設(shè)備長周期運行可靠，操作成本大大降低。
權(quán)利要求1.一種板式空氣預(yù)熱器，包括箱體(1)、熱交換部件和空氣與煙氣入出口管箱，其特征在于所述的箱體(1)內(nèi)設(shè)置的板式熱交換部件，板式熱交換部件由至少一層每層由板束模塊(4)組合成板束組件(7)，板束組件(7)上端與煙氣入口管箱(3)和空氣出口管箱(2)相連通，板束組件下端與煙氣出口管箱(6)與空氣入口管箱(5)相連通，所述的板束模塊(4)由波紋板片構(gòu)成，板式板束模塊(4)內(nèi)的空氣與煙氣通道為方向相反的密閉通道。
2.如權(quán)利要求1所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的波紋板片形狀為六邊形，它上、下分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)，中間為矩形換熱區(qū)(402)，所述的矩形換熱區(qū)(402)由傳熱波紋(4401)和支撐波紋(4402)構(gòu)成，所述的傳熱波紋(4401)與支撐波紋(4402)為梯形或S形或三角形連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；波紋板片對稱疊合后兩側(cè)形成的波紋間平行密閉的煙氣通道和空氣通道；所述的煙氣通道的高度h，空氣通道的高度H，h≠H或h＝H，煙氣通道和空氣通道的方向相反，所述的分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)與中部矩形換熱區(qū)(402)為固接式或搭接式聯(lián)接，所述的上、下三角分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)為相互反向傾斜波紋板，所述的中部矩形換熱區(qū)(402)的同一介質(zhì)通道分別連通反向傾斜波紋板的入、出口三角形分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)的同一介質(zhì)通道。
3.如權(quán)利要求1所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的煙氣入口管箱(3)和空氣出口管箱(2)與煙氣出口管箱(6)和空氣入口管箱(5)上、下相互交錯設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的波紋板片疊合固接或拼接成板束模塊(4)。
5.如權(quán)利要求1所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述板束組件的板束模塊(4)兩端分別設(shè)有三角形分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)為相互反向傾斜波紋板，所述的三角形分布導(dǎo)流區(qū)波紋為連續(xù)波紋或斷續(xù)波紋；所述的分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)遠(yuǎn)離矩形換熱區(qū)(2)的三角形頂點為尖點或圓弧過渡或為平頂形。
6.如權(quán)利要求1或3或5所述的板式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的箱體(1)內(nèi)設(shè)置由1-6層板束模塊(4)，每層板束模塊(4)上、下的三角形分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)內(nèi)不同介質(zhì)煙氣通道和空氣通道為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道；上、下相臨的板束模塊(4)的三角形分布導(dǎo)流區(qū)(401)、(403)不同介質(zhì)煙氣通道和空氣通道也為上左、下右交錯設(shè)置的傾斜波紋板構(gòu)成的介質(zhì)通道。
專利摘要一種板式空氣預(yù)熱器，包括箱體、熱交換部件和空氣與煙氣入出口管箱，所述的箱體內(nèi)設(shè)置的板式熱交換部件，板式熱交換部件由至少一層每層至少一個板束模塊組合成板束組件，板束組件上端與煙氣入口管箱和空氣出口管箱相連通，板束組件下端與煙氣出口管箱與空氣入口管箱相連通，所述的板束模塊由波紋板片疊合構(gòu)成，板束模塊內(nèi)的空氣與煙氣通道為方向相反的密閉通道。本實用新型采用純逆流換熱，它傳熱效率高、體積小、重量輕、長周期運行可靠且成本低、不易積灰的新型板式空氣預(yù)熱器。
文檔編號F23L15/00GK2800093SQ200520110148
公開日2006年7月26日 申請日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者宋秉棠, 張延豐 申請人:宋秉棠, 張延豐