[實用新型]一種熱管和熱管空氣預熱器

有效

• 申請號: 201020502892.2
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN201828176U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 高曉紅;孫志欽;黃進煥
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F21/00;F28F19/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本實用新型屬于石油化工、煤化工傳熱設備領域，涉及一種熱管和熱管空氣預熱器。

背景技術

在石油化工、煤化工行業的管式加熱爐裝置中，熱管空氣預熱器的應用很廣泛；利用熱管這一高效傳熱元件回收煙氣余熱、以加熱進入管式加熱爐的空氣，實現節能目的。目前工業用熱管元件，包括受熱段和冷卻段；管殼一般由碳鋼制成，沒有抗低溫煙氣酸露點腐蝕的能力，在空氣預熱器中使用時會造成腐蝕失效，進而使熱管空氣預熱器的熱效率降低甚至不能使用。低溫煙氣酸露點腐蝕，在加熱爐煙氣排放溫度降低到煙氣露點溫度以下時發生。為解決腐蝕問題，有些熱管空氣預熱器的熱管使用耐酸不銹鋼制作管殼，但這會使熱管以及熱管空氣預熱器的成本增高，工業應用很受限制。況且耐酸不銹鋼熱管對抵御低溫煙氣酸露點腐蝕的效果也不十分理想。

中國專利CN2757083Y公開了一種用于加熱爐煙氣余熱回收的熱管空氣預熱器，裝有不同直徑、高低相間翅片的熱管；熱管管殼(包括翅片)材料為金屬，不能抵御低溫煙氣酸露點腐蝕，只能在露點溫度以上工作。CN1427239A公開了一種用于熱交換的耐酸腐蝕搪瓷熱管元件，其結構包括受熱段和冷卻段，管內有工作液體(工質)。熱管的基體材料為碳鋼，在受熱段換熱面上具有一層搪瓷層；搪瓷層的厚度為0.3～0.8毫米。存在的問題是，在搪瓷層燒結過程中，易出現針孔、沙眼等缺陷，且不易檢驗出來；使用過程中，煙氣中的硫化物所形成的稀硫酸會經搪瓷層表面的缺陷腐蝕碳鋼管壁，造成熱管失效，并使采用這種熱管的空氣預熱器的使用壽命降低。CN2214657Y公開了一種石墨熱管，在空心石墨管端頭裝有石墨塞，石墨塞與空心石墨管間有石墨粘合層，空心石墨管內裝有工作液體；具有傳熱效率高、耐腐蝕等優點。用于熱管空氣預熱器時存在的問題是，石墨管有一定的脆性，抗彎強度較低；做成的熱管長度較長時，容易折斷。石墨管兩端與所設的石墨塞之間靠粘接密封，密封可靠性不高，易導致工質泄漏，從而使石墨熱管的傳熱效率降低或失效。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：現有管殼材料為金屬或金屬受熱段換熱面覆蓋搪瓷層的熱管用于熱管空氣預熱器時發生低溫煙氣酸露點腐蝕、管殼材料為石墨的熱管長度較長時容易折斷以及密封可靠性不高等問題。

為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是：一種熱管，設有管殼，管殼內裝有工質，其特征在于：所述的管殼由金屬管和聚四氟乙烯管組成，金屬管和聚四氟乙烯管各有一個連接端和一個封閉端，金屬管的連接端和聚四氟乙烯管的連接端通過螺紋連接，兩個連接端之間設有聚四氟乙烯密封圈，金屬管的封閉端設有與其焊接連接的金屬管塞，聚四氟乙烯管的封閉端設有與其焊接連接的聚四氟乙烯封頭。

一種熱管空氣預熱器，設有熱管、空氣管箱和煙氣管箱，空氣管箱與煙氣管箱之間設有管板，管板上設有管孔，熱管與管孔之間設有管孔密封件，其特征在于：熱管為上述本實用新型的熱管，熱管的金屬管設于空氣管箱內，聚四氟乙烯管設于煙氣管箱內，管板與管孔密封件的材料為聚四氟乙烯，管孔密封件設于聚四氟乙烯管與管孔之間，煙氣管箱箱板的內表面設有聚四氟乙烯板。

采用本實用新型，具有如下的有益效果：(1)本實用新型的熱管，管殼由金屬管和聚四氟乙烯管組成，是一種復合式的熱管。用于熱管空氣預熱器時，熱管的聚四氟乙烯管設于煙氣管箱內，聚四氟乙烯管段作為熱管的受熱段，吸收煙氣的熱量；利用聚四氟乙烯材料超強的耐硫酸腐蝕性能，來抵御低溫煙氣酸露點腐蝕(聚四氟乙烯材料可以在260℃以下的溫度安全使用)。由于空氣基本上沒有腐蝕性，所以將熱管的金屬管設于空氣管箱內。金屬管段作為熱管的冷卻段，用于向空氣中釋放熱量。(2)熱管的管殼由金屬管和聚四氟乙烯管組成，金屬管與聚四氟乙烯管之間、金屬管的封閉端與金屬管塞之間、聚四氟乙烯管的封閉端與聚四氟乙烯封頭之間，連接牢靠、密封良好、可靠性高，使熱管具有較好的抗彎強度，在熱管長度較長時也不容易折斷。同時，由于密封可靠性高，可有效地防止熱管內工質的泄漏，使熱管能可靠地使用。(3)本實用新型的熱管空氣預熱器采用本實用新型的熱管，同時管板與管孔密封件的材料采用聚四氟乙烯，并在煙氣管箱箱板的內表面設置聚四氟乙烯板，從而可以有效地防止煙氣管箱內各部件發生低溫煙氣酸露點腐蝕。

由于以上的原因，本實用新型的熱管和熱管空氣預熱器能夠在較低的煙氣排放溫度下長周期、安全地使用。另外，由于聚四氟乙烯材料的價格不高，使本實用新型熱管以及熱管空氣預熱器的成本不高，不會因成本問題使其工業應用受到限制。