自支撐寬間隙換熱元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自支撐寬間隙換熱元件，適用于空氣冷媒預(yù)熱領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣冷媒預(yù)熱裝置是一種對轉(zhuǎn)化爐、裂解爐、加熱爐、鋼鐵工業(yè)的煉鋼爐、廢氣催化焚燒爐、熱風(fēng)爐等產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c燃燒所用冷空氣進行換熱的設(shè)備，其作用是，使高溫?zé)煔饫鋮s，減少有害氣體排放，提高燃燒空氣溫度，降低能源消耗，是一種煉油、化工、鋼鐵、冶金、電力工業(yè)等行業(yè)經(jīng)常使用的節(jié)能、環(huán)保設(shè)備。
[0003]為提高煙氣與空氣的流暢性，避免通道容易積灰、結(jié)垢腐蝕的問題，目前，現(xiàn)有空氣冷媒預(yù)熱裝置元件通常采用寬間隙組合結(jié)構(gòu)，例如中國專利CN201382436Y號《板式空氣預(yù)熱器》是在每張換熱平板上焊接多個柵格，并通過一定的連接方式，而形成寬間隙通道。這種結(jié)構(gòu)的換熱元件在制作和使用中暴露出以下缺點:
[0004]1、因各平板上需點焊多個柵格，且柵格需要折彎，不但勞動強度很大，且定位精度也難以控制，必須通過專用工裝才能確保精度，設(shè)備投資較大。
[0005]2、因板片上形成的焊縫較多，焊接變形難以掌握，同時，焊縫多，造成的焊接應(yīng)力大，在特定環(huán)境易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，存在較大的質(zhì)量風(fēng)險。
[0006]3、板條折彎柵格所形成的通道，在流體前進方向阻力降較大，不易煙氣體的流通，導(dǎo)致系統(tǒng)要求的風(fēng)機功率大，耗能變高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種適用于空氣冷媒預(yù)熱裝置的自支撐寬間隙換熱元件，既能組合成寬間隙通道、不易結(jié)垢積灰，又能減小阻力降、充分提高換熱效率。
[0008]本發(fā)明所述的自支撐寬間隙換熱元件，包括層層疊加的若干板對，每個板對包括相向設(shè)置的上、下兩張板片，板片的上表面沿同一軸線方向分布著若干排凸波紋、凹波紋，凸波紋、凹波紋分別是向上、向下對板片進行壓型得到的，凸波紋、凹波紋間隔分布，板對中上板片的凹波紋、凸波紋分別與下板片的凸波紋、凹波紋位置相對應(yīng)，板片的一組對邊向上折邊并過渡為平面，另外一組對邊向下折邊并過渡為平面，每個板對中兩相鄰折邊焊接形成空氣通道，相鄰兩板對上、下對稱且二者之間的相鄰折邊焊接形成煙氣通道。
[0009]本發(fā)明通過上述獨特的波紋形式，使得通道間無需加任何輔助零件，即可組合成兩側(cè)寬間隙通道，實現(xiàn)了自支撐，大幅度降低了制造成本，同時也提高了工作效率。
[0010]本發(fā)明通過上述板片的波紋形式實現(xiàn)了兩側(cè)寬間隙通道，實現(xiàn)了很小的阻力降，經(jīng)試驗測試，現(xiàn)有技術(shù)板片形成通道的阻力降為3000?4000帕，而本發(fā)明中板片形成通道的阻力降僅為1000帕。從而使得:
[0011]一、阻力降減小，又保證了換熱效率。
[0012]二、這種板片組合形式使得煙氣與空氣兩側(cè)都形成寬間隙通道，提高了煙氣與空氣的流暢性，可降低風(fēng)機的功率，即用較小的風(fēng)機就可滿足空氣冷媒預(yù)熱裝置換熱要求，充分降低了能源消耗。
[0013]三、換熱通道內(nèi)不易積灰，即使積灰也可很方便地實現(xiàn)在線清洗，維修性很高，不僅降低了維護成本，而且也延長了設(shè)備的使用壽命，使預(yù)熱器設(shè)計更經(jīng)濟、更實用。
[0014]所述的凸波紋及凹波紋的波形可以是圓形或者長圓形等多種形狀，該設(shè)計為曲面設(shè)計，通過上述曲面設(shè)計能夠組合形成符合工況使用要求的氣體流道。
[0015]但任何凸出形狀都會在一定程度上產(chǎn)生阻力，使得空氣流動變慢，基于空氣動力學(xué)原理，凸波紋及凹波紋的波形優(yōu)選水滴形，通過大量研宄實驗證明，水滴形狀是最好的，也就是說氣體在這種平緩的物體表面流動，產(chǎn)生最小的空氣阻力。本發(fā)明中，水滴形的凸波紋及凹波紋的軸線與氣流流體運動方向平行，水滴形的波紋具有一大端和一小端，所述大端靠近煙氣入口或空氣入口，所述小端靠近煙氣出口或空氣出口，同一板片中，凸波紋或者凹波紋各自的水滴形排布相同，但凸波紋的水滴形和凹波紋中的水滴形相互垂直。這樣，當(dāng)煙氣或空氣流體通過該截面進行熱交換時，氣流流體的阻力減小，提高了預(yù)熱器的熱轉(zhuǎn)換效率。
[0016]所述的板片材質(zhì)為不銹鋼或者耐候鋼，板片厚度為0.8?1.5mm。
[0017]所述的每個板對中一張板片沿其短軸旋轉(zhuǎn)180°后與另一張板片重合，這樣換熱元件中采用相同的板片即可，便于制作、壓型，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
[0018]所述的凸波紋、凹波紋的波峰均為平面，以加固流道進出口，使之不易閉合。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是:
[0020]1、本發(fā)明克服了原有寬通道空氣預(yù)熱器的缺點，減少了設(shè)備的投資，簡化了制作工藝，消除或減弱了焊接應(yīng)力對換熱板片的影響，提高了換熱板片的可靠性，具有制作工藝簡單、使用壽命延長的優(yōu)點。
[0021]2、本發(fā)明通過在板片上采用橫截面呈水滴形的波紋布局與寬通道組合形式，可合理減少煙氣與空氣的阻力，又兼顧了傳熱效率，從而降低風(fēng)機的功率和設(shè)備造價，提高空氣冷媒預(yù)熱裝置設(shè)計的經(jīng)濟性。
[0022]3、本發(fā)明煙氣與空氣兩側(cè)均形成寬間隙通道，使得換熱通道內(nèi)不易積灰，即使積灰也可很方便地實現(xiàn)在線清洗，維修性很高，不僅降低了維護成本，而且也延長了設(shè)備的使用壽命，使預(yù)熱器設(shè)計更經(jīng)濟、更實用。
[0023]4、本發(fā)明獨特的波紋形式，使得通道間無需加任何輔助零件，即可組合成兩側(cè)寬間隙通道，大幅度降低了制造成本，同時也提高了工作效率。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1的A向視圖；
[0026]圖3是圖1的B向視圖。
[0027]圖中:1、板片；2、凸波紋；3、凹波紋；4、空氣通道；5、板對；6、煙氣通道。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述:
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