CN102967161A - HCl燃气间接加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及一种HCl燃气间接加热器。采用的技术方案是：HCl燃气间接加热器，管箱、筒节、筒体和管板构成一体结构；筒体两端分别依次设置筒节和管箱，管箱和筒节通过管板焊接在一起。所述的筒体是：衬筒置于壳体Ⅰ内，若干隔栅盘与衬筒固定，并由定距条定距；隔栅盘上设有若干折流杆，每相邻的两个隔栅盘上的折流杆相互垂直，沿筒体轴向设置的若干换热管穿插于折流杆之间，换热管两端伸出衬筒后与管板固定，换热管与两端的管箱相通。本发明创造可实现有效利用天然气，节约电能；优化结构设计，采用堆焊结构，节约成本，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种加热器，尤其涉及一种针对金属镁生产过程中，对HCl气体进行加热的设备。
背景技术
高温HCl气体是生产金属镁产品的关键原料，以往是以电加热的方式对HCl气体进行加热，其存在高耗能、加热不均、效率低、加热设备使用寿命短、易损坏等缺点，严重制约了世界镁工业的发展。
发明内容
为了解决上述问题，本发明创造的目的是提供一种结构简单，加热均匀的HCl燃气间接加热器，打破了传统的电加热方式，利用丰富的天然气资源对HCl气体进行加热，节约了电能，降低了生产成本。
本发明创造采用的技术方案是：HCl燃气间接加热器，管箱、筒节、筒体和管板构成一体结构；筒体两端分别依次设置筒节和管箱，管箱和筒节通过管板焊接在一起。
所述的筒体是：衬筒置于壳体Ⅰ内，若干隔栅盘与衬筒固定，并由定距条定距；隔栅盘上设有若干折流杆，每相邻的两个隔栅盘上的折流杆相互垂直，沿筒体轴向设置的若干换热管穿插于折流杆之间，换热管两端伸出衬筒后与管板固定，换热管与两端的管箱相通。
上述的HCl燃气间接加热器，所述的隔栅盘有隔栅盘A、隔栅盘B、隔栅盘C和隔栅盘D四种，在衬筒内依次按隔栅盘A、隔栅盘B、隔栅盘C和隔栅盘D的顺序循环排列，四种隔栅盘上的折流杆相互垂直并交错，使整体隔栅盘构成栅网状，换热管穿插于折流杆之间。
上述的HCl燃气间接加热器，所述的管箱是：短节I两端分别连接法兰I和折边锥壳，折边锥壳与管板焊接。
上述的HCl燃气间接加热器，所述的折边锥壳的半顶角α为14-16°。
上述的HCl燃气间接加热器，所述的筒节是：半波膨胀节的两端分别连接短节II和壳体Ⅱ，短节II与管板焊接，壳体Ⅱ上设有接管和排污管，法兰II与接管连接。
上述的HCl燃气间接加热器，筋板与接管和壳体Ⅱ连接。
本发明创造的主要技术指标如表1。
表1 HCl燃气间接加热器主要技术指标
| 壳程 | 管程 | |
| 工作压力MPa | 0.121 | 0.0725 |
| 设计压力MPa | 0.2 | 0.2/-0.05 |
| 工作温度℃ | 65~365 | 495~235 |
| 设计温度℃ | 400 | 500 |
| 介质 | HCl | 烟气 |
| 介质特性 | 中毒危害 | -- |
| 腐蚀裕量mm | 0 | 0 |
| 液压试验压力MPa | 0.25 | 0.343 |
| 气密试验压力MPa | -- | -- |
| AB类焊缝系数 | 1.0 | 1.0 |
本发明创造的有益效果是：
1. 为了保证要求减小管程压力降，提高加热效率，法兰I与短节I直接经过折边锥壳与管板连接，使管程气体路径为一条直线，减小了阻力，增加了流动性；折边锥壳半顶角α为15°，通过它扩大了设备截面积，在保证换热面积的同时，减少了设备长度，同时也保证了壳程流通面积的要求。
2. 为了保证要求减小壳程压力降，对折流板的结构形式进行大胆创新设计，本发明创造采用独特的隔栅设计结构；为了优化隔栅结构，设置若干隔栅盘，隔栅盘上设置若干折流杆，从而有效减轻设备重量，降低制造成本，减轻设备负荷。采用四种规格的隔栅盘，依次循环排列，四种隔栅盘上的折流杆，相互垂直交错，形成纵横交错，使得整体的隔栅盘构成栅网状，换热管穿插于折流杆之间，使HCl气体在筒体内乱流，达到加热均匀的目的。
3. 为了使此换热设备既节约制造成本又满足强度和防腐要求，法兰II采用16MnIII堆焊N06600结构。由于HCl气体进口开孔直径较大，介质对换热管直接冲刷，腐蚀严重。设备采用外导流筒设计方案，既保证换热效果又能对换热管起到保护的作用。
本发明创造因地制宜的发挥地理资源优势，打破了传统的电加热方式，利用丰富的天然气资源对HCl气体进行加热，节约了电能，降低了生产成本，降低生产能源消耗，延长设备使用寿命，使物料受热更均匀，并且将大大提高装置的生产效率和质量。
附图说明
图1为本发明创造的结构示意图。
图2为本发明创造若干隔栅盘的整体效果图。
图3为本发明创造隔栅盘A的示意简图。
图4为本发明创造隔栅盘B的示意简图。
图5为本发明创造隔栅盘C的示意简图。
图6为本发明创造隔栅盘D的示意简图。
具体实施方式
如图1所示，HCl燃气间接加热器，管箱（10）、筒节（20）、筒体（30）和管板（40）构成一体结构；筒体（30）两端分别依次设置筒节（20）和管箱（10），管箱（10）和筒节（20）通过管板（40）焊接在一起。
所述的管箱（10）是：短节I（12）两端分别连接法兰I（11）和折边锥壳（13），折边锥壳（13）与管板（40）焊接。折边锥壳（13）的半顶角α为15°。
所述的筒节（20）是：半波膨胀节（23）的两端分别连接短节II（22）和壳体Ⅱ（24），短节II（22）与管板（40）焊接，壳体Ⅱ（24）上设有接管（25）和排污管（27），法兰II（26）与接管（25）连接。筒节（20）下端设有鞍座（28）。筋板（29）与接管（25）和壳体Ⅱ（24）连接。
所述的筒体（30）是：衬筒（31）置于壳体Ⅰ（32）内，若干隔栅盘（33）与衬筒（31）固定，并由定距条（35）定距；隔栅盘（33）上设有若干折流杆（34），每相邻的两个隔栅盘（33）上的折流杆（34）相互垂直。
如图3-图6所示，本设备内，隔栅盘（33）采用隔栅盘A（33-a）、隔栅盘B（33-b）、隔栅盘C（33-c）和隔栅盘D（33-d）四种规格。在衬筒内依次按隔栅盘A、隔栅盘B、隔栅盘C和隔栅盘D的顺序循环排列，四种隔栅盘上的折流杆相互垂直并交错，使整体隔栅盘构成栅网状。详见图3-图6中以相同的16根换热管的位置表示不同隔栅盘上折流杆的位置关系。隔栅盘A上的折流杆（34-a）与隔栅盘C上的折流杆（34-c）相互平行且交错；隔栅盘B上的折流杆（34-b）和隔栅盘D上的折流杆（34-d）相互平行且交错，折流杆（34-a）和折流杆B（34-b）相互垂直，这样构成隔栅盘上的折流杆纵横交错，如图2所示，使得隔栅盘整体为网状结构。沿筒体（30）轴向设置的若干换热管（36）穿插于折流杆（34）之间，换热管（36）两端伸出衬筒（31）后与管板（40）固定，换热管（36）与两端的管箱（10）相通。
上述的HCl燃气间接加热器：法兰I、短节I和折边锥壳采用S30408材料；管板、换热管、折流杆、定距条、衬筒、短节II、半波膨胀节、壳体Ⅰ、壳体Ⅱ、接管采用N06600材料；法兰II采用16MnIII堆焊N06600材料。
本发明创造的工作原理是：天然气燃烧产生的高温烟气通过管道流动到设备一端的管箱内，再经过换热管后到达另一端的管箱内，然后再经过管道流出；HCl气体从设备筒节的接管一端进入筒节，进而进入筒体内，在筒体内流动时受换热管和隔栅影响产生乱流，然后从筒节另一端的接口流出；通过以上过程壳程的HCl气体被管程的烟气加热到要求的温度。烟气入口和HCl入口分别设置在加热器的两端。
Claims (6)
1.HCl燃气间接加热器，其特征在于：管箱（10）、筒节（20）、筒体（30）和管板（40）构成一体结构；筒体（30）两端分别依次设置筒节（20）和管箱（10），管箱（10）和筒节（20）通过管板（40）焊接在一起；
所述的筒体（30）是：衬筒（31）置于壳体Ⅰ（32）内，若干隔栅盘（33）与衬筒（31）固定，并由定距条（35）定距；隔栅盘（33）上设有若干折流杆（34），每相邻的两个隔栅盘（33）上的折流杆（34）相互垂直，沿筒体（30）轴向设置的若干换热管（36）穿插于折流杆（34）之间，换热管（36）两端伸出衬筒（31）后与管板（40）固定，换热管（36）与两端的管箱（10）相通。
2.按照权利要求1所述的HCl燃气间接加热器，其特征在于：所述的隔栅盘（33）有隔栅盘A（33-a）、隔栅盘B（33-b）、隔栅盘C（33-c）和隔栅盘D（33-d）四种，在衬筒内依次按隔栅盘A、隔栅盘B、隔栅盘C和隔栅盘D的顺序循环排列，四种隔栅盘上的折流杆相互垂直并交错，使整体隔栅盘构成栅网状，换热管（36）穿插于折流杆（34）之间。
3.按照权利要求1或2所述的HCl燃气间接加热器，其特征在于：所述的管箱（10）是：短节I（12）两端分别连接法兰I（11）和折边锥壳（13），折边锥壳（13）与管板（40）焊接。
4.按照权利要求3所述的HCl燃气间接加热器，其特征在于：所述的折边锥壳（13）的半顶角α为14-16°。
5.按照权利要求1或2所述的HCl燃气间接加热器，其特征在于：所述的筒节（20）是：半波膨胀节（23）的两端分别连接短节II（22）和壳体Ⅱ（24），短节II（22）与管板（40）焊接，壳体Ⅱ（24）上设有接管（25）和排污管（27），法兰II（26）与接管（25）连接。
6.按照权利要求5所述的HCl燃气间接加热器，其特征在于：筋板（29）与接管（25）和壳体Ⅱ（24）连接。
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