专利名称：蓄热式热交换器用的加热元件和加热元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于蓄热式热交换器的设计为成型钢板的加热元件。
这类加热元件是众所周知的。为数甚多的加热元件形成蓄热式热交换器的蓄热体。在使用在腐蚀性和/或含尘的气流中时，传热所需的蓄热体须承受一些特定的操作上的负荷。例如对蓄热体来说，这一点适用于空气预热器的冷侧，在这里，蓄热体的温度至少一时地低于硫酸露点，从而与烟尘相结合便形成腐蚀性的沉积层。在用于再加热从废气洗涤器中获得的净燃气的燃气预热器中，也会出现相似的问题，在这里，除了酸和烟尘之外，从废气净化设备中出来的吸附物质或中和物质和产物会沉积在加热元件的受热面上。因此，蓄热体必须是足够抗腐蚀的，沉积物应是尽可能容易地通过吹扫和冲洗加以清理的。为了这些用途，已知的蓄热体是用涂搪瓷的钢板型材做的，或者是用塑料制的蓄热器材料做的(DE3207213C2)。
涂搪瓷的钢板有下述缺点搪瓷固然对酸如硫酸和盐酸有相当好的耐酸性，但对废气中仍然存在的氢氟酸却没有抵抗能力，而且也不能足够长时间地抵抗一种碱性侵蚀，例如由于中和物质(添加剂或吸附剂)的沉淀而形成酸性气体，还由于搪瓷有相当好的可润湿性，所以沉淀物能够或多或少地牢固粘附在其上。用廉价塑料做的蓄热器材料只在一定条件下已证明是合适的。由于复杂的负荷(温度变换负荷、化学侵蚀)之故，这种材料会过快变脆而受到损害。又由于其机械强度相当小，用塑料做的蓄热体也不能采用一般的吹压法或冲压法加以清理。另一个缺点是塑料的蓄热能力和导热性能都很低，在使用塑料作蓄热器材料的情况下，从热工技术上讲这是不利的，而且必须通过较大的蓄热体来加以补偿。
为了解决塑料的脆化和老化的问题，曾提出一些专用的由DE19512351C1所公开的用氟聚合物如PTFE(聚四氟乙烯)做的蓄热器材料。氟聚合物几乎是化学惰性的，而且有另一个众所周知的优点就是有特别拒污性。但与涂搪瓷的钢板相比，这种材料是明显较贵的，而且从经济上说不能按任意形状和尺寸进行制造。由于上述原因之故，完全用含氟塑料做的蓄热体的用途只限于用作其层体高度约为300mm的冷端层体，这就使得需要附加的带有蓄热体的容器，从而导致需要投入更大的结构费用。此外，含氟塑料还有一个缺点，就是它的蓄热能力和导热性能都低，而且从经济上说不能制造出对热传导有利的轮廓形状。
本发明的任务是提供一种开关所述类型的加热元件，这种加热元件既是耐氢氟酸的，又具有拒污特性，而且仍具有良好的蓄热能力及导热性能。
依本发明，上述任务是通过权利要求1中所述特征加以解决的。
涂搪瓷的作用在于防腐蚀。因此，含氟塑料(PTFE)的可渗透性就没有多大意义了，所以一个薄的PTFE-涂层便足够了。它确保了抗粘附特性，并由于其层厚小而只是微不足道地影响到蓄热能力和导热性能。
优先选择的层厚为10至50μm，因为大致到这个厚度PTFE可以在一个工序中被涂敷上去。
搪瓷层是按抗酸设计实施的，以达到提高防腐蚀性的目的。
按权利要求1所述的一种加热元件制造方法，其特征在于下述几个步骤a.钢带利用型辊轧制成型材，并按所要求的尺寸裁切出加热元件，b.对加热元件涂以搪瓷，c.涂敷含氟塑料。
令人惊奇地证明例如10至50μm厚的薄薄一层含氟塑料，在不对搪瓷表面做特殊预处理的情况下，就能十分良好地粘附在搪瓷上。
为了改善粘附起见，可以对搪瓷层进行打毛。
从原理上说，含氟塑料涂层可以按单层或多层加以实施。
利用涂搪瓷的和涂含氟塑料层的加热元件型材可以特别经济地制造出蓄热体，这种蓄热体是耐腐蚀的和拒污的，而且没有热工技术上和结构上的缺点或操作方法方面的限制，这是因为可以使用在涉及热交换、压力损失和机械稳定性等方面都最佳化的可靠的钢板型材，而且薄的含氟塑料层只是微不足道地(实际上不)影响传热效率。本发明提出的方法的另一个优点是含氟塑料涂层可以使用加热钢板涂搪瓷所用的通用装置进行，因此其制造不需要附加的设备和装置。
本发明提出的加热元件型材的拒污特性可以减少或者甚至完全防止那些会增大压力损耗的污物层形成在该型材上。这一点还带来一些操作上的优点，因为这样可以延长在达到最大允许压力损耗时必须清理蓄热体的时间间隔，而且因此还可减少污水产生量。即使仍有吸附层，它们也不是太牢固地粘附在含氟塑料上，只要用较小的吹扫压力或冲洗压力，因而只要用较少量的吹扫介质和冲洗水便可将它们清除掉。
从锅炉设备的更好经济效率的理由出发，在空气预热器方面应当力求尽可能低的废气出口温度(废气流过热交换器后的温度)，从而也应力求尽可能低的热交换器的冷端温度。对含烟尘的废气，以往由于吸附层的迅速形成和可清理性很差，曾受到一些限制。利用本发明提出的拒污的加热钢板型材，可防止在极值露点下降时形成吸附层，或者至少可以更好地掌握它，从而最终可更好地降低废气温度。废气温度越低意味着锅炉的效率越高和由此而来的CO2-发射物越少，而且它空气预热器相联的设备(电滤尘器、废气净化设备)可以建造得较小。
即使对锅炉设备上的蓄热式热交换器，为了优先减少氮的氧化物(SCR-DeNOx)，也可以利用本发明提出的涂层组合来比较容易地清除在热的位置上即中部位置上形成的硫酸铵吸附层。
现参照一个实施例来说明本发明提出的一种加热元件和该元件的一种制造方法。
加热元件是用一钢板做成的，该钢板在成型后经过除油或酸洗而做好涂搪瓷的准备。在用一种耐酸搪瓷进行搪瓷涂层之后，在不对涂搪瓷的表面做任何预处理的情况下，例如采用喷射方法涂上一层厚度为10至50μm的含氟塑料(如PTFE)，并加以干燥和退火。为了改善其粘附力，在涂敷含氟塑料层之前，可对搪瓷表面进行打毛，例如采用轻度喷沙、用氢氟酸或一种碱进行浸蚀的方法实现打毛。
这种涂层可以按单层或多层涂敷而成。根据一个优选的结构形式，可不做预处理而在搪瓷上用一种能特别良好地粘附的氟聚合物打底，再在其上涂覆一层氟聚合物。
权利要求
1.用于蓄热式热交换器的加热元件，它设计为成型的钢板，其特征在于钢板是涂搪瓷的；涂了搪瓷的表面配有含氟塑料涂层。
2.按权利要求1所述加热元件，其特征在于含氟塑料涂层的层厚为10至50μm。
3.按权利要求1所述加热元件，其特征在于所设计的涂了搪瓷的表面是耐酸的。
4.用于制造按权利要求1所述的用于蓄热式热交换器的加热元件的方法，其特征在于利用成型辊使钢带成型，并按所要求的尺寸裁切出加热元件；钢板上涂以搪瓷；再涂覆一层含氟塑料。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于将涂了搪瓷的钢板表面打毛。
6.按权利要求4所述的方法，其特征在于含氟塑料涂层可以涂单层或多层。
全文摘要
本发明涉及一种用于蓄热式热交换器的加热元件,该元件设计为成型钢板。为了使该加热元件是耐酸的,并具有拒污特性和仍然有良好的热效率,该加热元件配有一种搪瓷涂层,而且在其涂了搪瓷的表面上再涂覆一层含氟塑料。
文档编号F28F19/04GK1371465SQ00812082
公开日2002年9月25日 申请日期2000年8月17日 优先权日1999年8月27日
发明者赫尔曼·米勒－奥登瓦尔德, 弗里德里希·魏兰 申请人:Abb专利有限公司