专利名称：列管式空气预热器换热管端部的密封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种列管式空气预热器、尤其是应用在炭黑生产中对余热进行回收的列管式空气预热器换热管端部的密封装置。
背景技术：
空气预热器是炭黑生产中最重要的节能设备，也是价值昂贵的设备，其回收效果与烟气进气温度相关，保证其长周期正常运行也是必然的要求。在炭黑生产中，炭黑生成反应终止后的炭黑烟气温度在1000℃～1100℃左右，预热器的空气量与炭黑烟气量比例在一定范围，如果直接利用该温度烟气作为预热器进口加热介质，预热器的出口烟气温度将达到600℃以上。由于炭黑生产的特殊性，一般采用列管式空气预热器回收这些炭黑烟气中的热量，空气预热器的壳程与管程存在较大的温度差，为消除热应力影响，列管的一端固定、另一端自由膨胀，在列管的自由膨胀端设置密封装置，形式有以下两种(1)在每根换热管上安装膨胀节密封(单管波形膨胀节)；(2)换热管与管板孔为间隙配合，并对每根换热管分别采用单管填料结构方式进行密封。
密封形式(1)该结构的密封效果好，虽能充分使用1000℃或1000℃以上的高温烟气，但在高温(600℃以上)状态下，安装的小膨胀节存在疲劳破坏的问题，使用寿命较短，此外，该结构换热管间距较大，单位换热面积的体积较大，制造成本高；密封形式(2)该结构有一定量的空气泄漏到烟气中，炭黑烟气出口的温度在某一温度以下时，少量空气的泄漏不会引起烟气燃烧；当炭黑烟气出口的温度在某一温度以上时，泄漏的空气就会和含有H2、CO等可燃性气体的高温炭黑烟气接触燃烧，燃烧产生的高温将导致密封损坏和炭黑生产线后部设备(如袋式收尘器)损坏。一般采用该结构的空气预热器安全使用条件为烟气入口温度在780℃左右，炭黑烟气出口的温度在550℃以下，空气预热温度为650℃左右，该密封结构不能充分适用于1000℃或1000℃以上的高温烟气，只能对温度较低的炭黑烟气进行换热。如果空气预热器所能允许进入的炭黑烟气温度较低，则需要在炭黑烟气中多喷大量的冷却水，将炭黑烟气温度降到该空气预热器所能承受的温度，如此一来，不仅损失余热和增加水耗，而且大量的水蒸气导致收集系统的负荷增加，不利于尾气利用。所以，空气预热器所能承受的烟气进口温度、如何确保烟气管板密封在高温下安全、可靠地长期运行是空气预热器的重要技术指标。
实用新型内容本实用新型的目的是提供了一种能克服上述缺点的列管式空气预热器换热管端部的密封装置，该密封装置设置在列管式空气预热器换热管自由膨胀端，它能有效防止壳程空气漏入管程烟气中，将空气预热器所能承受的烟气进口温度提高到1000℃或1000℃以上，同时具有使用寿命长、结构简单、制造成本低的优点，又能确保在高温下安全、可靠地长期运行。
为达到上述目的，本实用新型的列管式空气预热器换热管端部的密封装置，包括换热管、安装在换热管一端的管板、置于该管板外侧的每根换热管外的填料密封装置，所述该管板包括套装在换热管上的上、下管板，上、下管板通过置于所有换热管外围的环形短节固连，在短节上还设有一根或一根以上的进气管。
采用上述结构的密封装置，可在两管板间通过进气管通入阻燃气体(如蒸汽、N2、CO2)，阻燃气体压力略大于空气预热器壳程内空气压力，从而隔断壳程空气漏入管程烟气中，部分阻燃气体压力可通过下管板与换热管的间隙进入壳程，与空气混合后由空气出口排出，因此即使炭黑烟气出口的温度较高，也可杜绝高温炭黑烟气与空气接触产生燃烧现象的发生，同时换热管在两管板孔内自由伸缩，对换热管采用单管填料装置进行密封；另一部分阻燃气体通过填料密封装置排出，使填料免于高温空气氧化，延长密封使用时间，确保在高温下安全、可靠地长期运行。
综上所述，本实用新型能有效防止壳程空气漏入管程烟气中，将空气预热器所能承受的烟气进口温度提高到1000℃或1000℃以上，同时具有使用寿命长、结构简单、制造成本低的优点，又能确保在高温下安全、可靠地长期运行。
图1为采用本实用新型实施例一的空气预热器的总装图。
图2为图1的I处放大图。
图3为采用本实用新型实施例二的空气预热器的总装图。
图4为图3的II处放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
实施例一由图1所示该空气预热器为立式结构，由上管箱1、空气预热器主体2与下管箱3等装配而成，炭黑烟气为高温介质，空气为低温介质，炭黑烟气的进气端在下部，出气端在上部，空气的进气端在上部，出气端在下部，故下部是高温段，上部是低温段，炭黑烟气由下至上、空气由上至下通过预热器进行热交换，换热管5下端与下端的管板焊接固连，上端自由膨胀，该端设有密封装置；由图2所示，该列管式空气预热器换热管端部的密封装置包括换热管5、套装在换热管5上端的上、下管板4、6、通过焊接分别与上、下管板4、6相连的环形短节7、设置在短节7侧面上的一根进气管8、置于上管板4外的每根换热管外的填料密封装置，填料密封装置包括焊接在上管板4外侧面上的套管9、置于套管9内的压紧填料10、压环11和压紧螺母12，所有的换热管5置于环形短节7的内侧。
实施例二由图3所示该实施例的空气预热器与实施例一的区别在于换热管5上端与上端的管板焊接固连，下端自由膨胀，该端设有密封装置，由图4所示，该列管式空气预热器换热管端部的密封装置包括换热管5、套装在换热管5下端的上、下管板4、6、通过焊接分别与上、下管板4、6相连的环形短节7、设置在短节7侧面上的一根进气管8、置于下管板6外的每根换热管外的填料密封装置。
本实用新型也适用于其它可燃气体或有毒介质的密封，而只需选择相应的密封介质气体。
权利要求1.一种列管式空气预热器换热管端部的密封装置，包括换热管、安装在换热管一端的管板、置于该管板外侧的每根换热管外的填料密封装置，其特征在于所述该管板包括套装在换热管上的上、下管板，上、下管板通过置于所有换热管外围的环形短节固连，在短节上还设有一根或一根以上的进气管。
专利摘要本实用新型公开了一种列管式空气预热器换热管端部的密封装置，包括换热管、安装在换热管一端的管板、置于该管板外侧的每根换热管外的填料密封装置，所述该管板包括套装在换热管上的上、下管板，上、下管板通过置于所有换热管外围的环形短节固连，在短节上还设有一根或一根以上的进气管。本实用新型能有效防止壳程空气漏入管程烟气中，将空气预热器所能承受的烟气进口温度提高到1000℃或1000℃以上，同时具有使用寿命长、结构简单、制造成本低的优点，又能确保在高温下安全、可靠地长期运行。
文档编号F28F9/04GK2906526SQ20062003357
公开日2007年5月30日 申请日期2006年3月24日 优先权日2006年3月24日
发明者范汝新, 刘明生, 赵宽明, 刘健 申请人:中橡集团炭黑工业研究设计院