专利名称：改进的废热加热器的制作方法
技术领域：
本发明属热交换技术领域，尤其是指一种废热加热器。
背景技术：
传统的加热器由壳体、壳体内的换热管构成，壳程内通常设置有折流板，蒸汽在壳程中首先横掠管束流动，绕过挡板时则变为顺着管子的方向流动，由于流速及流向的不断变化，在Re>100时即达到湍流，对于提高壳程的给热系数非常有利。在以新鲜蒸汽为热源的加热器中运行实践是非常成功的，但是，在利用废热(其他蒸汽用户产生的二次蒸汽)的加热器中，则存在以下弊端。一，二次蒸汽都不同程序地受到一定的污染，含有可溶和不可溶的干物质、挥发性和非挥发性的有机物，废汽在被二次利用之前虽然经过除尘、洗涤等净化过程，但总会有残留固形物被带入加热器，这些固形物尤其是悬浮物极易在折流板上沉积集聚，堵塞管间流动通道，占据管外换热空间，也会粘附在换热管外壁形成壁垢，使传热阻力大幅增加。二，二次蒸汽一般都会在前一工序混入大量的空气，一般废汽的相对湿度为 50-70%，同时混入的还有不溶于水、不可冷凝的惰性气体，这部分不凝气会随着废汽进入加热器，并在折流板的死角处积聚形成死气层，阻滞蒸汽进入液膜抵达换热管外壁，极大降低管外蒸汽的冷凝给热系数。三，二次蒸汽一般都会在前一工序受到酸性污染，在淀粉、酒精及其他有机酸的工厂，污染后的二次蒸汽的PH ^ 5. 0，在干物颗粒的动能冲击下会加重这种酸性气体对设备的腐蚀。四，二次蒸汽流动的动能一般由加热器后的引风机提供，二次蒸汽流经折流板时的阻力会增大，尤其是在悬浮物积聚到一定程度，造成蒸汽流动通道被堵塞时，最终会增加动力消耗。以上因素集中作用的结果会导致传热系数下降，严重时会使设备丧失原有的技术性能而无法恢复。但是若取消折流板，对于长度比较大的换热器还会因取消折流板使换热管失去中间支撑，无法保证换热管的垂直度而降低传热效果。取消折流板后，也会由于降低了蒸汽流动过程中的扰动程度而降低传热效果。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足，提供一种既能保证对蒸汽流动进行扰动、又能很好地防止悬浮物料沉积和不凝气积聚的改进的废热加热器，主要创新在于设置了新的壳程支撑元件-组态蛋格扰流栅板，通过组态蛋格扰流栅板将换热管在经向截面上分割成多个蛋格窗，换热管则从各个蛋格窗内穿过。具体是这样实施的改进的废热加热器，包括壳体、 壳体内的换热管，壳程内置有支撑元件，其特征在于壳程内的支撑元件沿着换热管方向多组分布，每组支撑元件由若干横向栅板、纵向栅板组成蛋格状扰流栅窗，换热管从蛋格窗内穿过。用废汽做热源时，废汽在壳程换热管间的流动由于风机提供了动能，其流速本身较快，在装有蛋格状扰流栅窗的加热器壳程中，还会由于蛋格状扰流栅窗对蒸汽的扰动，对液膜造成冲击，使液膜形成湍流流动状态，提高了给热系数。每组蛋格状扰流栅窗都会有多个蛋格窗，当蒸汽遇到蛋格状扰流栅窗时，就会被这些蛋格窗分割，同时与蛋格状扰流栅窗发生碰撞，迫使蒸汽的流向发生改变，由于在蛋格状扰流栅窗处的流通截面变小，蒸汽在通过蛋格状扰流栅窗时的流速会变大，这种流速和流向的改变会对蒸汽产生扰动，使蒸汽流的动能增加。所以，在蛋格状扰流栅窗处的蒸汽流是多方向、高流速、高动能的，这样的蒸汽流会对附近管壁的液膜形成巨大的冲击，将液膜破坏成许多外细小的液滴，这些液滴飞溅、动力反弹或被蒸汽流夹带逃离液膜进入蒸汽流，在蒸汽流中凝聚长大自由下落。该处液膜在遭到冲击破坏后会产生空洞、断裂或减薄，使膜状冷凝变为滴状冷凝。滴状冷凝时没有完整液膜的阻碍，热阻很小，给热系数约为膜状冷凝的5-10倍。多组蛋格状扰流栅窗沿着换热管方向均勻布设，各个蛋格窗的大小一致，这样穿过每个蛋格窗的换热管数量也相等，蒸汽流每隔一定空间距离就会遇到一个这样的蛋格状扰流栅窗，所以蒸汽流每隔一定时间就会发生一次扰动，这种扰动是周期性的脉冲扰动，实际的冷凝方式是膜状冷凝和滴状冷凝在交替进行。由于蛋格式扰流栅窗对冷凝液沿换热管的流动没有阻挡作用，冷凝液携带的悬浮固性物会在重力和液流拖拽的双重作用下随液流流入换热管束的下部积聚，并随冷凝液一起排出设备体外，换言之，这种蛋格状扰流栅窗对废汽携带的悬浮固性物有自动清理能力， 保持设备内部永远不会形成固性物的堆积或堵塞。另外，这种蛋格式扰流栅窗在设备内部没有任何死角，轻质不凝气可畅通地向换热器的上部积聚，重质不凝气可畅通地向换热器的下部积聚，最终可使不凝气非常畅通地排出设备体外。在装有蛋格式扰流栅窗的加热器壳程中，蒸汽几乎没有横掠管束的流动，只是在顺着换热管的流动过程中蒸汽与蛋格状扰流栅窗发生碰撞产生扰流，与折流板内件相比， 阻力更小。通常换热器折流板的尺寸基本是小于或等于加热器筒体直径，以折流板是筒体直径的m计算，汽相流通的面积约占筒体截面积的45-50%左右，汽相阻力大于2500pa。 但是蛋格扰流栅窗的流通面积可达筒体截面积的90-9 左右，汽相阻力小于1200 pa,因此可降低进汽、排汽风机的全压，降低风机的动力消耗。本发明极大地改善了废热加热器的运行效果，提高了换热器的给热系数，能很好地防止悬浮物料沉积和不凝气积聚，同时也降低了换热器风机的动力消耗。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式实施例1，改进的废热加热器，包括壳体、壳体内的换热管1，壳程内置有支撑元件 2，该支撑元件2沿着换热管方向多组均勻分布，每组支撑元件2由若干横向栅板、纵向栅板组成蛋格状扰流栅窗，换热管从蛋格窗内穿过。实施例2，参考实施例1，各个蛋格窗的大小一致，穿过每个蛋格窗的换热管数量也相等。
权利要求
1.改进的废热加热器，包括壳体、壳体内的换热管，壳程内置有支撑元件，其特征在于壳程内的支撑元件沿着换热管方向多组分布，每组支撑元件由若干横向栅板、纵向栅板组成蛋格状扰流栅窗，换热管从蛋格窗内穿过。
2.根据权利要求1所述的废热加热器，其特征在于多组蛋格状扰流栅窗沿着换热管方向均勻布设。
3.根据权利要求1或2所述的废热加热器，其特征在于各个蛋格窗的大小一致，穿过每个蛋格窗的换热管数量相等。
全文摘要
改进的废热加热器，属热交换技术领域，包括壳体、壳体内的换热管，壳程内置有支撑元件，壳程内的支撑元件沿着换热管方向多组分布，每组支撑元件由若干横向栅板、纵向栅板组成蛋格状扰流栅窗，换热管从蛋格窗内穿过，极大地改善了废热加热器的运行效果，提高了换热器的给热系数，能很好地防止悬浮物料沉积和不凝气积聚，同时也降低了换热器风机的动力消耗。
文档编号F28F9/013GK102419127SQ20101029839
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者马小庚 申请人:宜兴市格兰特干燥浓缩设备有限公司