[实用新型]一种热管和热管空气预热器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油化工、煤化工传热设备领域，涉及一种热管和热管空气预热器。

背景技术

在石油化工、煤化工行业的管式加热炉装置中，热管空气预热器的应用很广泛；利用热管这一高效传热元件回收烟气余热、以加热进入管式加热炉的空气，实现节能目的。目前工业用热管元件，包括受热段和冷却段；管壳一般由碳钢制成，没有抗低温烟气酸露点腐蚀的能力，在空气预热器中使用时会造成腐蚀失效，进而使热管空气预热器的热效率降低甚至不能使用。低温烟气酸露点腐蚀，在加热炉烟气排放温度降低到烟气露点温度以下时发生。为解决腐蚀问题，有些热管空气预热器的热管使用耐酸不锈钢制作管壳，但这会使热管以及热管空气预热器的成本增高，工业应用很受限制。况且耐酸不锈钢热管对抵御低温烟气酸露点腐蚀的效果也不十分理想。

中国专利CN2757083Y公开了一种用于加热炉烟气余热回收的热管空气预热器，装有不同直径、高低相间翅片的热管；热管管壳(包括翅片)材料为金属，不能抵御低温烟气酸露点腐蚀，只能在露点温度以上工作。CN1427239A公开了一种用于热交换的耐酸腐蚀搪瓷热管元件，其结构包括受热段和冷却段，管内有工作液体(工质)。热管的基体材料为碳钢，在受热段换热面上具有一层搪瓷层；搪瓷层的厚度为0.3～0.8毫米。存在的问题是，在搪瓷层烧结过程中，易出现针孔、沙眼等缺陷，且不易检验出来；使用过程中，烟气中的硫化物所形成的稀硫酸会经搪瓷层表面的缺陷腐蚀碳钢管壁，造成热管失效，并使采用这种热管的空气预热器的使用寿命降低。CN2214657Y公开了一种石墨热管，在空心石墨管端头装有石墨塞，石墨塞与空心石墨管间有石墨粘合层，空心石墨管内装有工作液体；具有传热效率高、耐腐蚀等优点。用于热管空气预热器时存在的问题是，石墨管有一定的脆性，抗弯强度较低；做成的热管长度较长时，容易折断。石墨管两端与所设的石墨塞之间靠粘接密封，密封可靠性不高，易导致工质泄漏，从而使石墨热管的传热效率降低或失效。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有管壳材料为金属或金属受热段换热面覆盖搪瓷层的热管用于热管空气预热器时发生低温烟气酸露点腐蚀、管壳材料为石墨的热管长度较长时容易折断以及密封可靠性不高等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种热管，设有管壳，管壳内装有工质，其特征在于：所述的管壳由金属管和聚四氟乙烯管组成，金属管和聚四氟乙烯管各有一个连接端和一个封闭端，金属管的连接端和聚四氟乙烯管的连接端通过螺纹连接，两个连接端之间设有聚四氟乙烯密封圈，金属管的封闭端设有与其焊接连接的金属管塞，聚四氟乙烯管的封闭端设有与其焊接连接的聚四氟乙烯封头。

一种热管空气预热器，设有热管、空气管箱和烟气管箱，空气管箱与烟气管箱之间设有管板，管板上设有管孔，热管与管孔之间设有管孔密封件，其特征在于：热管为上述本实用新型的热管，热管的金属管设于空气管箱内，聚四氟乙烯管设于烟气管箱内，管板与管孔密封件的材料为聚四氟乙烯，管孔密封件设于聚四氟乙烯管与管孔之间，烟气管箱箱板的内表面设有聚四氟乙烯板。

采用本实用新型，具有如下的有益效果：(1)本实用新型的热管，管壳由金属管和聚四氟乙烯管组成，是一种复合式的热管。用于热管空气预热器时，热管的聚四氟乙烯管设于烟气管箱内，聚四氟乙烯管段作为热管的受热段，吸收烟气的热量；利用聚四氟乙烯材料超强的耐硫酸腐蚀性能，来抵御低温烟气酸露点腐蚀(聚四氟乙烯材料可以在260℃以下的温度安全使用)。由于空气基本上没有腐蚀性，所以将热管的金属管设于空气管箱内。金属管段作为热管的冷却段，用于向空气中释放热量。(2)热管的管壳由金属管和聚四氟乙烯管组成，金属管与聚四氟乙烯管之间、金属管的封闭端与金属管塞之间、聚四氟乙烯管的封闭端与聚四氟乙烯封头之间，连接牢靠、密封良好、可靠性高，使热管具有较好的抗弯强度，在热管长度较长时也不容易折断。同时，由于密封可靠性高，可有效地防止热管内工质的泄漏，使热管能可靠地使用。(3)本实用新型的热管空气预热器采用本实用新型的热管，同时管板与管孔密封件的材料采用聚四氟乙烯，并在烟气管箱箱板的内表面设置聚四氟乙烯板，从而可以有效地防止烟气管箱内各部件发生低温烟气酸露点腐蚀。

由于以上的原因，本实用新型的热管和热管空气预热器能够在较低的烟气排放温度下长周期、安全地使用。另外，由于聚四氟乙烯材料的价格不高，使本实用新型热管以及热管空气预热器的成本不高，不会因成本问题使其工业应用受到限制。