一種鑄造金屬換熱板及其組裝的空氣預(yù)熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)爐技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鑄造金屬換熱板及其組裝的空氣預(yù)熱器，適用于各類工業(yè)爐、鍋爐的煙氣余熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]本實(shí)用新型涉及一種交叉流空氣預(yù)熱器，包括鑄造金屬材料制成的換熱元件。鑄造金屬材料的換熱器在煙氣余熱回收中已有采用。
[0003]技術(shù)現(xiàn)狀見下面的公開文件:中國(guó)專利《一種鑄鐵板式空氣預(yù)熱器CN102269420A》;中國(guó)專利《一種應(yīng)用于空氣預(yù)熱器的傳熱管CN201210027》;中國(guó)專利《一種高頭翅片鑄鐵空氣預(yù)熱器CN102121707A》;中國(guó)專利《燃?xì)忮仩t鑄鋁換熱器CN203928413U》；中國(guó)專利《雙金屬疊加式冷凝換熱器CN204027007U》。
[0004]中國(guó)專利CN102269420A及CN201210027提出的鑄鐵換熱板，其換熱板上面翅片和下面翅片高度相等，多組鑄鐵換熱板上下疊合組成換熱芯體，換熱芯體內(nèi)形成多條交叉相間的空氣通道和煙氣通道，單條空氣通道流通截面與單條煙氣通道流通截面相等。
[0005]中國(guó)專利CN102121707A提出了一種高頭翅片鑄鐵空氣預(yù)熱器，其換熱元件的基板上有高頭翅片和低頭翅片，高頭翅片頂端高于所述密封面，低頭翅片頂端低于所述密封面，高頭翅片高度高出密封面與基本內(nèi)側(cè)面之間高度的0.5倍至I倍。多組換熱元件上下疊合組成換熱芯體，換熱芯體內(nèi)形成多條交叉相間的空氣通道和煙氣通道，單條空氣通道流通截面與單條煙氣通道流通截面相等。
[0006]在煙氣余熱回收中，進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣不但比空氣溫度高，而且比空氣流量大，現(xiàn)有技術(shù)鑄鐵空氣預(yù)熱器，常采用等邊長(zhǎng)四邊形鑄鐵換熱板組成換熱芯體，此時(shí)，如果空氣通道截面與煙氣通道截面按鑄鐵換熱板等數(shù)量設(shè)計(jì)，則空氣通道的流通面積與煙氣通道的流通面積相等或基本相等，當(dāng)煙氣和空氣通過(guò)預(yù)熱器后，如果空氣壓降適當(dāng)，則煙氣壓降就可能過(guò)大，造成引風(fēng)機(jī)抽力不足；如果煙氣壓降適當(dāng)，則空氣流速就可能過(guò)低，降低空氣側(cè)的換熱效率。因此，現(xiàn)有技術(shù)鑄鐵空氣預(yù)熱器在一定情況下，存在著空氣側(cè)與煙氣側(cè)性能匹配不佳的問題。
[0007]另外，鑄鐵鑄造鋁合金相比，材質(zhì)的缺點(diǎn)是密度大、熱導(dǎo)率低，因此，鑄鐵空氣預(yù)熱器換熱效率不如鑄鋁合金空氣預(yù)熱器高，重量也比鑄鋁合金空氣預(yù)熱器重。如果中溫區(qū)用鑄鋁合金替代鑄鐵，不但可以提高換熱效率、降低重量，而且還可以降低空氣預(yù)熱器成本。
[0008]但截止目前，還缺少鑄鋁合金空氣預(yù)熱器的技術(shù)支持，鑄鋁換熱器技術(shù)也十分有限。
[0009]中國(guó)專利CN203928413U提出了一種燃?xì)忮仩t鑄鋁換熱器，用水和煙氣換熱。換熱芯體中，煙氣側(cè)有翅片，水道內(nèi)沒有翅片。
[0010]中國(guó)專利CN102121707A提出了一種雙金屬疊加式冷凝換熱器，用水和煙氣換熱，采用鑄鋁熱交換器和鑄鐵熱交換器兩種材料組成雙金屬疊加式冷凝換熱器，具有重量輕、換熱率高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。其鑄鋁熱交換器和鑄鐵熱交換器中，煙氣側(cè)有翅片，水道內(nèi)沒有翅片。
[0011]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵空氣預(yù)熱器存在著空氣側(cè)與煙氣側(cè)性能匹配不佳的問題，而且重量重，而密度僅有鑄鐵三分之一的鑄鋁合金空氣預(yù)熱器，目前還缺少成熟技術(shù)支持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型的目的要解決上述技術(shù)問題。
[0013]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種鑄造金屬換熱板及其組裝的空氣預(yù)熱器，包括內(nèi)部換熱芯體，其特征在于:所述的內(nèi)部換熱芯體由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊上下疊裝后組成，標(biāo)準(zhǔn)模塊包括鑄造金屬換熱板的正板、鑄造金屬換熱板的負(fù)板，正板在負(fù)板的下方，正板和負(fù)板相接觸的密封邊之間設(shè)置有密封墊，正板和負(fù)板用密封連接件連接，正板與負(fù)板對(duì)應(yīng)面的翅片互相內(nèi)插；標(biāo)準(zhǔn)模塊具有六個(gè)面，包括兩個(gè)實(shí)體面和四個(gè)開口面，其中兩個(gè)開口面為矩形框，另外兩個(gè)開口面為橫置的工字形；所述的正板中間設(shè)置有中間換熱板A，中間換熱板A為傳熱部位，中間換熱板A的頂面設(shè)置有上表面翅片A，中心換熱板A的底面設(shè)置有下表面翅片A，上表面翅片A的翅片高度尺寸為A，下表面翅片A的翅片高度尺寸為B，同一面上的翅片高度相等，翅片高度尺寸A大于翅片高度尺寸B的10%?100% ;上表面翅片A的翅片數(shù)量大于下表面翅片A的翅片數(shù)量；所述的負(fù)板中間設(shè)置有中間換熱板B，中間換熱板B為傳熱部位，中間換熱板B的頂面設(shè)置有上表面翅片B，中心換熱板B的底面設(shè)置有下表面翅片B，上表面翅片B的翅片高度尺寸為B，下表面翅片B的翅片高度尺寸為A，同一面上的翅片高度相等，翅片高度尺寸A大于翅片高度尺寸B的10%?100%;上表面翅片B的翅片數(shù)量大于下表面翅片B的翅片數(shù)量。
[0014]所述的正板的上表面翅片A與負(fù)板的下表面翅片B互相內(nèi)插后，形成內(nèi)部換熱芯體內(nèi)的煙氣通道。
[0015]所述的正板的下表面翅片A與負(fù)板的上表面翅片B互相內(nèi)插后，形成內(nèi)部換熱芯體內(nèi)的空氣通道。
[0016]所述的內(nèi)部換熱芯體內(nèi)煙氣通道的流通面積大于空氣通道的流通面積。
[0017]本實(shí)用新型具有易于制造，易于密封，易于組裝的特點(diǎn)，解決了現(xiàn)有鑄鐵換熱板兩側(cè)翅片間流體通道優(yōu)化問題，解決了單一材質(zhì)鑄鐵換熱板密度大、產(chǎn)品笨重等問題，解決了現(xiàn)有鑄鐵空氣預(yù)熱器在一定情況下空氣側(cè)與煙氣側(cè)性能匹配不佳的問題；耐腐蝕，耐磨損，提高了換熱效率、減輕了產(chǎn)品重量，降低了生產(chǎn)成本，提高了使用壽命，能組裝成大型空氣預(yù)熱器。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型標(biāo)準(zhǔn)模塊的高翅片內(nèi)部通道剖視圖。
[0019]圖2為圖1的高翅片內(nèi)部通道中翅片位置三維圖。
[0020]圖3為本實(shí)用新型正板的三維圖。
[0021]圖4為圖3的分解示意圖。
[0022]圖5為本實(shí)用新型負(fù)板的三維圖。
[0023]圖6為圖5的分解示意圖。
[0024]圖7為本實(shí)用新型標(biāo)準(zhǔn)模塊的低翅片內(nèi)部通道剖視圖。
[0025]圖8為圖7的矮翅片內(nèi)部通道中翅片位置三維圖。
[0026]圖9為本實(shí)用新型標(biāo)準(zhǔn)模塊和I件正板疊合組裝后的三維剖視圖。
[0027]圖10為本實(shí)用新型內(nèi)部換熱芯體的三維圖。
[0028]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例二的空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖。。
[0029]圖中:1、正板；2、負(fù)板；3、密封連接件；4、密封墊；11、四角高度尺寸Hl ;12、長(zhǎng)度尺寸L ; 13、上表面翅片A ; 14、中間換熱板A ; 15、翅片高度尺寸A ; 16、下表面翅片A ;17、翅片高度尺寸B ;18、邊連接螺栓孔；19、帶曲邊密封邊A ;20、角連接螺栓孔；21、四角；22、長(zhǎng)條平板密封邊A;23、帶曲邊密封邊B ;24、長(zhǎng)條平板密封邊B ;31、四角高度尺寸H2 ;32、上表面翅片B ;33、中間換熱板B ;34、下表面翅片B ;35、長(zhǎng)條平板密封邊C ;36、帶曲邊密封邊C ;37、長(zhǎng)條平板密封邊D ;38、帶曲邊密封邊D ;50、煙氣通道；60、空氣通道；70、鑄鐵換熱芯體；71、集氣箱；72、預(yù)熱器第二管程殼體；73、鑄鋁合金換熱芯體；74、煙氣入口 ；75、空氣出口 ；76、預(yù)熱器第一管程殼體；77、空氣入口 ；78、煙氣出口 ；100、內(nèi)部換熱芯體；200、標(biāo)準(zhǔn)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限制:
[0031]一種鑄造金屬換熱板及其組裝的空氣預(yù)熱器，包括內(nèi)部換熱芯體100，所述的內(nèi)部換熱芯體100由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊200上下疊裝后組成，標(biāo)準(zhǔn)模塊200包括鑄造金屬換熱板的正板1、鑄造金屬換熱板的負(fù)板2，正板I在負(fù)板2的下方，正板I和負(fù)板2相接觸的密封邊之間設(shè)置有密封墊4，正板I和負(fù)板2用密封連接件3連接，正板I與負(fù)板2對(duì)應(yīng)面的翅片互相內(nèi)插；標(biāo)準(zhǔn)模塊200具有六個(gè)面，包括兩個(gè)實(shí)體面和四個(gè)開口面，其中兩個(gè)開口面為矩形框，另外兩個(gè)開口面為橫置的工字形；所述的正板I中間設(shè)置有中間換熱板A14，中間換熱板A14為傳熱部位，中間換熱板A14的頂面設(shè)置有上表面翅片A13，中心換熱板A14的底面設(shè)置有下表面翅片A16，上表面翅片A13的翅片高度尺寸為A，下表面翅片A16的翅片高度尺寸為B，同一面上的翅片高度相等，翅片高度尺寸A15大于翅片高度尺寸B17的10%?100% ;上表面翅片A13的翅片數(shù)量大于下表面翅片A16的翅片數(shù)量；所述的負(fù)板2中間設(shè)置有中間換熱板B33，中間換熱板B33為傳熱部位，中間換熱板B33的頂面設(shè)置有上表面翅片B32，中心換熱板B33的底面設(shè)置有下表面翅片B34，上表面翅片B32的翅片高度尺寸為B，下表面翅片B34的翅片高度尺寸為A，同一面上的翅片高度相等，翅片高度尺寸A15大于翅片高度尺寸B17的10%?100% ;上表面翅片B32的翅片數(shù)量大于下表面翅片B34的翅片數(shù)量；所述的正板I的上表面翅片A13與負(fù)板2的下表面翅片B34互相內(nèi)插后，形成內(nèi)部換熱芯體100內(nèi)的煙氣通道50 ;所述的正板I的下表面翅片A16與負(fù)板2的上表面翅片B32互相內(nèi)插后，形成內(nèi)部換熱芯體100內(nèi)的空氣通道60 ;所述的內(nèi)部換熱芯體100內(nèi)煙氣通道50的流通面積大于空氣通道60的流通面積。
[0032]具體實(shí)施時(shí)，鑄造金屬換熱板的正板1、負(fù)板2的材質(zhì)包括鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。鑄造金屬換熱板中的每一種材質(zhì)各有優(yōu)缺點(diǎn):鑄鐵耐低溫露點(diǎn)腐蝕，但密度大、重量重；鑄造鋁合金密度小、重量輕、熱導(dǎo)率高、成本低，但耐低溫露點(diǎn)腐蝕性能低于鑄鐵；鑄鋼耐高溫，但重量重、成本高。組成空氣預(yù)熱器換熱芯體時(shí)，需要因材施用，揚(yáng)長(zhǎng)避短。
[0033]實(shí)施例一、標(biāo)準(zhǔn)模塊200:
[0034]如圖1所示，正板I的長(zhǎng)條平板密封邊與負(fù)板2的帶曲邊密封邊對(duì)應(yīng)(正板I的長(zhǎng)條平板密封邊B24與負(fù)板2的帶曲邊密封邊D38對(duì)應(yīng)，正板I的長(zhǎng)條平板密封邊A22與負(fù)板2的帶曲邊密封邊C36對(duì)應(yīng))的原則疊加，通過(guò)密封連接件3和密封墊4密封連接后，形成內(nèi)部高翅片煙氣通道50，煙氣通道50的方向沿Y軸布置，正板上表面翅片A與負(fù)板下表面翅片B位于煙氣通道50內(nèi)。
[0035]如圖2所不，在煙氣通道50內(nèi)，正板上表面翅片A13與負(fù)板下表面翅片B34之間交錯(cuò)間隔、互為內(nèi)插。
[0036]如圖3所示，正板I的四邊長(zhǎng)均為L(zhǎng)，四角高度為Hl。
[0037]如圖4所示，正板I由中心換熱板A14、四角21、帶曲邊密封邊A19、長(zhǎng)條平板密封邊A22、帶曲邊密封邊B23、長(zhǎng)條平板密封邊B24組成，中間為傳熱部位，四邊和四角為承重、密封、連接部位。
[0038]中心換熱板A14的上表面設(shè)置有上表面翅