一种承压式煤制气空气预热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种承压式煤制气空气预热器，是一种煤化工行业用煤制气空气预热器的创新设计，为适应煤制气生产工艺不断向高温高压方向发展而研制的，消除了原有设备结构上存在的问题，该设备采用蛇形管作为换热器管程，结构新颖，承受压力高，便于现场安装及维护维修。设备均根据TSG 21‑2016《固定式压力容器安全技术监察规程》和GB150《压力容器》的相关要求进行设计、制造、检验及验收，提高了设备制造质量，更利于向标准化、系列化方向发展。该设备的研制填补了煤制气行业高温高压气气换热器空白。

【技术实现步骤摘要】
一种承压式煤制气空气预热器
本技术涉及煤化工
，具体涉及煤制气生产工艺过程中一种承压式煤制气空气预热器。
技术介绍
长期以来，广泛用于煤制气生产工艺过程的空气预热器，主要是将反应炉出来的尾气经分离器分离后产生的高温煤制气利用换热设备得到高温空气，尾气再进入余热锅炉产生高温蒸汽，整个热量回收过程达到节能降耗的目的。空气预热器是煤制气生产线上余热回收利用的重要设备之一，主要是列管式结构，其特征在于：换热器为常压高温设备；换热段管程介质为高温煤制气，壳程中为空气，通过热交换将冷空气加热为高温空气；壳程筒体上有膨胀节；每支换热管低温端有单管膨胀器。其缺点是：管程压力低，管壁易挂灰，影响换热效率，达不到工艺要求。每支换热管膨胀量不同，无法达到理想状态下管程膨胀量一致状态，实际工况是每支换热管发生的膨胀量无一相同，各换热管膨胀量的差异对管板产生内应力甚至开裂。另外，随着煤化工行业的不断发展，煤制气生产工艺的不断创新改造，要求煤制气设备向高温高压方向发展也越来越迫切。目前在煤制气行业这种高温高压气气换热器尚属空白。因此，有必要研制一种与煤制气生产工艺配套、结构合理的换热设备，即一种承压式煤制气空气预热器。
技术实现思路
本技术旨在研制一种承压式煤制气空气预热器，通过提高设备管程和壳程压力技术参数达到工艺要求，而创新设计的一种换热器结构，即达到与生产工艺配套要求又能消除原有列管式空气预热器存在的缺点，提高换热器换热效率。该设备的研制填补了煤制气行业高温高压气气换热器的空白。本技术采取的技术方案为：一种承压式煤制气空气预热器，包括：煤制气入口箱、蛇形管组成的管程、换热器本体壳程、煤制气出口箱、空气入口集箱、空气出口集箱；所述的蛇形管组成的管程安装在换热器本体壳程内，在煤制气入口处设置有防冲板；所述的煤制气入口箱和煤制气出口箱分别安装的换热器本体上、下部，内部衬耐热保护层；所述的空气入口集箱和空气出口集箱分别与蛇形管空气入口和出口连接，且设置有安全阀；所述的换热器本体壳体上有膨胀节、内衬耐热保护层、外有安装支座，下部有安装蛇形管支撑。一种承压式煤制气空气预热器，设备均根据TSG21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》和GB150《压力容器》的相关要求进行设计、制造、检验及验收，提高了设备制造质量，更利于向规范化、标准化、系列化方向发展。本技术换热段本体壳程、蛇形管管程相连接的空气入出口集箱均按GB150进行设计、制造及检验验收；本技术管程采用蛇形管组件，安装在换热器本体内支撑上，弯管有利于伸缩膨胀；本技术换热器本体设置了壳体膨胀节，可吸收蛇形管膨胀后与本体产生的膨胀差；本技术换热器本体内衬耐热保护层，有效保护壳体不受高温影响而仍保持强度；本技术在蛇形管上方设置了防冲板，保护煤制气入口处的管子不直接受到冲刷；本技术空气入、出口集箱上均设置有安全阀、压力表、温度表，保证集箱在使用安全；本技术换热器本体上的支座，根据工艺布置安装在生产线上。本技术的设计要点是：1、根据工艺需要调整设计参数，即换热器本体、空气入出口集箱均按压力容器进行设计、制造、检验和验收；2、管程介质为空气，壳程介质为煤制气；3、管程结构由大管径蛇形管组成，上面设置防冲板；4、换热器本体内设耐热保护层，壳体设置膨胀节；本技术的优点在于：1、扩大了煤制气生产工艺过程热量回收气气换热设备向高温高压方向发展，给企业生产带来更高的收益；2、管程采用蛇形管结构，消除了列管式换热器单根换热管膨胀差不同带给管板的复杂应力，同时蛇形管可吸收管程产生的膨胀量，无泄漏，安全可靠；3、换热器本体壳程采用内衬耐热保护层，提高了壳体强度的同时可提高煤制气的温度；4、换热器本体设置了壳体膨胀节后，有利于吸收管程与本体之间产生的膨胀差，保护壳体及耐热保护层不受由于蛇形管膨胀产生的应力影响；5、与列管式相比，相同工艺参数下，降低了设备高度，同时在壳体选材上可降低材料成本，节约设备投入及占用空间；6、基于结构上的特点，蛇形管式煤制气空气预热器更便于安装及现场维修；7、提高了煤制气热能利用率，提高了空气热值，对节能降耗具有深远的现实意义。附图说明图1本技术结构示意图图2为图1俯视图图中标记：1-煤制气入口箱、2-蛇形管、3-换热器本体、4-膨胀节、5-煤制气出口箱、6-空气入口集箱、7-支撑、8-内保温、9-支座、10-空气出口集箱、11—防冲板具体实施方式一种承压式煤制气空气预热器，包括：煤制气入口箱1、蛇形管2、换热器本体3、膨胀节4、煤制气出口箱5、空气入口集箱6、支撑7、内保温8、支座9、空气出口集箱10、防冲板11。本技术安装路线为：换热器本体—内保温—蛇形管、防冲板—空气入、出口集箱—煤制气入、出口箱具体实施步骤：1、换热器本体3壳程、蛇形管2管程、空气入口集箱6及空气出口集箱10分别完成各自的组焊或组合安装，即：1.1换热器本体3壳体与膨胀节4、支座9、底部支撑7及上下法兰组焊后再打制耐热内保温8；1.2各段蛇形管2组焊组焊后用支架固定构成管程，预留与空气入、出口集箱焊接的管头；1.3集箱开孔后焊接相应接管，即：空气入、出及安全阀、压力表、排污口接管等；1.4空气入口集箱6和空气出口集箱10与蛇形管2相对应的管子组焊。2、将蛇形管2管程安装在换热器本体3底部支撑7上并固定，按图预留与空气入口集箱6、空气出口集箱10连接的管子；3、将组焊好的空气入口集箱6和空气出口集箱10预留的管子伸到换热器本体3内，并分别与对应的蛇形管2焊接；4、安装防冲板11，再分别安装煤制气入口箱1和煤制气出口箱5；5、换热器本体3壳体、蛇形管2组焊件、空气入口集箱6及空气出口集箱10均应在制造完成后按标准要求进行压力试验和检验，并到监管部门办理监检证明；6、设备运输到现场后，将换热器本体3上的支座9安装在指定位置，煤制气入、出口分别与现场管道安装；7、集箱上的安全阀、压力表及温度表均在设备现场安装完毕后，打压试验前安装；8、换热器本体3与现场管道安装后，再整体做压力试验，管道上设有安全阀、压力表及温度表等安全和监测仪器仪表。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种承压式煤制气空气预热器，包括：煤制气入口箱(1)、蛇形管(2)、换热器本体(3)、膨胀节(4)、煤制气出口箱(5)、空气入口集箱(6)、支撑(7)、内保温(8)、支座(9)、空气出口集箱(10)、防冲板(11)，其特征在于：蛇形管(2)组成的管程安装在换热器本体(3)壳程内；在煤制气入口处设置有防冲板(11)；煤制气入口箱(1)和煤制气出口箱(5)分别安装的换热器本体(3)上、下部，且内部衬耐热保护层；空气入口集箱(6)和空气出口集箱(10)分别与蛇形管(2)空气入口和出口连接，组成空气循环系统；换热器本体(3)壳体上有膨胀节(4)、内衬耐热保护层、外有安装支座(9)，下部有安装蛇形管(2)的支撑(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种承压式煤制气空气预热器，包括：煤制气入口箱(1)、蛇形管(2)、换热器本体(3)、膨胀节(4)、煤制气出口箱(5)、空气入口集箱(6)、支撑(7)、内保温(8)、支座(9)、空气出口集箱(10)、防冲板(11)，其特征在于：蛇形管(2)组成的管程安装在换热器本体(3)壳程内；在煤制气入口处设置有防冲板(11)；煤制气入口箱(1)和煤制气出口箱(5)分别安装的换热器本体(3)上、下部，且内部衬耐热保护层；空气入口集箱(6)和空气出口集箱(10)分别与蛇形管(2)空气入口和出口连接，组成空气循环系统；换热器本体(3)壳体上有膨胀节(4)、内衬耐热保护层、外有安...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宏霞，于国庆，张晓，仵杰，朱紫龙，张明杰，
申请(专利权)人：青岛德固特节能装备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37