專利名稱：換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及空氣預熱器，尤其涉及換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器。
背景技術：
噴流式空氣預熱器在化工、冶金、能源動力、建材等工業(yè)領域中應用廣泛，主要用于熱風爐、加熱爐、工業(yè)爐窯、鍋爐等設備的余熱利用工程及空氣預熱工程，它可充分回收余熱，提供純凈的高溫空氣，可以節(jié)約大量能源。隨著社會環(huán)保意識的增強和能源緊缺壓力的困擾，對噴流空氣預熱器的熱利用率和功能也提出了越來越高的要求。噴流式空氣預熱器主要用于回收高溫煙氣的余熱，其承受的溫度高達800 900°C，因而其在運行過程中會長期受到高溫煙氣的熱輻射，特別是靠煙氣入口的前幾排換熱管受到的煙氣熱輻射更為嚴重，其承受的溫度遠比中間位置換熱管所承受的溫度高，這導致各排換熱管的熱膨脹不一，當一根換熱管損壞時，整個噴流式空氣預熱器都將報廢，因而在設計與制造過程中通常從煙氣入口處至出口處選用不同材料型號的換熱管，在靠煙氣入口處的換熱管選擇耐高溫的合金管材，而靠煙氣出口處的換熱管選用一般的不銹鋼管， 然而由于換熱管所選用的材料不同，其熱膨脹能力也有很大差別，在制造加工與應用過程中，容易出現由于熱膨脹性能不匹配而導致個別換熱管損壞，這造成噴流式空氣預熱器造價昂貴、壽命短，影響噴流式空氣預熱器的總體性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可減小換熱管之間的管壁溫差、使各排換熱管內被加熱的空氣具有相同進出口溫差、具有最優(yōu)綜合換熱效果的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案
一種換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，包括風箱和多排換熱管，所述風箱上端設有冷空氣入口，風箱下端設有熱空氣出口，風箱一側設有煙氣入口，風箱另一側設有煙氣出口，所述多排換熱管均勻布置于風箱內并連通冷空氣入口與熱空氣出口，所述換熱管由同軸套設的內管和外管組成，所述內管為開有若干噴流孔的噴流管。從所述煙氣入口一側至所述煙氣出口一側，各換熱管中內管上所設噴流孔的數量逐漸減少。所述外管上端封閉，所述內管下端封閉。所述冷空氣入口位于靠近煙氣入口的一側。所述熱空氣出口位于靠近煙氣出口的一側。與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
本發(fā)明的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，通過同軸套設的內管和外管組成換熱管，并在內管上開設若干噴流孔作為噴流管，冷空氣進入內管后從噴流孔垂直地射向外管內壁，形成高速空氣氣流對換熱面進行沖擊，使層流邊界層受到破壞，極大地強化對流換熱過程，而煙氣入口側則利用高溫煙氣的輻射放熱強化煙氣側的輻射換熱，這不僅提高了噴流式空氣預熱器的總換熱系數，而且也有效地降低了煙氣入口側換熱管的溫度。本發(fā)明可從煙氣入口一側至所述煙氣出口一側，將各換熱管中內管上所設噴流孔的數量逐漸減少，在煙氣入口一側高溫煙氣的輻射放熱量大，設置的噴流孔數量越多，則流過的空氣流量越大，管壁受到的冷卻就越大；而煙氣出口一側煙氣的輻射放熱量小，設置的噴流孔數量越少，則流過的空氣流量越小，管壁受到的冷卻就越小，從而通過設置噴流孔數量可達到控制換熱管的管壁溫差、控制被加熱的空氣具有相同的進出口溫差的目的，使換熱管具有相同的壁溫，便于統一換熱管的材料選型，可以減少耐高溫材料的使用，降低空氣預熱器的材料成本，解決了由于選用不同換熱管材料的熱膨脹性不一的問題，從而可避免煙氣入口側因管內溫度高而造成換熱管的燒壞，提高了空氣預熱器的整體壽命；同時，由于越靠近煙氣入口側，空氣與煙氣的溫差越大，而根據傳熱學與流體力學原理，此處強化傳熱的潛力越大， 因而增加此處的空氣流量則空氣垂直射向換熱表面的流速越高，強化傳熱的效果越好。本發(fā)明的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器制造成本低、使用壽命長，總體換熱性能好， 可實現空氣預熱器高效穩(wěn)定的運行。


圖1是本發(fā)明的立體結構示意圖； 圖2是本發(fā)明的主剖視圖3是本發(fā)明的俯視圖； 圖4是本發(fā)明的換熱管的立體放大結構示意圖。圖中各標號表示
1、風箱；2、換熱管；11、冷空氣入口 ；12、熱空氣出口 ；13、煙氣入口 ；14、煙氣出口 ；15、 連接板；21、內管；22、外管；211、噴流孔。
具體實施例方式圖1至圖4示出了本發(fā)明的一種換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器實施例， 該預熱器包括風箱1和多排換熱管2，風箱1上端設有冷空氣入口 11，風箱1下端設有熱空氣出口 12，風箱1 一側設有煙氣入口 13，風箱1另一側設有煙氣出口 14，冷空氣入口 11位于靠近煙氣入口 13的一側，熱空氣出口 12位于靠近煙氣出口 14的一側，風箱1內設有上、 下兩塊連接板15，并通過兩塊連接板15將煙氣出入口與空氣出入口隔開，多排換熱管2均勻布置于風箱1內并連通冷空氣入口 11與熱空氣出口 12，本實施例共設有四排換熱管2， 每排設六根，四排換熱管2均勻布置于風箱1內，各換熱管2的上、下兩端分別與一連接板 15連接固定，換熱管2由同軸套設的內管21和外管22組成，內管21為開有若干噴流孔211 的噴流管，冷空氣經冷空氣入口 11進入內管21后從噴流孔211垂直地射向外管22內壁， 形成高速空氣氣流對換熱面進行沖擊，使層流邊界層受到破壞，極大地強化對流換熱過程， 而煙氣入口 13的一側則利用高溫煙氣的輻射放熱強化煙氣側的輻射換熱，這不僅提高了噴流式空氣預熱器的總換熱系數，而且也有效地降低了煙氣入口 13處換熱管2的溫度。本發(fā)明的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器制造成本低、使用壽命長，總體換熱性能好， 可實現空氣預熱器高效穩(wěn)定的運行。
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本實施例中，從煙氣入口 13 —側至煙氣出口 14 一側，各換熱管2中內管21上所設噴流孔211的數量逐漸減少，在煙氣入口 13 —側高溫煙氣的輻射放熱量大，設置的噴流孔211數量越多，則流過的空氣流量越大，外管22的管壁受到的冷卻就越大；而煙氣出口 14 一側煙氣的輻射放熱量小，設置的噴流孔211數量越少，則流過的空氣流量越小，外管22 的管壁受到的冷卻就越小，從而通過設置噴流孔211的數量可達到控制換熱管2的管壁溫差、控制被加熱的空氣具有相同的進出口溫差的目的，使換熱管2具有相同的壁溫，便于統一換熱管2的材料選型，可以減少耐高溫材料的使用，降低空氣預熱器的材料成本，解決了由于選用不同換熱管材料的熱膨脹性不一的問題，從而可避免煙氣入口 13—側因管內溫度高而造成換熱管2的燒壞，提高了空氣預熱器的整體壽命；同時，由于越靠近煙氣入口 13 一側，空氣與煙氣的溫差越大，而根據傳熱學與流體力學原理，此處強化傳熱的潛力越大， 因而增加此處的空氣流量則空氣垂直射向換熱表面的流速越高，強化傳熱的效果越好。進一步，可將外管22上端封閉，內管21下端封閉，這樣的結構使冷空氣只能從內管21上端進入換熱管2，從外管22下端排出換熱管2，并且進入內管21的冷空氣只能通過噴流孔211噴入外管22，從而可加強氣流噴射力度，充分破壞層流邊界層，提高換熱效果。上述只是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，包括風箱(1)和多排換熱管(2)，所述風箱(1)上端設有冷空氣入口( 11 )，風箱(1)下端設有熱空氣出口( 12)，風箱(1) 一側設有煙氣入口(13)，風箱(1)另一側設有煙氣出口(14)，所述多排換熱管(2)均勻布置于風箱 (1)內并連通冷空氣入口(11)與熱空氣出口( 12)，其特征在于所述換熱管(2)由同軸套設的內管(21)和外管(22)組成，所述內管(21)為開有若干噴流孔(211)的噴流管。
2.根據權利要求1所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于從所述煙氣入口( 13)—側至所述煙氣出口(14) 一側，各換熱管(2)中內管(21)上所設噴流孔 (211)的數量逐漸減少。
3.根據權利要求1或2所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于 所述外管(22 )上端封閉，所述內管(21)下端封閉。
4.根據權利要求1或2所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于 所述冷空氣入口( 11)位于靠近煙氣入口(13)的一側。
5.根據權利要求3所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于所述冷空氣入口(11)位于靠近煙氣入口(13)的一側。
6.根據權利要求1或2所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于 所述熱空氣出口( 12)位于靠近煙氣出口(14)的一側。
7.根據權利要求5所述的換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，其特征在于所述熱空氣出口( 12)位于靠近煙氣出口( 14)的一側。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器，包括風箱和多排換熱管，所述風箱上端設有冷空氣入口，風箱下端設有熱空氣出口，風箱一側設有煙氣入口，風箱另一側設有煙氣出口，所述多排換熱管均勻布置于風箱內并連通冷空氣入口與熱空氣出口，所述換熱管由同軸套設的內管和外管組成，所述內管為開有若干噴流孔的噴流管。該換熱管進出口同溫差噴流式空氣預熱器具有可減小換熱管之間的管壁溫差、使各排換熱管內被加熱的空氣具有相同進出口溫差、具有最優(yōu)綜合換熱效果的優(yōu)點。
文檔編號F23L15/00GK102213441SQ20111014392
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權日2011年5月31日
發(fā)明者姜建榮, 姜昌偉, 李行, 柴榮才, 童永清 申請人:杭州美寶爐窯工程有限公司, 長沙理工大學