專利名稱：一種輻射管加熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于輻射管加熱技術領域，尤其涉及一種用于保護氣氛爐的雙A型輻射管加熱裝置，可適用于各種輻射管加熱爐和熱處理爐。
背景技術：
在加熱爐和熱處理爐等工業(yè)爐領域中，輻射管加熱裝置用于保護氣氛爐并提供熱源。輻射管加熱裝置的主要技術指標為溫度均勻性和熱效率。目前，傳統(tǒng)的輻射管加熱裝置有U型、W型輻射管，燃燒氣體在U型或W型管子內一邊混合一邊燃燒，通過對流和輻射傳熱方式將熱量傳遞給管子，達到熱量傳遞的目的。但此類輻射管加熱裝置在管子上存在有溫度差，影響了溫度的均勻性和傳熱效率。近年來發(fā)展起來的單端套管型、P型、雙P型等輻射管加熱裝置，由于其使用了煙氣回流技術，與傳統(tǒng)的U型、W型輻射管相比，極大的提高了輻射管表面溫度均勻性。但由于現有的單端套管型、P型、雙P型等輻射管加熱裝置采用自身預熱一體燒嘴或者單預熱器燒嘴，存在受結構形式和空間限制，換熱面積有限，熱效率偏低等諸多技術問題。有鑒于上述現有技術存在的缺點，本設計人基于從事相關設計及現場經驗和專業(yè)知識，積極加以改進和創(chuàng)新，以期實現既能利用煙氣回流技術，提高輻射管表面溫度均勻性，降低火焰溫度，減少NOx的排放，又能增加換熱器的換熱面積，提高輻射管的熱效率的輻射管加熱裝置。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種既能利用煙氣回流技術，提高輻射管表面溫度均勻性，降低火焰溫度，減少NOx的排放，又能增加換熱器的換熱面積，提高輻射管的熱效率的輻射管加熱裝置。為達到上述目的，本實用新型提出一種輻射管加熱裝置，包括輻射管，包括中間管、第一側管和第二側管，所述第一側管和第二側管分別平行位于所述中間管的兩側，所述第一側管與所述中間管通過弧形回煙管首尾相連通形成封閉的第一煙氣循環(huán)通道，所述第二側管與所述中間管通過弧形回煙管首尾相連通形成封閉的第二煙氣循環(huán)通道，在所述輻射管的同一側對應于所述中間管、第一側管和第二側管分別向外側延伸有中間安裝管道、第一安裝管道和第二安裝管道，所述中間管、第一側管和第二側管通過所述回煙管分別與所述中間安裝管道、第一安裝管道和第二安裝管道相連通，形成雙A型輻射管；換熱器，包括第一換熱器和第二換熱器，所述第一換熱器固設于所述第一安裝管道內，所述第二換熱器固設于所述第二安裝管道內；燒嘴，固設于所述中間安裝管道內，所述第一換熱器和第二換熱器分別通過空氣導管與所述燒嘴相連通；在所述第一安裝管道和所述第二安裝管道上分別開設有煙氣出口。[0010]如上所述的輻射管加熱裝置，其中，在所述中間管內沿軸向設有內套筒，所述內套筒的兩端開放，所述內套筒的外壁與所述中間管的內壁之間具有環(huán)狀間隙。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述內套筒為碳化硅內套筒。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述中間管直徑為Dm，所述第一側管和第二側管的直徑均為Ds，所述回煙管的直徑為Db，其中，Dm/Ds的數值為1. 3 1. 5，Db/Ds的數值為 0. 8 1. 0。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述內套筒的直徑為Dc，其中，Dc/Dm的數值為 0. 7 0. 8。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述燒嘴包括燒嘴噴口，所述燒嘴噴口沿所述中間安裝管道伸入至所述輻射管內，所述燒嘴噴口直徑為Do，所述燒嘴噴口與靠近該燒嘴噴口的所述回煙管的縱向中心線之間的距離為dLl，其中，dLl數值在0 Do之間。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述內套筒與靠近所述燒嘴噴口的所述回煙管的縱向中心線之間的距離為dL2，其中，dL2/Dc的數值為1. 0 1. 2。如上所述的輻射管加熱裝置，其中，所述第一換熱器、第二換熱器和燒嘴分別通過法蘭與所述第一安裝管道、第二安裝管道和中間安裝管道相連接。與現有技術相比，本實用新型具有以下特點和優(yōu)點1、本實用新型輻采用雙A型輻射管，中間布置燒嘴，兩側布置換熱器，燃燒后的廢氣從燒嘴中高速噴出，在噴口附近形成負壓，引射大量煙氣，一方面使輻射管溫度分布均勻，另一方面降低火焰溫度，減少NOx的排放。2、由于換熱器數量增加到兩個，增大了換熱面積，能有效提高空氣預熱溫度和降低排煙溫度，增加了熱效率。3、在輻射管的中間管內設置碳化硅內套筒，避免火焰直接沖刷輻射管表面，延長輻射管的使用壽命，此外還能進一步增加煙氣的回流，提高輻射管的溫度均勻性。

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中，圖1為本實用新型雙A型輻射管加熱裝置的結構示意圖；圖2為圖1中A-A向的剖面結構示意圖；圖3為本實用新型的燒嘴噴口處的局部放大結構示意圖。附圖標記說明1-雙A型輻射管；11-第一側管；12-第二側管；13-中間管；14-回煙管；15-第一煙氣循環(huán)通道；16-第二煙氣循環(huán)通道；17-第一安裝管道；18-第二安裝管道；19-中間安裝管道；2-換熱器；21-第一換熱器；22-第二換熱器；23-空氣入口 ；3-燒嘴；31-燃氣入口 ；32-點火裝置；33-燒嘴噴口 ；34-燃燒室；4-空氣導管；5-煙氣出口 ；6-內套筒；7-爐
掉丄回ο
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。請參考圖1、圖2，分別為本實用新型雙A型輻射管加熱裝置的結構示意圖和圖1 中A-A向的剖面結構示意圖。如圖所示，本實用新型提出的輻射管加熱裝置包括雙A型輻射管1、兩個換熱器2和燒嘴3，雙A型輻射管1由第一側管11、第二側管12、中間管13、兩回煙管14及安裝管道連接而成。具體地講，所述第一側管11、第二側管12、中間管13呈直管狀，所述兩回煙管14呈連續(xù)的弧彎狀，所述第一側管11和第二側管12分別沿軸向平行位于所述中間管13的上、下兩側，所述兩回煙管14分別密封連接于所述第一側管11、第二側管12、中間管13的兩端，這樣，所述第一側管11與所述中間管13通過兩弧形回煙管14 首尾相連通形成封閉的第一煙氣循環(huán)通道15，而所述第二側管12與所述中間管13通過兩弧形回煙管14首尾相連通形成封閉的第二煙氣循環(huán)通道16。在所述福射管1的同一側對應于所述中間管13、第一側管11和第二側管12分別向外側延伸有中間安裝管道19、第一安裝管道17和第二安裝管道18并貫穿于爐墻7中，中間安裝管道19、第一安裝管道17和第二安裝管道18外側開口，用于從外側安裝燒嘴3及兩換熱器2。所述中間管13、第一側管11和第二側管12通過所述回煙管14分別與所述中間安裝管道19、第一安裝管道17和第二安裝管道18相連通，形成雙A型輻射管1。這樣，在雙A型輻射管1中形成有第一煙氣循環(huán)通道15和第二煙氣循環(huán)通道16，利用煙氣回流原理，輻射管1內的煙氣可同時在第一煙氣循環(huán)通道15和第二煙氣循環(huán)通道16內循環(huán)流動，提高了輻射管表面溫度均勻性，降低了輻射管加熱裝置的燒嘴火焰溫度，減少了 NOx的排放。所述換熱器2包括第一換熱器21和第二換熱器22，所述第一換熱器21固設于所述第一安裝管道17內，所述第二換熱器22固設于所述第二安裝管道18內；所述燒嘴3固設于所述中間安裝管道19內，所述第一換熱器21和第二換熱器22分別通過空氣導管4與所述燒嘴3相連通；在所述第一安裝管道17和所述第二安裝管道18上分別開設有煙氣出口 5。這樣，空氣由換熱器2的空氣入口 23進入換熱器2，與煙氣進行逆流換熱后，預熱后的空氣通過空氣導管4匯總于燒嘴3內。同時，燃氣由燒嘴3的燃氣入口 31進入燒嘴3， 與預熱后的空氣在燒嘴3的燃燒室34內混合，由點火裝置32引燃后，進行燃燒，并由燒嘴噴口 33高速噴出。由于本實用新型采用了兩個換熱器，與現有技術中僅使用一個換熱器相比，增大了換熱面積，有效提高了空氣預熱溫度并降低了煙氣排放溫度，增加了熱效率。作為本實用新型的另一改進，如圖1所示，在所述中間管13內沿軸向設有內套筒 6，所述內套筒6的兩端開放，使得煙氣能夠由內套筒6中穿過，并且，所述內套筒6的外壁與所述中間管13的內壁之間具有環(huán)狀間隙。由于本實用新型在中間管13內設置內套筒6， 減少了燒嘴噴射出的火焰直接沖刷輻射管表面而對輻射管造成的損害，從而延長輻射管的使用壽命，此外，煙氣穿過內套筒6后，一部分煙氣由環(huán)狀間隙回流至燒嘴噴口 32處，再次進入內套筒6循環(huán)，這樣就進一步增加了煙氣的回流量，而輻射管管表面溫度均勻性與煙氣回流量成正比，回流量越大，則溫度均勻性越好，因此提高了輻射管的溫度均勻性。另外， 增加內套管6后，燒嘴噴口噴射出的火焰直接沖刷內套管6，先將熱量傳遞給內套管6，再由內套管6將熱量傳遞給金屬中間管，從而起到均勻輻射管壁溫的作用。進一步的，所述內套筒6為碳化硅材料制成的內套筒，但本實用新型的內套筒6也可以采用其它公知的耐熱材料制成，只要能夠起到減少輻射管表面損害，延長輻射管使用壽命的功效即可。[0032]請參考圖3，為本實用新型的燒嘴噴口處的局部放大結構示意圖。如圖所示，所述中間管13直徑為Dm，所述第一側管11和第二側管12的直徑均為Ds，所述回煙管14的直徑為Db，其中，Dm/Ds的數值為1. 3 1. 5，Db/Ds的數值為0. 8 1. 0，從而保證了煙氣在第一煙氣循環(huán)通道15和第二煙氣循環(huán)通道16內循環(huán)流動。進一步的，所述內套筒的直徑為Dc，其中，Dc/Dm的數值為0. 7 0. 8，從而保證內套管內的流通面積和內套管與中間管之間環(huán)狀間隙的流通面積比在1. 0左右。進一步的，所述燒嘴3包括燃燒室34、燒嘴噴口 33、點火裝置32和燃氣入口 31，燒嘴3具體結構為公知技術，在此不再詳細描述。其中，所述燒嘴噴口 33沿所述中間安裝管道19伸入至所述輻射管1內，所述燒嘴噴口 33直徑為Do，所述燒嘴噴口 33與靠近該燒嘴噴口 33的所述回煙管14的縱向中心線之間的距離為dLl，其中，dLl數值在0 Do之間， 即dLl不大于Do值，從而保證燒嘴噴口位于回煙管中心線附近，使燃燒室噴出的氣體最大能力的引射煙氣。進一步的，所述內套筒6與靠近所述燒嘴噴口 33的所述回煙管14的縱向中心線之間的距離為dL2，其中，dL2/Dc的數值為1.0 1.2，保證了內套管6與燒嘴噴口 33之間規(guī)定的距離，以獲得最大的煙氣回煙量。進一步的，所述第一換熱器21、第二換熱器22和燒嘴3分別通過法蘭與所述第一安裝管道17、第二安裝管道18和中間安裝管道19相連接，以保證第一換熱器21、第二換熱器22和燒嘴3與輻射管1連接的牢固可靠性。進一步的，所述燒嘴噴口 33處的燃氣噴出速度為130m/s 180m/s，在噴口附近形成負壓，從而引射大量煙氣，以保證煙氣在雙A型輻射管內循環(huán)流動。如圖1所示，本實用新型的工作過程如下空氣由空氣入口 23進入換熱器2，與煙氣進行逆流換熱后，折回匯總于燒嘴3內。 燃氣由燃氣入口 31進入燒嘴3，與預熱后的空氣在燃燒室內混合，由點火裝置32引燃后，進行燃燒，并通過燒嘴噴口 33高速噴出燃燒室34。由燃燒室34高速噴出的燃氣在噴口燒嘴噴口 33附近形成低壓區(qū)，回煙管14和中間管13外的煙氣被引射進入碳化硅內套筒6中， 煙氣在中間管13末端分為三股一股煙氣由內套筒6和中間管13管壁間的環(huán)形間隙回流至燒嘴噴口 33處，另外兩股煙氣分別通過第一煙氣循環(huán)通道15和第二煙氣循環(huán)通道16進入兩側管11、12。進入兩側管11、12的煙氣一部分因引射作用繼續(xù)參與循環(huán)，另一部分則經換熱器2與空氣進行逆向換熱后，由煙氣出口 5排出。本實用新型輻射管加熱裝置中的輻射管采用雙A型輻射管，中間布置燒嘴，兩側布置換熱器，燃燒后的廢氣從燒嘴中高速噴出，在噴口附近形成負壓，引射大量煙氣，一方面使輻射管溫度分布均勻，另一方面降低火焰溫度，減少NOx的排放。由于換熱器數量增加到兩個，增大了換熱面積，能有效提高空氣預熱溫度和降低排煙溫度，增加了熱效率。在輻射管的中間管內設置碳化硅內套筒，避免火焰直接沖刷輻射管表面，延長輻射管的使用壽命，此外還能進一步增加煙氣的回流，提高輻射管的溫度均勻性。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種輻射管加熱裝置，其特征在于，所述輻射管加熱裝置包括輻射管，包括中間管、第一側管和第二側管，所述第一側管和第二側管分別平行位于所述中間管的兩側，所述第一側管與所述中間管通過弧形回煙管首尾相連通形成封閉的第一煙氣循環(huán)通道，所述第二側管與所述中間管通過弧形回煙管首尾相連通形成封閉的第二煙氣循環(huán)通道，在所述輻射管的同一側對應于所述中間管、第一側管和第二側管分別向外側延伸有中間安裝管道、第一安裝管道和第二安裝管道，所述中間管、第一側管和第二側管通過所述回煙管分別與所述中間安裝管道、第一安裝管道和第二安裝管道相連通，形成雙A 型輻射管；換熱器，包括第一換熱器和第二換熱器，所述第一換熱器固設于所述第一安裝管道內， 所述第二換熱器固設于所述第二安裝管道內；燒嘴，固設于所述中間安裝管道內，所述第一換熱器和第二換熱器分別通過空氣導管與所述燒嘴相連通；在所述第一安裝管道和所述第二安裝管道上分別開設有煙氣出口。
2.如權利要求1所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，在所述中間管內沿軸向設有內套筒，所述內套筒的兩端開放，所述內套筒的外壁與所述中間管的內壁之間具有環(huán)狀間隙。
3.如權利要求2所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述內套筒為碳化硅內套筒。
4.如權利要求2或3所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述中間管直徑為Dm，所述第一側管和第二側管的直徑均為Ds，所述回煙管的直徑為Db，其中，Dm/Ds的數值為1. 3 1. 5，Db/Ds 的數值為 0. 8 1. 0。
5.如權利要求4所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述內套筒的直徑為Dc，其中， Dc/Dm的數值為0. 7 0. 8。
6.如權利要求5所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述燒嘴包括燒嘴噴口，所述燒嘴噴口沿所述中間安裝管道伸入至所述輻射管內，所述燒嘴噴口直徑為Do，所述燒嘴噴口與靠近該燒嘴噴口的所述回煙管的縱向中心線之間的距離為dLl，其中，dLl數值在0 Do 之間。
7.如權利要求6所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述內套筒與靠近所述燒嘴噴口的所述回煙管的縱向中心線之間的距離為dL2，其中，dL2/Dc的數值為1. 0 1. 2。
8.如權利要求1所述的輻射管加熱裝置，其特征在于，所述第一換熱器、第二換熱器和燒嘴分別通過法蘭與所述第一安裝管道、第二安裝管道和中間安裝管道相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種輻射管加熱裝置，包括雙A型輻射管，包括中間管、第一側管和第二側管，第一側管與中間管形成封閉的第一煙氣循環(huán)通道，第二側管與中間管形成封閉的第二煙氣循環(huán)通道，在輻射管的同一側分別向外側延伸有中間安裝管道、第一安裝管道和第二安裝管道，換熱器包括第一換熱器和第二換熱器；燒嘴固設于所述中間安裝管道內，所述第一換熱器和第二換熱器分別通過空氣導管與所述燒嘴相連通。本實用新型使輻射管溫度分布均勻，降低火焰溫度，減少NOx的排放；并增大了換熱面積，能有效提高空氣預熱溫和降低排煙溫度，熱效率增加。且延長輻射管的使用壽命，提高輻射管的溫度均勻性。
文檔編號F23D14/46GK202109483SQ20112020561
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者劉長春, 吳啟明, 江華 申請人:中冶京誠工程技術有限公司, 北京京誠鳳凰工業(yè)爐工程技術有限公司