專利名稱：空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及換熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于一種與輻射管燃燒裝置配套使用、預(yù)熱助燃空氣用的換熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，在金屬熱處理、物料融化等對產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的行業(yè)中，傳統(tǒng)的明火直接加熱方式已經(jīng)很難滿足工藝要求，輻射管燃燒裝置采用間接加熱方式得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。為了提高燃燒效率，充分利用能量，這些燃燒裝置大都配有換熱器來預(yù)熱助燃空氣。通常輻射管燃燒裝置換熱器的形式主要有兩種(I)與吸入式輻射管配套使用的換熱器，換熱器多采用在換熱管內(nèi)側(cè)或外側(cè)加翅片或者是在換熱管表面加麻面的方式來增強(qiáng)換熱效果。這種換熱器空氣流動阻力損失小，但換熱效率較低，在100(TC的煙氣溫度下，空氣僅能夠預(yù)熱到350-400°C，排煙在650°C以上；(2)與鼓入式輻射管配套使用的換熱器，這種換熱器多采用噴流行程加翅片管的結(jié)構(gòu)型式，即換熱器外管設(shè)置翅片管，內(nèi)管采用多行程噴流結(jié)構(gòu)來提高換熱效果。這種換熱器空氣流動阻力損失大，需要較大的供風(fēng)壓力，但換熱效率較高，在1000°C的煙氣溫度下，空氣能夠預(yù)熱到500°C以上，排煙溫度降到600°C以下。 另外，助燃空氣溫度低，還存在NOx排放量大的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單實用、有效提高空氣預(yù)熱溫度、降低污染物排放的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的方案為一種空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，包括有換熱器殼體、內(nèi)芯管、換熱管、高溫空氣噴射管，換熱器殼體為一四通結(jié)構(gòu)，包括預(yù)熱空氣入口、煙氣入口、煙氣出口、空氣噴射混氣口，內(nèi)芯管貫穿換熱器殼體后嵌入換熱管內(nèi)并與換熱管的內(nèi)腔形成連續(xù)的通道，其中內(nèi)芯管外壁與換熱管之間區(qū)域為空氣預(yù)熱通道，換熱管底端封閉、開口端與換熱器殼體相連；高溫空氣噴射管為底端大頂端小的錐形漸縮管結(jié)構(gòu)，且底端連接在換熱器殼體的空氣噴射混氣口內(nèi)，高溫空氣噴射管內(nèi)腔與空氣預(yù)熱通道連通形成噴氣通道、其外壁與混氣口之間形成煙氣回流通道；換熱器殼煙氣入口端連通有輻射管、空氣噴射混氣口端通過波紋管與主燒嘴相連通。較佳地，所述的換熱管由連接直管、翅片管、密封球頭依次焊接而成，翅片管管壁內(nèi)外兩側(cè)連接有用于換熱的翅片，密封球頭用于密封翅片管底端，連接直管連通翅片管和換熱器殼體。較佳地，所述的內(nèi)芯管上焊接有兩片碳鋼材質(zhì)的異形法蘭，一片用以和空氣進(jìn)氣管連接，一片用以和換熱器殼體連接。較佳地，所述的翅片管的翅片為相鄰交錯結(jié)構(gòu)。較佳地，所述的翅片管由兩段以上獨立制作的翅片管焊接而成。本實用新型的有益效果[0010](I)換熱器添加錐形漸縮空氣噴射管，通過空氣高速噴射形成的負(fù)壓區(qū)卷吸煙氣， 使煙氣與預(yù)熱空氣摻混，在換熱管有效換熱的基礎(chǔ)上，能將空氣預(yù)熱溫度提高100°c以上；(2)空氣噴射管安裝于換熱器殼體預(yù)熱空氣出口處，配合噴射管的錐形漸縮結(jié)構(gòu)， 能適應(yīng)較大的壓力波動，確保煙氣卷吸的有效性；(3)煙氣與空氣摻混后，降低了燃燒區(qū)的氧濃度，NOx生成量大幅度減少，降低了污染物的排放量；(4)換熱翅片管采用內(nèi)外雙側(cè)翅片結(jié)構(gòu)，換熱面積增大，且翅片管相鄰翅片交錯布置，有利于增加煙氣和空氣紊流度，大大增加了換熱系數(shù)，有利于充分預(yù)熱助燃空氣，增強(qiáng)換熱效果，高效率利用煙氣余熱；(5)該換熱器組件少，各組件之間易于安裝拆卸。

圖I為本實用新型實施例的俯視示意圖；圖2為本實用新型實施例的正視剖視圖；圖3為圖2的C向側(cè)視圖；圖4為圖2中翅片管的B-B剖視放大圖；圖5為本實用新型實施例與輻射管燃燒裝置配套使用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)記說明I-密封球頭，2-翅片管，3-空氣預(yù)熱通道，4-連接直管，5-換熱器殼體，6-高溫空氣噴射管，7-噴氣通道，8-煙氣回流通道，9-空氣進(jìn)口通道，10-煙氣出口通道，11-輻射管連接法蘭，12-內(nèi)芯管，13-波紋管，14-主燒嘴，15-煙氣換熱通道，16-輻射管。
具體實施方式
為了更好地理解本實用新型，
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述，參見圖I至圖5。根據(jù)本實用新型實施的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，整個換熱器包括有換熱器殼體5、高溫空氣噴射管6、換熱管、內(nèi)芯管12。換熱器殼體5為米用耐熱鋼鑄造成型的四通結(jié)構(gòu)，具備空氣入口、煙氣入口、煙氣出口、空氣噴射混氣口，內(nèi)芯管
12、高溫空氣噴射管6、換熱管均連接在換熱器殼體5上，并通過殼體5形成連續(xù)的通道。與輻射管燃燒裝置配套使用時，換熱器殼體5的煙氣入口端連通有輻射管16、空氣噴射混氣口端通過波紋管13與主燒嘴14相連通。內(nèi)芯管12貫穿換熱器殼體5后嵌入換熱管內(nèi)、并與換熱管的內(nèi)腔形成連續(xù)的通道，其中內(nèi)芯管12外壁與換熱管之間區(qū)域為空氣預(yù)熱通道3，換熱管底端封閉、開口端與換熱器殼體5相連。內(nèi)芯管12為耐熱鋼管，和換熱器殼體5之間采用法蘭連接，管上焊接有兩片碳鋼材質(zhì)的異形法蘭，一片用以和空氣進(jìn)氣管連接，一片用以和換熱器殼體5連接，同時內(nèi)芯管12將助燃空氣通道分為內(nèi)外兩層，以增加空氣行程。換熱管整體為耐熱鋼材質(zhì)，且由連接直管4、若干段獨立制作的翅片管2、密封球頭I組成，各部分之間采用焊接固定，翅片管2用以煙氣和空氣之間換熱，內(nèi)外兩側(cè)均布置相鄰交錯的翅片，以增加空氣和煙氣紊流度，增強(qiáng)換熱。密封球頭I則主要起密封翅片管2
4和空氣導(dǎo)向作用。連接直管4則連通翅片管2和換熱器殼體5，其兩頭分別焊接在換熱器殼體5的煙氣入口端和翅片管2頭端。高溫空氣噴射管6采用耐熱鋼鑄造成型，其為底端大頂端小的錐形漸縮管結(jié)構(gòu)， 可保證預(yù)熱后的助燃空氣以較高的速度噴出，形成穩(wěn)定有效的負(fù)壓區(qū)以卷吸煙氣。高溫空氣噴射管6底端以螺紋連接方式連接在換熱器殼體5的混氣口內(nèi)，其內(nèi)腔與空氣預(yù)熱通道 3連通形成噴氣通道7、外壁與混氣口之間形成煙氣回流通道8。換熱器工作時，空氣經(jīng)進(jìn)口通道9進(jìn)入內(nèi)芯管12，沿內(nèi)芯管12前行至密封球頭I 處，經(jīng)密封球頭I導(dǎo)向后反方向進(jìn)入內(nèi)芯管12和翅片管2之間的空氣預(yù)熱通道3，和翅片管 2充分換熱后進(jìn)入換熱器殼體5，之后到達(dá)高溫空氣噴射混氣口 6處，經(jīng)錐形漸縮結(jié)構(gòu)的高溫空氣噴射管6以高速噴出，進(jìn)入和換熱器殼體5以法蘭連接的主燒嘴14空氣進(jìn)氣通道， 同時高速噴出的空氣在混氣口附近形成穩(wěn)定有效的負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓區(qū)的存在將煙氣卷吸進(jìn)入主燒嘴14空氣進(jìn)氣通道，與助燃空氣摻混以提高助燃空氣溫度，同時降低助燃空氣中氧濃度。圖5給出了與輻射管燃燒裝置配套使用時換熱器的實施方式，換熱器預(yù)熱空氣出口 7通過波紋管13與主燒嘴14連接，換熱器殼體上11的安裝法蘭接口與輻射管16固定連接，換熱管(密封球頭I、翅片管2、連接直管4組成)與輻射管16之間形成煙氣換熱通道15，煙氣在該通道內(nèi)經(jīng)翅片管2將熱量傳遞給助燃空氣，之后離開輻射管16進(jìn)入換熱器殼體5，煙氣在離開換熱器殼體5時，一部分煙氣被卷吸進(jìn)入波紋管13與助燃空氣混合，然后進(jìn)入主燒嘴14，另一部分經(jīng)換熱器殼體5排出；助燃空氣從空氣進(jìn)口通道9進(jìn)入后，在內(nèi)芯管12中流動，經(jīng)密封球頭I轉(zhuǎn)向后進(jìn)入內(nèi)芯管12和翅片管2之間的空氣預(yù)熱通道3，充分預(yù)熱后的空氣進(jìn)入換熱器殼體5，然后通過高溫空氣噴射口 6以高速噴入波紋管13并與卷吸進(jìn)入的煙氣進(jìn)行充分混合，之后進(jìn)入主燒嘴14進(jìn)行燃燒。由于助燃空氣中氧含量大幅減少，燃燒時避免了局部高溫區(qū)的產(chǎn)生，NOx的生成量大幅減少，減少了污染物的排放量。以上所揭露的僅為本實用新型專利的較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型專利之權(quán)利范圍，因此依本實用新型專利申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本實用新型專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，其特征在于包括有換熱器殼體(5)、內(nèi)芯管(12)、換熱管、高溫空氣噴射管(6)。換熱器殼體(5)為一四通結(jié)構(gòu),包括預(yù)熱空氣入口、煙氣入口、煙氣出口、空氣噴射混氣口，內(nèi)芯管(12)貫穿換熱器殼體(5) 后嵌入換熱管內(nèi)并與換熱管的內(nèi)腔形成連續(xù)的通道，其中內(nèi)芯管(12)外壁與換熱管之間區(qū)域為空氣預(yù)熱通道(3)，換熱管底端封閉、開口端與換熱器殼體(5)相連；高溫空氣噴射管(6)為底端大頂端小的錐形漸縮管結(jié)構(gòu)，且底端連接在換熱器殼體(5)的空氣噴射混氣口內(nèi)，高溫空氣噴射管￠)內(nèi)腔與空氣預(yù)熱通道(3)連通形成噴氣通道(7)、其外壁與混氣口之間形成煙氣回流通道⑶；換熱器殼體(5)煙氣入口端連通有輻射管(16)、空氣噴射混氣口端通過波紋管(13)與主燒嘴(14)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，其特征在于所述的換熱管由連接直管(4)、翅片管(2)、密封球頭(I)依次焊接而成，翅片管(2) 管壁內(nèi)外兩側(cè)連接有用于換熱的翅片，密封球頭(I)用于密封翅片管底端且連通內(nèi)芯管(12)與翅片管，連接直管(4)連通翅片管和換熱器殼體(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，其特征在于所述的內(nèi)芯管(12)上焊接有兩片碳鋼材質(zhì)的異形法蘭，一片用以和空氣進(jìn)氣管連接，一片用以和換熱器殼體(5)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，其特征在于所述的翅片管(2)的翅片為相鄰交錯結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，其特征在于所述的翅片管(2)由兩段以上獨立制作的翅片管焊接而成。
專利摘要本實用新型涉及換熱器技術(shù)，尤其涉及一種空氣噴射卷吸回流煙氣的輻射管燃燒裝置用換熱器，包括有一四通結(jié)構(gòu)的換熱器殼體，換熱器殼體上連接有內(nèi)芯管、換熱管、高溫空氣噴射管，高溫空氣噴射管為錐形漸縮管結(jié)構(gòu)，用以形成噴氣通道。換熱器殼體空氣噴射口端通過波紋管與主燒嘴相連，換熱器殼體煙氣入口端連通有輻射管。本實用新型添加錐形漸縮空氣噴射管，形成負(fù)壓區(qū)卷吸煙氣，使煙氣與預(yù)熱空氣摻混，在換熱管有效換熱的基礎(chǔ)上，有效提高空氣預(yù)熱溫度；煙氣與空氣摻混后，降低了燃燒區(qū)的氧濃度，NOx生成量減少，降低污染物的排放量；內(nèi)外雙側(cè)交錯布置的翅片結(jié)構(gòu)，增大換熱面積，增加煙氣和空氣紊流度，增強(qiáng)換熱效果，高效率利用煙氣余熱；各組件之間易于安裝拆卸。
文檔編號F23L15/00GK202350082SQ20112050898
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者徐少春, 許學(xué)成, 高陽 申請人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司