專利名稱：帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及換熱裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種與輻射管燒嘴配套使用、空氣和煤氣雙預(yù)熱換熱裝置。
背景技術(shù)：
在金屬熱處理領(lǐng)域，為了避免火焰和產(chǎn)品直接接觸或者由于工藝對(duì)特殊氣氛的需求，采用輻射管進(jìn)行間接加熱的方法已經(jīng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。輻射管一般采用與之配套的輻射管燒嘴進(jìn)行加熱，通常輻射管燒嘴由換熱器和主燒嘴兩部分組成。換熱器通過對(duì)自身煙氣的余熱回收來(lái)預(yù)熱助燃空氣，主燒嘴則通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)組織空氣和煤氣燃燒，調(diào)節(jié)火焰形狀，控制輻射管表面溫度均勻性。隨著輻射管加熱技術(shù)的發(fā)展，在換熱器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，通常有以下幾種型式(I)采用內(nèi)外雙翅片結(jié)構(gòu)的換熱器，即在換熱器內(nèi)側(cè)和外側(cè)同時(shí)添加翅片的結(jié)構(gòu)型式，或者是·在換熱管表加麻面的方式來(lái)增強(qiáng)換熱效果。通常來(lái)講在1000°c的煙氣溫度下，這種換熱器能將空氣預(yù)熱到400°C，換熱效率較差；(2)等行程噴流結(jié)構(gòu)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(lái)提高換熱效果。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，換熱效率較高。(3)采用卷吸回流結(jié)構(gòu)換熱器，這種換熱器通過添加煙氣卷吸回流裝置，將煙氣卷吸入助燃空氣中，在1000°C的煙氣溫度下，空氣預(yù)熱溫度能夠達(dá)到650°C，氮氧化物排放大幅度降低，熱效率很高。現(xiàn)有輻射管燒嘴換熱器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，都僅僅只考慮了對(duì)助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，并未考慮對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱，在現(xiàn)有輻射管的排煙溫度下(500-700°C )，完全能夠利用換熱后的煙氣對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱，實(shí)現(xiàn)輻射管燒嘴的空煤氣雙預(yù)熱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種空氣和煤氣雙預(yù)熱、雙行程一字型結(jié)構(gòu)、帶空氣出口噴流卷吸結(jié)構(gòu)的帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器。本實(shí)用新型為解決上述問題所采用的技術(shù)方案是—種帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于由外往內(nèi)套設(shè)有煙氣導(dǎo)管、煤氣換熱管、煤氣導(dǎo)管；煤氣進(jìn)口管和煤氣出口管均伸入煙氣導(dǎo)管內(nèi)部與煤氣換熱管相通，煤氣導(dǎo)管兩端封閉且懸空固定在煤氣換熱管上；煤氣換熱管和右端的空氣導(dǎo)管通過中間堵板相連；空氣進(jìn)風(fēng)管伸入煙氣導(dǎo)管內(nèi)部后圓滑轉(zhuǎn)為L(zhǎng)型并固定在中間堵板上，與右側(cè)的空氣導(dǎo)管連通；空氣導(dǎo)管往右伸出煙氣導(dǎo)管連接內(nèi)外雙翅片結(jié)構(gòu)的翅片換熱管，翅片換熱管的右端固定堵頭；翅片換熱管中心的中間導(dǎo)管左端連接L型空氣噴流管，空氣噴流管向下穿過空氣導(dǎo)管；中間導(dǎo)管右端和左端的空氣換熱區(qū)域連通；煙氣導(dǎo)管的外部設(shè)置煙氣出口管。按上述技術(shù)方案，燒嘴換熱器右側(cè)的空氣導(dǎo)管可伸入輻射管中的煙氣出口管，煙氣出口管外徑大于翅片換熱管和空氣導(dǎo)管的外徑，并與煙氣導(dǎo)管連通。按上述技術(shù)方案，空氣噴流管的下端噴流口呈錐形縮小。按上述技術(shù)方案，煤氣換熱管通過支撐裝置固定在煙氣導(dǎo)管內(nèi)壁。按上述技術(shù)方案，翅片沿?fù)Q熱管軸向管壁均勻交錯(cuò)布置，根據(jù)換熱管直徑每圈布置36-54個(gè)。按照上述方案，堵頭為導(dǎo)流形結(jié)構(gòu)，端蓋設(shè)有連通翅片換熱管和空氣導(dǎo)管以及中間導(dǎo)管的流通道，且連續(xù)密封焊接與翅片換熱管固定。按照上述方案，煙氣導(dǎo)管的右端設(shè)置與輻射管相連的異形法蘭；異形法蘭的上端法蘭盤短于下端法蘭盤，下端法蘭盤上設(shè)置支撐板，并同時(shí)設(shè)有與輻射管連接用的安裝孔， 異形法蘭與煙氣導(dǎo)管連續(xù)焊接固定。采用上述換熱器進(jìn)行換熱時(shí)異形法蘭與輻射管連接，換熱器的空氣換熱區(qū)域裝入輻射管內(nèi)部，翅片換熱管與輻射管內(nèi)壁橫向形成煙氣通道，空氣噴流管的噴流口與助燃空氣導(dǎo)管豎向同心，噴流口外緣與輻射管內(nèi)壁形成卷吸煙氣通道；助燃空氣從空氣進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入，通過空氣導(dǎo)管并經(jīng)過空氣導(dǎo)管提速后進(jìn)入翅片換熱管，與翅片換熱管外側(cè)煙氣進(jìn)行換熱后，經(jīng)過堵頭返回并經(jīng)中間導(dǎo)管流入空氣噴流管，通過噴流口高速向輻射管噴出，利用噴射形成的負(fù)壓對(duì)煙氣進(jìn)行卷吸回流后向下進(jìn)入助燃空氣導(dǎo)管，并通過助燃空氣導(dǎo)管和主燒嘴的空氣通道完成混合后進(jìn)行燃燒；煤氣從煤氣進(jìn)口管進(jìn)入后，經(jīng)過煤氣導(dǎo)管與煤氣換熱管間的細(xì)長(zhǎng)環(huán)形通道提速，并通過煤氣換熱管與煙氣導(dǎo)管間的煙氣進(jìn)行換熱，換熱后的預(yù)熱煤氣則通過煤氣出口管送入主燒嘴進(jìn)行燃燒；燃燒所產(chǎn)生的煙氣則依次通過翅片換熱管與輻射管內(nèi)壁間的空氣換熱側(cè)煙氣通道，先在空氣換熱區(qū)域與空氣導(dǎo)管內(nèi)的空氣換熱，然后進(jìn)入煙氣導(dǎo)管中的煤氣換熱區(qū)域，與煤氣換熱管中的煤氣換熱，換熱后的煙氣從煙氣出口管排出。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果1、“一字型”或直線型雙行程結(jié)構(gòu)換熱器設(shè)計(jì)，通過中間堵板將換熱器分隔為空氣換熱和煤氣換熱兩個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)輻射管燒嘴加熱的空煤氣雙預(yù)熱；2、預(yù)熱空氣出口噴流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過對(duì)燃燒煙氣的卷吸回流，能夠大幅提高空氣預(yù)熱溫度，減少燃燒產(chǎn)物氮氧化物的排放，降低污染物的排放；3、空氣雙翅片管結(jié)構(gòu)換熱器與煤氣光管結(jié)構(gòu)換熱器配合使用，極大的提升了對(duì)燃燒煙氣顯熱的回收，排煙溫度大幅降低，換熱器熱效率大幅提高。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A-A剖視圖；圖3為空氣噴流管與輻射管配套使用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為與主燒嘴及輻射管配套使用的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_堵頭，2-翅片換熱管，3-中間導(dǎo)管，4-空氣噴流管，5-空氣導(dǎo)管，6-中間堵板，7-異形法蘭，8-空氣進(jìn)風(fēng)管，9-煙氣導(dǎo)管，10-煙氣出口管，11-煤氣進(jìn)口管，12-煤氣換熱管，13-煤氣導(dǎo)管，14-煤氣出口管，15-輻射管換熱器接口，16-噴流口，17-助燃空氣導(dǎo)管，18-換熱器，19-輻射管，20-主燒嘴。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。參見圖1-4，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器，為雙行程一字型結(jié)構(gòu)、帶空氣出口噴流卷吸結(jié)構(gòu)的輻射管燒嘴換熱器，能夠進(jìn)行空氣和煤氣雙預(yù)熱。它包括堵頭1，采用導(dǎo)流形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，精密鑄造成型，通過連續(xù)密封焊接與翅片換熱管2固定。翅片換熱管2為耐熱鋼精密鑄造成型，內(nèi)外雙翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)外翅片沿?fù)Q熱管軸向管壁均勻交錯(cuò)布置，根據(jù)換熱管直徑調(diào)整每圈布置36-5 4個(gè)不等。翅片換熱管2之間采用連續(xù)密封焊接固定。空氣噴流管4彎頭與位于翅片換熱管2正中心的中間導(dǎo)管3焊接固定，并向下從空氣導(dǎo)管5穿出?？諝鈬娏鞴?采用數(shù)控精加工成型，通過對(duì)預(yù)熱空氣出口的彎曲形狀、管徑及噴出長(zhǎng)度精確控制，確保合理的噴出流速。異形法蘭7采用不銹鋼鋼板加工成型，異形法蘭7上設(shè)有支撐板，同時(shí)設(shè)有與輻射管19連接用安裝孔(如圖4所示)，異形法蘭7與煙氣導(dǎo)管9的端頭連續(xù)焊接固定；煙氣導(dǎo)管9采用無(wú)縫鋼管加工成型，管壁上垂直設(shè)置有煙氣出口管10、煤氣進(jìn)口管11、煤氣出口管14以及空氣進(jìn)風(fēng)管8，煙氣出口管10與煙氣導(dǎo)管9連續(xù)焊接固定，空氣進(jìn)風(fēng)管8呈圓滑L型，L型豎直端從煙氣導(dǎo)管9的預(yù)留開孔垂直穿入，依次穿過煤氣換熱管12和最內(nèi)層的煤氣導(dǎo)管13，L型水平端向右穿過煤氣導(dǎo)管13右側(cè)堵頭并與中間堵板6的左側(cè)中心連接；中間堵板6的外側(cè)邊緣與煤氣換熱管12的內(nèi)壁焊接固定，中間堵板6右側(cè)的空氣導(dǎo)管5內(nèi)部空間為空氣換熱區(qū)域；煤氣進(jìn)口管11及煤氣出口管14各自從煙氣導(dǎo)管9的預(yù)留開孔垂直穿入并分別與煤氣換熱管12連接，煙氣導(dǎo)管9內(nèi)側(cè)，從中間堵板6往左的區(qū)域?yàn)槊簹鈸Q熱區(qū)域。煤氣換熱管12為不銹鋼光管結(jié)構(gòu)，煤氣換熱管12左右兩側(cè)均設(shè)有堵板，右側(cè)的堵板即為中間堵板6 ;在中間堵板6右側(cè)，煤氣換熱管12與中間導(dǎo)管3連續(xù)焊接固定，中間堵板6將空氣換熱區(qū)域與煤氣換熱區(qū)域左右分割開。煤氣導(dǎo)管13位于換熱管正中心，為左右兩側(cè)均設(shè)有堵頭的封閉管，煤氣導(dǎo)管13通過四周均布的支撐架與煤氣換熱管點(diǎn)焊固定。由此，煤氣導(dǎo)管13和煤氣換熱管12間的細(xì)長(zhǎng)環(huán)形空間可將通入的煤氣提速，加快換熱效率。圖3給出了空氣噴流管4與輻射管19配套使用時(shí)的實(shí)施方式。換熱器空氣換熱區(qū)域裝入輻射管19內(nèi)部，翅片換熱管2與輻射管19內(nèi)壁形成煙氣通道，空氣噴流管4的噴流口 16與助燃空氣導(dǎo)管17同心，噴流口 16外緣與輻射管19內(nèi)壁形成卷吸煙氣通道，通過噴流口 16助燃空氣高速噴射形成的負(fù)壓對(duì)煙氣進(jìn)行卷吸回流，卷吸進(jìn)入的煙氣與助燃空氣摻混，并通過助燃空氣導(dǎo)管17送入輻射管19燃燒側(cè)。通過煙氣卷吸回流作用，助燃空氣預(yù)熱溫度能夠達(dá)到650°C。圖4給出了與主燒嘴20及輻射管19配套使用時(shí)換熱器的實(shí)施方式。換熱器異形法蘭7與輻射管19換熱器側(cè)連接，主燒嘴20通過螺栓與輻射管19燃燒側(cè)連接。翅片換熱管2與輻射管19內(nèi)壁形成空氣換熱側(cè)煙氣通道，空氣噴流管4的噴流口 16外緣與輻射管19內(nèi)壁之間形成煙氣回流通道，主燒嘴20與輻射管19內(nèi)壁間的管段形成助燃空氣與卷吸煙氣混合通道。助燃空氣從空氣進(jìn)風(fēng)管8進(jìn)入，通過空氣導(dǎo)管5并經(jīng)過空氣導(dǎo)管5提速后進(jìn)入翅片換熱管2，與翅片換熱管2外側(cè)煙氣進(jìn)行換熱后，經(jīng)過堵頭I返回經(jīng)中間導(dǎo)管3流入空氣噴流管4，并通過噴流口 16高速向輻射管19噴出，利用噴射形成的負(fù)壓對(duì)煙氣進(jìn)行卷吸回流后向下進(jìn)入助燃空氣導(dǎo)管17，并通過助燃空氣導(dǎo)管17和主燒嘴20的空氣通道完成混合后進(jìn)行燃燒。煤氣從煤氣進(jìn)口管11進(jìn)入后，經(jīng)過煤氣導(dǎo)管13與氣換熱管12間的細(xì)長(zhǎng)環(huán)形通道提速，并通過煤氣換熱管12與煙氣導(dǎo)管9間的煙氣進(jìn)行換熱，換熱后的預(yù)熱煤氣則通過煤氣出口管14送入主燒嘴20進(jìn)行燃燒。燃燒所產(chǎn)生的煙氣則依次通過翅片換熱管2與輻射管19內(nèi)壁間的空氣換熱側(cè)煙氣通道，先在空氣換熱區(qū)域與空氣導(dǎo)管5內(nèi)的空氣換熱，然后進(jìn)入煙氣導(dǎo)管9中的煤氣換熱區(qū)域，與煤氣換熱管12中的煤氣換熱，換熱后的煙氣從煙氣出口管10排出。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于上述的實(shí)施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神。倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實(shí)用新型的意圖也包含這些改動(dòng)和變形在內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求1.一種帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于由外往內(nèi)套設(shè)有煙氣導(dǎo)管、煤氣換熱管、煤氣導(dǎo)管；煤氣進(jìn)口管和煤氣出口管均伸入煙氣導(dǎo)管內(nèi)部與煤氣換熱管相通，煤氣導(dǎo)管兩端封閉且懸空固定在煤氣換熱管上；煤氣換熱管和右端的空氣導(dǎo)管通過中間堵板相連；空氣進(jìn)風(fēng)管伸入煙氣導(dǎo) 管內(nèi)部后圓滑轉(zhuǎn)為L(zhǎng)型并固定在中間堵板上，與右側(cè)的空氣導(dǎo)管連通；空氣導(dǎo)管往右伸出煙氣導(dǎo)管連接內(nèi)外雙翅片結(jié)構(gòu)的翅片換熱管，翅片換熱管的右端固定堵頭；翅片換熱管中心的中間導(dǎo)管左端連接L型空氣噴流管，空氣噴流管向下穿過空氣導(dǎo)管；中間導(dǎo)管右端和左端的空氣換熱區(qū)域連通；煙氣導(dǎo)管的外部設(shè)置煙氣出口管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于燒嘴換熱器右側(cè)的空氣導(dǎo)管可伸入輻射管中的煙氣出口管，煙氣出口管外徑大于翅片換熱管和空氣導(dǎo)管的外徑，并與煙氣導(dǎo)管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于空氣噴流管的下端噴流口呈錐形縮小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于煤氣換熱管通過支撐裝置固定在煙氣導(dǎo)管內(nèi)壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于翅片沿?fù)Q熱管軸向管壁均勻交錯(cuò)布置，根據(jù)換熱管直徑每圈布置36-54個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于堵頭為導(dǎo)流形結(jié)構(gòu)，端蓋設(shè)有連通翅片換熱管和空氣導(dǎo)管以及中間導(dǎo)管的流通道，且連續(xù)密封焊接與翅片換熱管固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或4或6所述的輻射管燒嘴換熱器，其特征在于煙氣導(dǎo)管的右端設(shè)置與輻射管相連的異形法蘭；異形法蘭的上端法蘭盤短于下端法蘭盤，下端法蘭盤上設(shè)置支撐板，并同時(shí)設(shè)有與輻射管連接用的安裝孔，異形法蘭與煙氣導(dǎo)管連續(xù)焊接固定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及帶有翅片管的輻射管燒嘴換熱器，煤氣進(jìn)口管和煤氣出口管均伸入煙氣導(dǎo)管內(nèi)部與煤氣換熱管相通，煤氣導(dǎo)管兩端封閉且懸空固定在煤氣換熱管上；煤氣換熱管和空氣導(dǎo)管通過中間堵板相連；空氣進(jìn)風(fēng)管伸入煙氣導(dǎo)管內(nèi)部后圓滑轉(zhuǎn)為L(zhǎng)型并固定在中間堵板上；空氣導(dǎo)管往右伸出煙氣導(dǎo)管連接內(nèi)外雙翅片結(jié)構(gòu)的翅片換熱管，翅片換熱管的右端固定堵頭；翅片換熱管中心的中間導(dǎo)管左端連接L型空氣噴流管，空氣噴流管向下穿過空氣導(dǎo)管；中間導(dǎo)管右端和左端的空氣換熱區(qū)域連通；煙氣導(dǎo)管的外部設(shè)置煙氣出口管。能夠用煙氣預(yù)熱空氣后對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱，通過對(duì)燃燒煙氣的卷吸回流，大幅提高空氣預(yù)熱溫度，減少燃燒產(chǎn)物氮氧化物的排放。
文檔編號(hào)F23D14/66GK202757126SQ201220373278
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者高陽(yáng), 鄭劍輝, 徐少春, 沈小軍 申請(qǐng)人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司