耐高溫、高效空氣換熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及乳鋼加熱爐或熱處理爐余熱回收領(lǐng)域，具體涉及一種安裝于乳鋼加熱爐或熱處理爐煙道內(nèi)，回收廢煙氣中的熱能，用于預(yù)熱助燃空氣的換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]乳鋼加熱爐和熱處理爐排放的煙氣溫度有600°C?1000°C，換熱器是回收高溫?zé)煔庵械臒崃?，用于預(yù)熱助燃空氣降低乳鋼加熱爐和熱處理爐能耗的核心。
[0003]換熱器的核心是換熱器在高溫輻射下的使用壽命和換熱效率。
[0004]現(xiàn)有換熱器管板與高溫?zé)煔庵苯咏佑|，由于換熱器高溫側(cè)煙氣溫度很高，因此引起常規(guī)換熱器高溫側(cè)上下管板與風(fēng)箱板連接處焊縫熱脹開裂，影響換熱器的使用壽命和性會(huì)泛。
[0005]換熱器的換熱效率高低就是換熱器的綜合傳熱系數(shù)的高低。換熱器換熱介質(zhì)的流動(dòng)見圖1，煙氣在換熱管壁外流動(dòng)，空氣從換熱管中流動(dòng)，煙氣和空氣的熱交換是通過換熱器換熱管壁間接進(jìn)行。因此在相同條件下需要提高換熱器的綜合傳熱系數(shù)需要讓空氣在流動(dòng)過程充分和換熱管壁接觸。現(xiàn)有換熱器也有在換熱管中插入插件，提高空氣在流動(dòng)過程中和管壁的接觸，相比光管式換熱器綜合傳熱系數(shù)提高很多，但只能達(dá)到23?33w/m2.Γ。
[0006]因此本實(shí)用新型提出了一種回收乳鋼加熱爐和熱處理爐高溫?zé)煔庵械臒崮?，并且預(yù)熱助燃空氣的預(yù)熱器即換熱器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種新型結(jié)構(gòu)的空氣換熱器，用以解決原有換熱器在高溫下風(fēng)箱和管板、管板與換熱管之間容易開裂的問題，并且提高換熱器整體換熱效率，增加換熱器綜合傳熱系數(shù)。
[0008]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案如下:
[0009]1.適當(dāng)加高換熱器風(fēng)箱，把管板向風(fēng)箱內(nèi)縮進(jìn)30?80mm，然后在管板與煙氣接觸面澆筑上隔熱材料，使煙氣和換熱器管板沒有直接接觸；
[0010]2.本實(shí)用新型根據(jù)換熱器空氣的流動(dòng)特性，發(fā)明了一種新型的旋流片式插入件，使空氣通過換熱管內(nèi)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，保證空氣的附壁流動(dòng)。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本技術(shù)方案可作如下調(diào)整:
[0012]進(jìn)一步，所述管板與煙氣接觸面的隔熱材料厚度根據(jù)煙氣溫度作調(diào)整，隔熱材料厚度一般為30?80mmo
[0013]進(jìn)一步，所述新型螺旋片式插入件，可根據(jù)換熱管有效長(zhǎng)度、換熱管管徑、換熱管所在區(qū)域煙氣溫度等調(diào)節(jié)螺距大小，旋流片插入件螺距一般為1?6Φ(1(Φ(1為換熱管通徑)，旋流片插入件厚度為(1?2mm)。
[0014]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0015]—種空氣換熱器，包括:
[0016]上風(fēng)箱裝置，包括兩個(gè)水平并排布置并且互不直接連通的第一上風(fēng)箱和第二上風(fēng)箱，其中第一上風(fēng)箱具有冷空氣進(jìn)口，用于接收來自換熱器外部的冷空氣，第二上風(fēng)箱具有熱空氣出口，用于排出換熱器內(nèi)部的熱空氣，第一和第二上風(fēng)箱均由金屬壁圍成；
[0017]第一金屬上管板，用于密封第一上風(fēng)箱的底部；
[0018]第二金屬上管板，用于密封第二上風(fēng)箱的底部，其中第一金屬上管板與第二金屬上管板基本在同一水平面上并且分別與第一和第二上風(fēng)箱的金屬壁焊接在一起；
[0019]由金屬壁和金屬下管板構(gòu)成的封閉式下風(fēng)箱，其中金屬下管板與下風(fēng)箱的金屬壁焊接在一起并用于密封下風(fēng)箱的頂部；
[0020]由多個(gè)豎向延伸的換熱管形成的換熱管陣列，所述多個(gè)換熱管向上延伸穿過相應(yīng)的第一金屬上管板或第二金屬上管板并與其密封焊接在一起，且向下延伸穿過下管板并與其密封焊接在一起；
[0021]其中，第一上管板向上伸入第一上風(fēng)箱中并因此高出第一上風(fēng)箱的金屬壁的下緣，第二上管板向上突入第二風(fēng)箱中并因此高出第二上風(fēng)箱的金屬壁的下緣；下管板向下伸入下風(fēng)箱中并因此低于下風(fēng)箱的金屬壁的上緣，
[0022]第一上管板、第二上管板與分別第一上風(fēng)箱、第二上風(fēng)箱的金屬壁之間所形成的縮進(jìn)空間以及下管板與下風(fēng)箱的金屬壁之間所形成的縮進(jìn)空間中均澆注有隔熱材料。
[0023]所述的換熱器，優(yōu)選的:
[0024]換熱管內(nèi)的空氣由煙換熱管外的煙氣加熱，煙氣流動(dòng)方向垂直于換熱管的延伸方向。
[0025]所述的換熱器，優(yōu)選的:還包括旋流片式插入件，固定在換熱管中。
[0026]所述的換熱器，優(yōu)選的:旋流片式插入件為螺旋導(dǎo)流片。
[0027]所述的換熱器，優(yōu)選的:隔熱材料原料包括:結(jié)合劑、粉料、骨料和燒結(jié)劑。
[0028]所述的換熱器，優(yōu)選的:上風(fēng)箱裝置，換熱管，下風(fēng)箱均為金屬制成。
[0029]—種換熱器，包括:上風(fēng)箱，上管板，換熱管，下管板，下風(fēng)箱，下管板和隔熱材料，其中:
[0030]上風(fēng)箱與上管板焊接連接，下風(fēng)箱與下管板焊接連接；
[0031]換熱管上、下兩端分別與上、下管板焊接連接；
[0032]上、下管板上澆注有隔熱材料，覆蓋所述焊接連接的焊縫。
[0033]所述的換熱器，優(yōu)選的:還包括旋流片式插入件，固定換熱管中。
[0034]所述的換熱器，優(yōu)選的:
[0035]上、下管板上均勻開設(shè)多排孔，上、下管板上的孔對(duì)稱設(shè)置，多根換熱管一端插入上、下管板其中之一上的孔，另一端插入另一管板上的對(duì)稱設(shè)置的孔；
[0036]換熱管管壁與上、下管板之間通過焊接連接。
[0037]所述的換熱器，優(yōu)選的:旋流片式插入件為螺旋導(dǎo)流片。
[0038]所述的換熱器，優(yōu)選的:上、下管板分別與上、下風(fēng)箱一體成型制作而成。
[0039]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0040]1、通過管板與煙氣接觸面的隔熱材料可以使煙氣對(duì)管板的腐蝕基本沒有，然后煙氣不和管板直接接觸，降低了風(fēng)箱和管板連接處焊縫的溫度，保護(hù)該處焊縫不會(huì)因熱脹而引起開裂；
[0041]2、本實(shí)用新型的新型旋流片插入件，可以根據(jù)換熱管有效長(zhǎng)度、換熱管管徑、換熱管所在區(qū)域煙氣溫度等調(diào)節(jié)螺距大小，最大限度的保證空氣在換熱管內(nèi)的附壁流動(dòng)，從而達(dá)到更高的綜合傳熱系數(shù)。
[0042]3、換熱器結(jié)構(gòu)通過以上改進(jìn)后，使用壽命比原有空氣換熱器延長(zhǎng)1?2年；綜合傳熱系數(shù)更可達(dá)27?40w/m2.°C，比原有換熱器提高15?30%。
【附圖說明】
[0043]圖1為現(xiàn)有技術(shù)換熱器示意圖；
[0044]圖2為本實(shí)用新型所述空氣換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖3為圖1的I局部放大圖；
[0046]圖4為本實(shí)用新型的旋流片式插入件示意圖。
[0047]圖2中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0048]1、上風(fēng)箱，2、上管板，3、換熱管，4、下管板，5、下風(fēng)箱，6、上下管板隔熱材料，7、旋流片式插入件。
【具體實(shí)施方式】
[0049]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0050]如圖2所示，本實(shí)施例給出了一種安裝于乳鋼加熱爐或熱處理爐煙道內(nèi)，回收高溫?zé)煔庵械挠酂?，用于預(yù)熱助燃空氣的換熱器。換熱器由上風(fēng)箱裝置1，上管板2，換熱管3，下管板4，下風(fēng)箱5，上下管板隔熱材料6，旋流片式插入件7等組成。上風(fēng)箱裝置1，上管板2，換熱管3，下管板4，下風(fēng)箱5均為金屬制成，可選的是鐵或鋼。
[0051]如圖2所示，上風(fēng)箱裝置1包括第一上風(fēng)箱和第二上風(fēng)箱，第一上風(fēng)箱和第二上風(fēng)箱水平并排布置并且互不直接連通(相互獨(dú)立或隔離)，其中第一上風(fēng)箱具有冷空氣進(jìn)口，用于接收來自換熱器外部的冷空氣，第二上風(fēng)箱具有熱空氣出口，用于排出換熱器內(nèi)部的熱空氣，第一和第二上風(fēng)箱均由金屬壁圍成。
[0052]換熱管3與上管板2、下管板4固定連接，上管板2與上風(fēng)箱裝置1固定連接，下管板4與下風(fēng)箱5固定連接，隔熱材料6固定在上管板2、下管板4煙氣側(cè)，旋流片式插入件7固定在換熱管3內(nèi)，形成空氣換熱器的整體?？諝馔ㄟ^第一上風(fēng)箱(上風(fēng)箱裝置低溫側(cè))的冷空氣入口進(jìn)入換熱管3(低溫側(cè))，旋流片式插入件7使通過換熱管3內(nèi)的空氣產(chǎn)生旋流，保證空氣3換熱管內(nèi)3的附壁流動(dòng)；同時(shí)高溫?zé)煔庠谏瞎馨?、下管板4之間流過；此時(shí)高溫?zé)煔夂蛽Q熱管3產(chǎn)生熱交換，同時(shí)換熱管和3空氣產(chǎn)生熱交換，以此達(dá)到預(yù)熱空氣的目的。同樣當(dāng)空氣和煙氣在低溫側(cè)完成間接的熱交換后，空氣通過下風(fēng)箱5進(jìn)入換熱管3 (高溫側(cè))，完成熱交換后，通過第二上風(fēng)箱(上風(fēng)箱裝置高溫側(cè))的熱空氣出口排出。
[0053]上管板2包括第一金