一種提供高溫潔凈熱風(fēng)的系統(tǒng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)流體進(jìn)行間接加熱的熱風(fēng)裝置，尤其涉及到氣體換熱溫度超過(guò)600°C的高溫?zé)犸L(fēng)工況，特別適合提供高溫空氣燃燒助燃以及干凈氣體進(jìn)行物料烘干加熱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在鋼鐵熱處理和礦物棉加工行業(yè)碰到的高溫?zé)犸L(fēng)裝置多采用輻射套管和對(duì)流換熱組件的組合式換熱裝置，結(jié)構(gòu)多為直通式機(jī)構(gòu)，即前端采用輻射套管，末端采用管式換熱組件，設(shè)備笨重且占地面積大，空氣出口溫度低，內(nèi)部配風(fēng)結(jié)構(gòu)不合理，設(shè)備局部易超溫，尤其是孔板處易產(chǎn)生應(yīng)力集中問(wèn)題。隨著未來(lái)頁(yè)巖氣技術(shù)的開(kāi)發(fā)，和當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的日益突出，“煤改氣”已經(jīng)在很多行業(yè)提上日程，而往往在改造過(guò)程中都面臨場(chǎng)地空間限制和溫度提升瓶頸的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，公開(kāi)一種緊湊型提供高溫潔凈熱風(fēng)的組合式系統(tǒng)裝置，該裝置能提供600°C以上的高溫空氣的同時(shí)克服現(xiàn)有設(shè)備存在的笨重且占地面積大，內(nèi)部配風(fēng)結(jié)構(gòu)不合理，設(shè)備局部易超溫，尤其是孔板處易產(chǎn)生應(yīng)力集中問(wèn)題。本發(fā)明特別適合為熱處理爐提供高溫助燃風(fēng)以及需要高溫潔凈空氣的物料烘干工藝。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種提供高溫潔凈熱風(fēng)的系統(tǒng)裝置，它包括外框架，外框架下部設(shè)置高溫?fù)Q熱室，高溫?fù)Q熱室的一端連接燃燒機(jī)或直接采用法蘭與高溫?zé)煔夤艿肋B接，另一端與一級(jí)混風(fēng)室連接，一級(jí)混風(fēng)室通過(guò)高溫波紋換熱板與二級(jí)混風(fēng)室連接，二級(jí)混風(fēng)室通過(guò)低溫針狀換熱板與頂層風(fēng)箱相連。
[0006]高溫?fù)Q熱室由中央高溫介質(zhì)通道和環(huán)繞其周?chē)睦浣橘|(zhì)通道組成，中央高溫介質(zhì)通道中間設(shè)置波節(jié)筒，兩端為高溫?fù)Q熱室釘頭管，在高溫?fù)Q熱室的外部，冷介質(zhì)通道兩端設(shè)置螺旋導(dǎo)流板。波節(jié)筒用于解決高溫工況下金屬的熱應(yīng)力所導(dǎo)致的焊縫拉裂問(wèn)題，釘頭管使整個(gè)受熱面充分利用了流體邊界層的起始段薄，熱阻小的有利條件，加強(qiáng)冷介質(zhì)通道的強(qiáng)制對(duì)流。在外部冷介質(zhì)通道兩端設(shè)置的螺旋導(dǎo)流板，增加冷介質(zhì)的運(yùn)行距離和運(yùn)行時(shí)間。在高溫?fù)Q熱室內(nèi)遠(yuǎn)離燃燒機(jī)接口端的側(cè)面，與冷介質(zhì)通道相通處設(shè)置與冷介質(zhì)通道相通的空氣出口。
[0007]排煙引風(fēng)機(jī)設(shè)置于外框架頂部，并通過(guò)煙氣出口管道連接頂層風(fēng)箱。鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置于外框架頂部，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)連接空氣進(jìn)口管道連接低溫針狀換熱板。
[0008]鼓風(fēng)機(jī)，燃燒機(jī)與空氣出口溫度傳感器連鎖，鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制，與空氣出口溫度傳感器連鎖，燃燒機(jī)可采用比例調(diào)節(jié)，根據(jù)空氣出口溫度確定，并在一級(jí)混風(fēng)室設(shè)置報(bào)警溫度傳感器，保證設(shè)備內(nèi)部不超溫。外框架頂部引風(fēng)機(jī)，一級(jí)混風(fēng)室包含折流板，蜂窩分布板，自動(dòng)控制風(fēng)門(mén)，二級(jí)混風(fēng)室設(shè)置風(fēng)壓傳感器，引風(fēng)機(jī)及自動(dòng)控制風(fēng)門(mén)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與該壓力測(cè)點(diǎn)連鎖，引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與高溫?fù)Q熱室工作壓力要求匹配，保證整個(gè)裝置在微負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行。
[0009]本發(fā)明高溫段對(duì)流換熱組件采用平行排列的雙向高溫波紋換熱板，板片長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度是短邊長(zhǎng)度的2.5-3倍，兩片相鄰的換熱板的長(zhǎng)邊焊接構(gòu)成一個(gè)換熱單元，換熱單元中間形成高溫?zé)煔馇?，而相鄰的兩換熱單元之間，各相對(duì)的換熱板的兩短邊焊接在一起，在相鄰的兩個(gè)換熱單元之間形成冷介質(zhì)通道，即板片采用“兩正兩反”的折邊方式。高溫波紋換熱板的波紋延展方向與高溫?zé)煔庾呦蛞恢?，保證煙氣在流經(jīng)高溫段時(shí)的阻力不至于過(guò)大，降低排煙風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓要求，并且能吸收材料在高溫時(shí)的部分熱膨脹。波紋高度為7?10mm，左右兩片換熱板波紋倒置對(duì)稱(chēng)布置，這樣保證兩片相鄰換熱板焊接組裝時(shí)，兩個(gè)左右波紋倒置的板片長(zhǎng)邊在組焊時(shí)形成的熱介質(zhì)流道中，每一個(gè)波峰的兩側(cè)均有兩個(gè)支撐點(diǎn)的自支撐點(diǎn)，保證設(shè)備熱態(tài)時(shí)的剛性。同樣的道理，在焊接短邊形成冷介質(zhì)通道時(shí)，上述板片的凹面與另一張板片的凹面也會(huì)構(gòu)成自支撐結(jié)構(gòu)。
[0010]低溫段對(duì)流換熱組件采用平行排列的雙向低溫針狀換熱板，板片長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度是短邊長(zhǎng)度的2.5-3倍，兩片相鄰的換熱板的長(zhǎng)邊焊接構(gòu)成一個(gè)換熱單元，換熱單元中間形成高溫?zé)煔馇?，而相鄰的兩換熱單元之間，各相對(duì)的換熱板的兩短邊焊接在一起，在相鄰的兩個(gè)換熱單元之間形成冷介質(zhì)通道，即板片采用“兩正兩反”的折邊方式。該板片為針狀形式，針狀波紋高度為3?5_。兩片板配合組裝時(shí)，冷介質(zhì)通道形成三個(gè)分區(qū)，即針形紋路分布在板片的左中右三個(gè)區(qū)，兩組板片短邊焊接形成冷介質(zhì)通道，所有的針狀紋路可以在交叉點(diǎn)處形成支撐點(diǎn)，滿足板片組件的剛性要求。三個(gè)區(qū)之間電阻焊接L型折邊板形成隔斷，隔斷高度為2倍的波紋高度。這樣，空氣在針形板片經(jīng)過(guò)三個(gè)回程之后進(jìn)入高溫板片，高溫?zé)煔庠诹鹘?jīng)該組件時(shí)，隨著溫度的降低氣體比容已經(jīng)大幅降低，通過(guò)這種針狀板片，充分利用介質(zhì)邊界層起始段熱阻小的特點(diǎn)，充分?jǐn)_動(dòng)加強(qiáng)對(duì)流換熱效果。
[0011]高溫波紋換熱板與低溫針狀換熱板均采用十字錯(cuò)流的換熱方式，高溫波紋換熱板流通間距為14-20mm，優(yōu)選20mm，低溫針狀換熱板流通間距為6_10mm，優(yōu)選12mm，換熱組件從下到上，隨著熱流體溫度逐漸降低，材料可按照等級(jí)降低，如高溫段使用310S不銹鋼或316L不銹鋼，低溫段使用304不銹鋼或201不銹鋼鋼。流體通道間距依次減小，則對(duì)應(yīng)片數(shù)逐漸增加，如圖2所示。
[0012]一級(jí)混風(fēng)室側(cè)邊設(shè)置有報(bào)警溫度傳感器和自動(dòng)控制風(fēng)門(mén)，在自動(dòng)控制風(fēng)門(mén)和一級(jí)混風(fēng)室之間設(shè)置蜂窩分布板。
[0013]一級(jí)混風(fēng)室與高溫?fù)Q熱室，一級(jí)混風(fēng)室與高溫波紋換熱板之間連接處均設(shè)置過(guò)渡膨脹節(jié)，并可在其內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)流板。燃燒機(jī)采用比例調(diào)節(jié)，根據(jù)空氣出口溫度確定。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的積極效果是:進(jìn)入的高溫?zé)煔饣蛉紵烊粴獾玫降臒煔鉁囟葹?500°C -1600°C左右，經(jīng)過(guò)該流程，排煙溫度低于100°C;且各裝置安排合理，采用間接換熱方式，結(jié)構(gòu)緊湊，比現(xiàn)有同類(lèi)裝置占地面積小1/2以上，對(duì)流段采用不同型式不同流道的換熱組件，單位體積換熱面積大，對(duì)流傳熱系數(shù)可達(dá)到45W/(m2.V )以上，熱效率高，能夠提供600°C以上的高溫潔凈空氣；設(shè)備內(nèi)部做了多處保護(hù)措施，有效解決高溫工況的熱應(yīng)力集中問(wèn)題，能夠在高溫工況下安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；設(shè)備采用風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，燃燒機(jī)采用比例調(diào)節(jié)，并增設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)，調(diào)節(jié)手段豐富；利用氣體燃料作為熱源，清潔環(huán)保，排煙可以直接排放。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明裝置的高溫?fù)Q熱室及換熱組件剖視圖；
[0017]圖1中:I為外框架，2為燃燒機(jī)變徑管，3為高溫?fù)Q熱室，4為燃燒機(jī)，5為高溫波紋換熱板，6為二級(jí)混風(fēng)室，6-1為壓力傳感器，7為低溫針狀換熱板，8為空氣進(jìn)口，9為空氣送風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)，10為煙氣排煙引風(fēng)機(jī)，11為煙氣出口管道，12為頂層風(fēng)箱，13為過(guò)渡膨脹節(jié)，14-1為自動(dòng)控制風(fēng)門(mén)，14-2為蜂窩分布板，15為一級(jí)混風(fēng)室，16為報(bào)警溫度傳感器，17為空氣出口，18為高溫?fù)Q熱室釘頭管，19為螺旋導(dǎo)流板，20為波節(jié)筒。
[0018]圖3-1為高溫波紋換熱板結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3-2為高溫波紋換熱板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3-3兩張高溫波紋換熱板組焊形成自支撐結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖中，圖3-3中的圓點(diǎn)即為自支撐點(diǎn)。
[0022]圖4-1低溫針狀換熱板結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4-2低溫針狀換熱板翻身朝紙內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4-3兩張低溫針狀換熱板組焊形成自支撐結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖中，21為“L”型折邊隔斷。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)實(shí)例并結(jié)合附圖對(duì)提供高溫潔凈熱風(fēng)的系統(tǒng)裝置做詳細(xì)的說(shuō)明。