專利名稱：三行程空氣預(yù)熱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的雙行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器。
背景技術(shù)：
近些年，隨著輻射管加熱技術(shù)在金屬熱處理領(lǐng)域的大范圍推廣和應(yīng)用，對(duì)于各類輻射管加熱裝置、余熱回收裝置、輻射管材質(zhì)、型式的研發(fā)也得到了有效的推進(jìn)。由于對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、污染物排放、余熱回收以及控制精度的要求不斷提高，輻射管燒嘴加熱方式已經(jīng)從采用手動(dòng)點(diǎn)火向自動(dòng)點(diǎn)火逐漸過渡，而且原有的翅片式換熱器也遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有余熱回收方面的要求，研究的重點(diǎn)也逐漸轉(zhuǎn)向?qū)τ诟咝в酂峄厥論Q熱器開發(fā)、長(zhǎng)壽命高溫輻射管開發(fā)以及提高輻射管表面溫度均勻性上來。輻射管燒嘴換熱器是輻射管加熱的核心裝置，在輻射管內(nèi)部通過對(duì)燃燒煙氣的余熱回收來預(yù)熱助燃空氣。在換熱器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，通常有以下幾種型式(1)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增強(qiáng)換熱效果。通常來講在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結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行換熱，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。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?，F(xiàn)有輻射管燒嘴換熱器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，都為空氣單行程預(yù)熱，而且都為輻射管管內(nèi)預(yù)熱，在輻射管的排煙溫度在500-700 V左右，仍有較大的余熱回收空間，完全能夠進(jìn)一步提高空氣預(yù)熱溫度，降低排煙溫度，提高換熱器溫度效率和熱效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述存在的不足，提供一種帶空氣出口噴流卷吸結(jié)構(gòu)，提高空氣預(yù)熱溫度，降低排煙溫度，提高換熱器溫度效率和熱效率的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其結(jié)構(gòu)從右至左依次包括有端部堵頭、內(nèi)部翅片管、多孔噴流管、擋環(huán)、中間導(dǎo)管、空氣射流管、中間換熱導(dǎo)管、煙氣導(dǎo)流裝置、異形法蘭、外部空氣導(dǎo)管、膨脹節(jié)、中心翅片換熱管、外部換熱管、煙氣出口管、空氣進(jìn)風(fēng)管，其特征在于換熱器通過異形法蘭和膨脹節(jié)分隔成內(nèi)置換熱區(qū)和外置換熱區(qū)，其中內(nèi)置換熱區(qū)包括有最外層的內(nèi)部翅片管，內(nèi)部翅片管左右兩端分別與中間換熱導(dǎo)管與端部堵頭連接，內(nèi)部翅片管內(nèi)側(cè)配有不同長(zhǎng)度的多個(gè)多孔噴流管，每個(gè)多孔噴流管兩端均配有擋環(huán)，多孔噴流管正中心設(shè)置有中間導(dǎo)管，中間導(dǎo)管與空氣射流管連接。所述的外置換熱區(qū)從外到內(nèi)依次為外部空氣導(dǎo)管、外部換熱管和中心翅片換熱管，外置換熱區(qū)中間設(shè)有膨脹節(jié)，將其分為兩個(gè)行程，外部換熱管的靠外側(cè)端頭連接有煙氣出口管，外部空氣導(dǎo)管靠?jī)?nèi)側(cè)一端還連接有空氣進(jìn)風(fēng)管，中心翅片換熱管穿過異形法蘭與中間換熱導(dǎo)管連接，并在其連接部位的外面設(shè)置有煙氣導(dǎo)流裝置。在上述方案中，煙氣導(dǎo)流裝置為耐熱鋼精密鑄造成型，外部設(shè)置7根煙氣導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的尺寸與輻射管精密配合，同時(shí)起到支撐換熱器本身重量的作用。在上述方案中，多孔噴流管為數(shù)控精加工成型，管壁表面分層均布8-10圈3_4mm環(huán)孔，環(huán)孔個(gè)數(shù)可根據(jù)噴流管直徑進(jìn)行調(diào)整。在上述方案中，內(nèi)部翅片管為耐熱鋼精密鑄造成型，外翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，翅片沿?fù)Q熱管管壁均勻布置，根據(jù)換熱管直徑調(diào)整每圈布置36-54個(gè)不等。在上述方案中，擋環(huán)采用精密加工成型，通過對(duì)內(nèi)外徑的精確控制來實(shí)現(xiàn)多孔噴流管與翅片管以及多孔噴流管與中間導(dǎo)管的精確定位。在上述方案中，端部堵頭采用導(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固定。在上述方案中，空氣射流管采用數(shù)控精加工成型，通過對(duì)預(yù)熱空氣出口的精確控制確保合理的噴出流速。空氣射流管彎頭從中間導(dǎo)管穿出，與位于多孔噴流管正中心的中間導(dǎo)管焊接固定。在上述方案中，異形法蘭采用不銹鋼板加工成型，異形法蘭設(shè)有支撐板，同時(shí)設(shè)有與輻射管連接用安裝孔，異形法蘭與煙氣導(dǎo)管連續(xù)焊接固定；在上述方案中，外部空氣導(dǎo)管采用無縫鋼管加工成型，導(dǎo)管上開有煙氣出口管孔、空氣進(jìn)風(fēng)管孔，空氣進(jìn)風(fēng)管與外部空氣導(dǎo)管焊接固定。在上述方案中，外部換熱管為不銹鋼無縫鋼管加工成型，左右兩端分別與煙氣出口管和異形法蘭焊接固定，外部換熱管上設(shè)有支撐。在上述方案中，膨脹節(jié)采用不銹鋼壓波成型，3-4個(gè)波紋設(shè)計(jì)，兩側(cè)與外部空氣導(dǎo)管焊接固定。在上述方案中，中心翅片換熱管為不銹鋼管與肋片焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不銹鋼鋼管外側(cè)焊接4-8條肋片，翅片管靠近煙氣出口端設(shè)有堵頭和一級(jí)預(yù)熱空氣進(jìn)口，右端與煙氣導(dǎo)流裝置焊接固定。本實(shí)用新型的有益效果1、內(nèi)外置換熱區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了助燃空氣的三行程預(yù)熱，大幅提高了空氣預(yù)熱溫度，空氣預(yù)熱溫度可提高近150°C ；2、外置換熱區(qū)雙行程預(yù)熱空氣，高溫?zé)煔馔ǖ牢挥趽Q熱器中心部分，換熱表面溫度大幅降低，有效減少了散熱損失；3、煙氣導(dǎo)流裝置的設(shè)計(jì)將管內(nèi)煙氣導(dǎo)入外置換熱區(qū)中心通道，實(shí)現(xiàn)外置換熱區(qū)內(nèi)外壁的雙行程換熱。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為外置換熱區(qū)空氣與煙氣雙行程換熱實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為內(nèi)置換熱區(qū)多孔噴流管與翅片管配合使用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為與主燒嘴及輻射管配套使用的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-端部堵頭，2-內(nèi)部翅片管，3-擋環(huán)，4-多孔噴流管，5-中間導(dǎo)管，6-空氣射流管，7-煙氣導(dǎo)流裝置，8-異形法蘭，9-膨脹節(jié)，10-外部空氣導(dǎo)管，11-煙氣出口管，12-外部換熱管，13-中心翅片換熱管，14-空氣進(jìn)風(fēng)管，15-輻射管燒嘴換熱器，16-輻射管，17-主燒嘴。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明參見圖1和圖2，三行程空氣預(yù)熱帶煙氣導(dǎo)流及卷吸結(jié)構(gòu)輻射管燒嘴換熱器，換熱器分為內(nèi)置換熱和外置換熱兩個(gè)部分。內(nèi)置換熱區(qū)部分包括端部堵頭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)密封焊接與內(nèi)部翅片管2固定。內(nèi)部翅片管2為耐熱鋼精密鑄造成型，外翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，翅片沿?fù)Q熱管管壁均勻布置，根據(jù)換熱管直徑調(diào)整每圈布置36-54個(gè)不等。內(nèi)部翅片管2之間采用連續(xù)密封焊接固定。多孔噴流管4為數(shù)控精加工成型，管壁表面分層均布8-10圈3-4_環(huán)孔，環(huán)孔個(gè)數(shù)可根據(jù)噴流管直徑進(jìn)行調(diào)整。空氣射流管6采用數(shù)控精加工成型，通過對(duì)預(yù)熱空氣出口的精確控制確保合理的噴出流速。空氣射流管6出口端與煙氣導(dǎo)流裝置7螺紋連接，彎頭端與位于多孔噴流管4正中心的中間導(dǎo)管5焊接固定。煙氣導(dǎo)流裝置7為耐熱鋼精密鑄造成型，外部設(shè)置7根煙氣導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的尺寸與輻射管16精密配合，同時(shí)起到支撐換熱器本身重量的作用。煙氣導(dǎo)流裝置7左右兩側(cè)分別與異形法蘭8和內(nèi)部翅片管2連接，將換熱器整體分隔為管內(nèi)換熱和管外換熱兩個(gè)部分。異形法蘭8采用不銹鋼鋼板加工成型，異形法蘭8上設(shè)有支撐板，同時(shí)設(shè)有與輻射管16連接用安裝孔，異形法蘭8與外部空氣導(dǎo)管10連續(xù)焊接固定。外置換熱區(qū)部分包括外部空氣導(dǎo)管10采用無縫鋼管加工成型，開有煙氣出口管孔、空氣進(jìn)風(fēng)管孔，空氣進(jìn)風(fēng)管14與外部空氣導(dǎo)管10連續(xù)焊接固定，煙氣出口管11從外部空氣導(dǎo)管10預(yù)留開孔穿入與外部換熱管12焊接固定。空氣導(dǎo)管10上設(shè)有膨脹節(jié)9，膨脹節(jié)9采用不銹鋼壓波成型，3-4個(gè)波紋設(shè)計(jì)，兩側(cè)與外部空氣導(dǎo)管10焊接固定。外部換熱管12為不銹鋼無縫鋼管加工成型，左右兩端分別與煙氣出口管11和異形法蘭8焊接固定，夕卜部換熱管上12設(shè)有支撐。外部換熱管12正中設(shè)有中心翅片換熱管13為不銹鋼管與肋片焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不銹鋼鋼管外側(cè)焊接4-8條肋片，翅片管靠近煙氣出口管11端設(shè)有堵頭和一級(jí)預(yù)熱空氣進(jìn)口，右端與煙氣導(dǎo)流裝置7焊接固定。圖3給出了外置換熱區(qū)空氣與煙氣雙行程換熱的實(shí)施的結(jié)構(gòu)示意圖。外部空氣導(dǎo)管10與外部換熱管12之間形成了一級(jí)空氣通道，外部換熱管12與中心翅片換熱管13之間形成了外置煙氣通道，中心翅片換熱管13內(nèi)部形成了二級(jí)空氣通道。助燃空氣從空氣進(jìn)風(fēng)管14進(jìn)入，沿著一級(jí)空氣通道通過外部換熱管12與煙氣進(jìn)行換熱，到達(dá)外部空氣導(dǎo)管10端頭后折返進(jìn)入二級(jí)空氣通道，并通過中心翅片換熱管13與煙氣完成二級(jí)換熱。換熱過后的空氣沿著中心翅片換熱管13通過煙氣導(dǎo)流裝置7進(jìn)入內(nèi)置換熱區(qū)進(jìn)行換熱。[0037]圖4給出了內(nèi)置換熱區(qū)部分多孔噴流管4與內(nèi)部翅片管2配合使用時(shí)的實(shí)施方式。內(nèi)部翅片管2與輻射管16內(nèi)壁形成煙氣通道，多孔噴流管4通過擋環(huán)3的阻隔作用，在內(nèi)部翅片管2與中間導(dǎo)管5之間形成多級(jí)換熱通道。輻射燃燒過后的煙氣沿內(nèi)部翅片管2外壁與內(nèi)側(cè)空氣形成逆流。經(jīng)過外置換熱區(qū)預(yù)熱的助燃空氣沿中間換熱導(dǎo)管7與多孔噴流管4之間環(huán)縫流入，受到擋環(huán)3的阻隔，空氣通過多孔噴流管4高速噴射到內(nèi)部翅片管2內(nèi)表面，與內(nèi)部翅片管2外側(cè)煙氣進(jìn)行換熱，換熱完成后進(jìn)入下一級(jí)噴流管，多孔噴流管4總共四級(jí)，長(zhǎng)度逐級(jí)增加，換熱完成后，預(yù)熱空氣沿中間導(dǎo)管5返回，從空氣射流管6噴出。圖5給出了與主燒嘴17及輻射管16配套使用時(shí)換熱器的實(shí)施方式。換熱器異形法蘭8與輻射管16換熱器側(cè)連接，主燒嘴17通過螺栓與輻射管16另一側(cè)連接。內(nèi)部翅片管2與輻射管16內(nèi)壁形成煙氣通道，空氣射流管6外緣與輻射管16外壁形成煙氣回流通道，主燒嘴17與輻射管16內(nèi)壁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14進(jìn)入，通過外部空氣導(dǎo)管10進(jìn)入外置換熱區(qū)完成一級(jí)換熱后，通過中心翅片換熱管13與煙氣完成二級(jí)換熱，之后進(jìn)入內(nèi)置換熱區(qū)部分，通過煙氣導(dǎo)流裝置7進(jìn)入中間導(dǎo)管5與多孔噴流管4間隙后高速噴出到內(nèi)部翅片管2內(nèi)表面，完成與煙氣的三級(jí)換熱后，經(jīng)過端部堵頭I返回進(jìn)入中間導(dǎo)管5流入空氣射流管6，并通過噴流口高速噴出，利用噴射形成的負(fù)壓對(duì)煙氣進(jìn)行卷吸回流后進(jìn)入輻射管16助燃空氣導(dǎo)管，并通過助燃空氣導(dǎo)管和主燒嘴17的空氣通道完成混合后進(jìn)行燃燒。燃燒所產(chǎn)生的煙氣則依次通過端部堵頭1、內(nèi)部翅片管2、煙氣導(dǎo)流裝置7、中心翅片換熱管13，完成與空氣的三行程換熱后從煙氣出口管11排出。以上所述，僅是該實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化和修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其結(jié)構(gòu)從右至左依次包括有端部堵頭、內(nèi)部翅片管、多孔噴流管、擋環(huán)、中間導(dǎo)管、空氣射流管、中間換熱導(dǎo)管、煙氣導(dǎo)流裝置、異形法蘭、外部空氣導(dǎo)管、膨脹節(jié)、中心翅片換熱管、外部換熱管、煙氣出口管、空氣進(jìn)風(fēng)管，其特征在于換熱器通過異形法蘭和膨脹節(jié)分隔成內(nèi)置換熱區(qū)和外置換熱區(qū)，其中內(nèi)置換熱區(qū)包括有最外層的內(nèi)部翅片管，內(nèi)部翅片管左右兩端分別與中間換熱導(dǎo)管與端部堵頭連接，內(nèi)部翅片管內(nèi)側(cè)配有不同長(zhǎng)度的多個(gè)多孔噴流管，每個(gè)多孔噴流管兩端均配有擋環(huán)，多孔噴流管正中心設(shè)置有中間導(dǎo)管，中間導(dǎo)管與空氣射流管連接，所述的外置換熱區(qū)從外到內(nèi)依次為外部空氣導(dǎo)管、外部換熱管和中心翅片換熱管，外置換熱區(qū)中間設(shè)有膨脹節(jié)，將其分為兩個(gè)行程，外部換熱管的靠外側(cè)端頭連接有煙氣出口管，外部空氣導(dǎo)管靠?jī)?nèi)側(cè)一端還連接有空氣進(jìn)風(fēng)管，中心翅片換熱管穿過異形法蘭與中間換熱導(dǎo)管連接，并在其連接部位的外面設(shè)置有煙氣導(dǎo)流裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于煙氣導(dǎo)流裝置為耐熱鋼精密鑄造成型，外部設(shè)置多根煙氣導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的尺寸與輻射管匹配。
3.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于多孔噴流管為數(shù)控精加工成型，管壁表面分層均布8-10圈3-4mm環(huán)孔。
4.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于內(nèi)部翅片管為耐熱鋼精密鑄造成型的外翅片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，翅片沿?fù)Q熱管管壁均勻布置，每圈布置36-54個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于空氣射流管為彎頭結(jié)構(gòu)，空氣射流管彎頭從中間導(dǎo)管穿出，與位于多孔噴流管正中心的中間導(dǎo)管焊接固定。
6.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于異形法蘭采用不銹鋼鋼板加工成型，異形法蘭上設(shè)有支撐板，同時(shí)設(shè)有與輻射管連接用安裝孔。
7.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于外部空氣導(dǎo)管采用無縫鋼管加工成型，導(dǎo)管上開有煙氣出口管孔、空氣進(jìn)風(fēng)管孔，空氣進(jìn)風(fēng)管與外部空氣導(dǎo)管焊接固定。
8.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于外部換熱管為不銹鋼無縫鋼管加工成型，左右兩端分別與煙氣出口管和異形法蘭焊接固定，外部換熱管上設(shè)有支撐。
9.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于膨脹節(jié)采用不銹鋼壓波成型為3-4個(gè)波紋，兩側(cè)與外部空氣導(dǎo)管焊接固定。
10.如權(quán)利要求1所述的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器，其特征在于中心翅片換熱管為不銹鋼管與肋片焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不銹鋼鋼管外側(cè)焊接4-8條肋片，中心翅片管靠近煙氣出口端設(shè)有堵頭和一級(jí)預(yù)熱空氣進(jìn)口，右端與煙氣導(dǎo)流裝置焊接固定。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種提高空氣預(yù)熱溫度，降低排煙溫度，提高換熱器溫度效率和熱效率的三行程空氣預(yù)熱輻射管燒嘴換熱器。包括有端部堵頭、內(nèi)部翅片管、多孔噴流管、擋環(huán)、中間導(dǎo)管、空氣射流管、中間換熱導(dǎo)管、煙氣導(dǎo)流裝置、異形法蘭、外部空氣導(dǎo)管、膨脹節(jié)、中心翅片換熱管、外部換熱管、煙氣出口管、空氣進(jìn)風(fēng)管，期中換熱器通過異形法蘭和膨脹節(jié)分隔成內(nèi)置換熱區(qū)和外置換熱區(qū)，其中內(nèi)置換熱區(qū)包括有最外層的內(nèi)部翅片管，內(nèi)部翅片管左右兩端分別與中間換熱導(dǎo)管與端部堵頭連接，內(nèi)部翅片管內(nèi)側(cè)配有不同長(zhǎng)度的多個(gè)多孔噴流管，每個(gè)多孔噴流管兩端均配有擋環(huán)，多孔噴流管正中心設(shè)置有中間導(dǎo)管，中間導(dǎo)管與空氣射流管連接。所述的外置換熱區(qū)從外到內(nèi)依次為外部空氣導(dǎo)管、外部換熱管和中心翅片換熱管，外置換熱區(qū)中間設(shè)有膨脹節(jié)，將其分為兩個(gè)行程，外部換熱管的靠外側(cè)端頭連接有煙氣出口管，外部空氣導(dǎo)管靠?jī)?nèi)側(cè)一端還連接有空氣進(jìn)風(fēng)管，中心翅片換熱管穿過異形法蘭與中間換熱導(dǎo)管連接，并在其連接部位的外面設(shè)置有煙氣導(dǎo)流裝置。本裝置能夠提高空氣預(yù)熱溫度，降低排煙溫度，提高換熱器溫度效率和熱效率。
文檔編號(hào)F23L15/00GK202884969SQ20122031762
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者高陽, 徐少春, 劉小民, 沈小軍 申請(qǐng)人:中冶南方(武漢)威仕工業(yè)爐有限公司