[其他]一種噴流式管狀換熱器

無效

• 申請號: 87208214
• 申請日: 1987-05-22
• 公開（公告）號: CN87208214U
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發明（設計）人: 張先耀;吳懋林
• 申請（專利權）人: 北京鋼鐵學院
• 主分類號: F28D7/14
• 分類號: F28D7/14
• 代理公司: 北京鋼鐵學院專利代理事務所
• 代理人: 范光前

本發明屬于一種熱交換裝置。

熱交換器用來回收煙氣的物理熱預熱空氣，其目的是節約燃料，提高爐溫，增加產量和降低成本。煙氣帶走的物理熱一般占燃料燃燒總熱量的30－60％，溫度為600－1100℃。預熱空氣溫度每增加100℃，即可降低燃料消耗量5％以上，為工業爐窯節能的重要措施之一。

根據86年冶金出版社出版“工業爐用熱交換裝置”所述的噴流換熱器，其結構由三層同心套管及煙氣和熱空氣引出箱構成。內管為空氣噴流管，外套管為煙氣噴流管，中間套管為熱交換面，空氣從內管側壁噴流孔噴流至熱交換管，煙氣從外套管側壁噴流孔噴流至熱交換管以便預熱空氣，預熱的空氣沿內管和換熱管間隙垂直向上流動。由于采用一次噴流，熱空氣流動方向影響噴流換熱的效果，因此，難以提高空氣預熱溫度，同時，外套管煙氣噴流需配耐熱風機升高煙氣壓力來實現亦存在一定的技術困難。此外，從結構上難以組合成較大換熱能力的換熱器，不宜裝配和維修。

本發明的目的是為提高上述噴流式管狀換熱器的效率、增大換熱能力、提高空氣預熱溫度、便于裝配和維修，因而設計了新型的噴流式管狀換熱器，采用空氣多次噴流換熱，煙氣沿垂直波紋管流動增大換熱面積，避免煙氣噴流造成技術上的困難，提高了換熱效率。

本發明噴流式管狀換熱器的結構，見附圖1、2、3，雙層同心套管（1）、（2），輻射板（6）、輻射墻（7）、冷空氣集氣箱（5）和熱空氣集氣箱（4）。內管包括兩個以上的端頭封閉側面開設小孔的異形噴流直管和一個180°角的彎管，以串聯方式連成U形內管，外套管包括兩個以上的垂直縱波紋狀直流換熱管（8）與180°彎管串聯連接構成U形外套管其彎管內裝設帶旋流器的插入件（3）。由內管和外套管構成噴流單管，見附圖，單管為多級串聯，直接耦合，每級噴流孔直徑逐漸加大。兩個以上單管并聯連接組合成噴流單管組為噴流換熱器主要單元見附圖。外套管之間裝設輻射板，噴流單管組之間裝設輻射墻。噴流單管組順煙道平行分布，煙氣沿單管組平行順流。

本發明的外套管具有三個以上的波峰及相應波谷形成的垂直縱波紋狀直管（8），附圖三為縱波紋狀直管的橫截面，內管開設噴流孔的排數與波峰數相同，其位置與波峰相對應，內管噴流孔與外管波峰間距小于噴孔直徑的4倍，噴孔的縱向、橫向距離小于噴孔直徑的6倍。噴孔和噴管內管直徑是根據????氣流通過噴孔的速度為15～25米／秒，氣流在內管的流速小于8米／秒來確定。內管的彎管外壁附設軸流式螺旋片旋流器或軸式導向葉片旋流器，旋流器為外套管的彎管的插入件。

本發明為了便于噴流式管狀換熱器的布置、維護和檢修，將換熱器分為兩個以上噴流單管組，順煙道平行布置，各組間采用并聯連接，這樣的換熱器，可在不停爐的情況下，進行吹掃和更換單管。

本發明為了提高空氣側的對流換熱系數，采用密集小孔、多次噴射的方法，每一個單管。空氣通過小孔噴射三次以上，每次空氣噴射均噴射至外套管內側的波峰頂端，所以噴孔的縱向排數與外套管的波峰數相同。為了提高單管內彎管的傳熱效率，采用帶旋流器的插入件，增加空氣與外套管的接觸面積。煙氣沿垂直縱波紋狀外套管的外側，沿波紋繞流以提高煙氣側的傳熱系數。

本發明為了提高煙氣側的輻射傳熱系數，噴流單管之間安裝輻射板，噴流單管組之間裝配輻射墻，輻射板采用耐火纖維板或帶魚鱗狀的金屬板制成。輻射墻系由耐火纖維粘貼耐火磚墻或帶突起物的耐火磚墻制成。

本發明在相同的煙氣溫度和換熱面積條件下，預熱溫度較一般換熱器提高50－150℃，綜合傳熱系數可達52瓦／米²。開爾文以上。空氣側采用大流通面積和合理噴出結構及適宜噴出速度 減少了空氣側壓力損失。采用U形單管和縱波紋狀外套管，提高結構強度熱強度和熱接受能力，不易積灰，便于清掃。噴流單管的壁面溫度較一般換熱器低，因此，選材合理則使用壽命可達五年以上。同時，本發明結構簡單、重量輕、體積小、便于安裝維護、檢修、更換噴流單管。投資回收期一般為一年左右。

本發明廣泛地應用大中型連續式加熱爐，各種熱處理爐，臺車式加熱爐，鍛造爐，以及化工和建材用爐等。