[发明专利]一种组合式高温空气预热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温空气预热装置，具体地说是一种利用烟气的热量来加热燃烧所需空气的热交换设备，是为燃烧挥发分较低、反应性较差、发热值较低的固体燃料的高温空气燃烧装置使用的高温空气预热器。

背景技术

对于采用低热值固体燃料的燃烧系统，如果不对助燃空气进行有效预热，很难满足工业加热和燃料的有效燃尽的要求。在对助燃空气进行有效预热后，完全可以满足工业加热的高温要求和难燃固体燃料的高效燃尽。目前，我国工业锅炉烟气余热回收普遍使用的管式空气预热器对助燃空气进行预热，空气走壳程，烟气走管程，实现错流间壁传热，换热管束固定在上下管板之间。空气预热器一般由金属材料或陶瓷材料制成，由于普通金属材料耐温性能较差，一般只能布置在尾部低温烟道中，出口被加热空气最高温度不超过450℃，而如果要提高预热空气温度，就得选用非常昂贵的材料，这在经济上不合理；而采用陶瓷材料的空气预热器，由于陶瓷材料的换热效果较差，预热空气的最高温度也不会太高。此外，换热管束中各管之间存在烟气流量和温度的差异，使各管的热膨胀量不等，再加上管壳之间的不等量膨胀，使换热管束在运行中产生很大的温差应力。使用一段时间后很容易发生管板与管的焊接部位断裂，设备损坏。国外为解决这一问题，采取了复杂的单管补偿方法和优质钢材，使该设备结构复杂，造价昂贵。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的高温空气预热装置存在的换热效果差、易损坏、造价昂贵和换热管束在运行中易产生较大的温差应力的问题，进而提供一种组合式高温空气预热装置。

本发明的技术方案是：一种组合式高温空气预热装置由陶瓷换热器、空气转接管和金属换热器组成；所述陶瓷换热器包括空气出口风罩、陶瓷壳体、陶瓷换热管束、多个压紧弹簧和空气入口风罩；所述金属换热器包括金属壳体、金属换热管束、空气出口接管、集气箱、中间隔板和空气入口接管；所述陶瓷壳体的上端开有烟气进口，所述陶瓷壳体的进口端面上安装有空气入口风罩，所述陶瓷壳体的出口端的端面上安装有空气出口风罩，所述陶瓷换热管束固装在陶瓷壳体内，所述陶瓷换热管束由多根陶瓷换热管组成，每根陶瓷换热管的进口端均穿过陶瓷壳体进口端的阶梯孔与空气入口风罩连通，每根陶瓷换热管的进口端均套装有压紧弹簧，所述压紧弹簧的一端抵靠在陶瓷壳体进口端的阶梯孔的台阶端面上，压紧弹簧的另一端抵靠在陶瓷换热管进口端的台阶端面上，每根陶瓷换热管的出口端均穿过陶瓷壳体与空气出口风罩连通；所述金属壳体安装在陶瓷壳体的下端面上，且与陶瓷壳体连通，所述金属壳体的下端面上开有烟气出口，所述集气箱安装在金属壳体的外壁上，所述中间隔板安装在集气箱内，且将集气箱分隔为进气集气箱和出气集气箱，所述空气入口接管安装在进气集气箱的外壁上且与进气集气箱连通，所述空气出口接管安装在出气集气箱的外壁上且与出气集气箱连通，所述空气转接管的一端与空气出口接管连通，所述空气转接管的另一端与空气入口风罩连通，所述金属换热管束固装在金属壳体内，金属换热管束由多根U型金属换热管组成，每根U型金属换热管的进口端均穿过金属壳体与进气集气箱连通，每根U型金属换热管的出口端均穿过金属壳体与出气集气箱连通。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的金属换热器具有气密性好，传热效率高，制造技术成熟的优点，而陶瓷换热器作为高温余热回收装置，换热器具有良好的耐高温、耐腐蚀及抗热冲击性能。陶瓷与金属组合式的空气预热装置集中了陶瓷材料和金属材料的优点，用陶瓷材料承受高温烟气热冲击，用金属材料提高换热综合热效率，达到有效的组合。本发明换热效果好、结构简单、使用寿命长且造价低，同时本发明通过采用压紧弹簧和U型金属换热管消除了换热管在运行中产生的较大的温差应力。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视剖视图(图中的实心箭头为空气流方向，空心箭头为烟气流向)，图2是图1的a处局部放大图。

具体实施方式