[发明专利]换热管进出口同温差喷流式空气预热器

说明书

技术领域

本发明涉及空气预热器，尤其涉及换热管进出口同温差喷流式空气预热器。

背景技术

喷流式空气预热器在化工、冶金、能源动力、建材等工业领域中应用广泛，主要用于热风炉、加热炉、工业炉窑、锅炉等设备的余热利用工程及空气预热工程，它可充分回收余热，提供纯净的高温空气，可以节约大量能源。随着社会环保意识的增强和能源紧缺压力的困扰，对喷流空气预热器的热利用率和功能也提出了越来越高的要求。

喷流式空气预热器主要用于回收高温烟气的余热，其承受的温度高达800～900℃，因而其在运行过程中会长期受到高温烟气的热辐射，特别是靠烟气入口的前几排换热管受到的烟气热辐射更为严重，其承受的温度远比中间位置换热管所承受的温度高，这导致各排换热管的热膨胀不一，当一根换热管损坏时，整个喷流式空气预热器都将报废，因而在设计与制造过程中通常从烟气入口处至出口处选用不同材料型号的换热管，在靠烟气入口处的换热管选择耐高温的合金管材，而靠烟气出口处的换热管选用一般的不锈钢管，然而由于换热管所选用的材料不同，其热膨胀能力也有很大差别，在制造加工与应用过程中，容易出现由于热膨胀性能不匹配而导致个别换热管损坏，这造成喷流式空气预热器造价昂贵、寿命短，影响喷流式空气预热器的总体性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可减小换热管之间的管壁温差、使各排换热管内被加热的空气具有相同进出口温差、具有最优综合换热效果的换热管进出口同温差喷流式空气预热器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种换热管进出口同温差喷流式空气预热器，包括风箱和多排换热管，所述风箱上端设有冷空气入口，风箱下端设有热空气出口，风箱一侧设有烟气入口，风箱另一侧设有烟气出口，所述多排换热管均匀布置于风箱内并连通冷空气入口与热空气出口，所述换热管由同轴套设的内管和外管组成，所述内管为开有若干喷流孔的喷流管。

从所述烟气入口一侧至所述烟气出口一侧，各换热管中内管上所设喷流孔的数量逐渐减少。

所述外管上端封闭，所述内管下端封闭。

所述冷空气入口位于靠近烟气入口的一侧。

所述热空气出口位于靠近烟气出口的一侧。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的换热管进出口同温差喷流式空气预热器，通过同轴套设的内管和外管组成换热管，并在内管上开设若干喷流孔作为喷流管，冷空气进入内管后从喷流孔垂直地射向外管内壁，形成高速空气气流对换热面进行冲击，使层流边界层受到破坏，极大地强化对流换热过程，而烟气入口侧则利用高温烟气的辐射放热强化烟气侧的辐射换热，这不仅提高了喷流式空气预热器的总换热系数，而且也有效地降低了烟气入口侧换热管的温度。本发明可从烟气入口一侧至所述烟气出口一侧，将各换热管中内管上所设喷流孔的数量逐渐减少，在烟气入口一侧高温烟气的辐射放热量大，设置的喷流孔数量越多，则流过的空气流量越大，管壁受到的冷却就越大；而烟气出口一侧烟气的辐射放热量小，设置的喷流孔数量越少，则流过的空气流量越小，管壁受到的冷却就越小，从而通过设置喷流孔数量可达到控制换热管的管壁温差、控制被加热的空气具有相同的进出口温差的目的，使换热管具有相同的壁温，便于统一换热管的材料选型，可以减少耐高温材料的使用，降低空气预热器的材料成本，解决了由于选用不同换热管材料的热膨胀性不一的问题，从而可避免烟气入口侧因管内温度高而造成换热管的烧坏，提高了空气预热器的整体寿命；同时，由于越靠近烟气入口侧，空气与烟气的温差越大，而根据传热学与流体力学原理，此处强化传热的潜力越大，因而增加此处的空气流量则空气垂直射向换热表面的流速越高，强化传热的效果越好。本发明的换热管进出口同温差喷流式空气预热器制造成本低、使用寿命长，总体换热性能好，可实现空气预热器高效稳定的运行。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的主剖视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的换热管的立体放大结构示意图。

图中各标号表示：

1、风箱；2、换热管；11、冷空气入口；12、热空气出口；13、烟气入口；14、烟气出口；15、连接板；21、内管；22、外管；211、喷流孔。

具体实施方式