[发明专利]三行程空气预热辐射管烧嘴换热器

说明书

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种与辐射管烧嘴配套使用的双行程空气预热辐射管烧嘴换热器。

背景技术

近些年，随着辐射管加热技术在金属热处理领域的大范围推广和应用，对于各类辐射管加热装置、余热回收装置、辐射管材质、型式的研发也得到了有效的推进。由于对产品质量、污染物排放、余热回收以及控制精度的要求不断提高，辐射管烧嘴加热方式已经从采用手动点火向自动点火逐渐过渡，而且原有的翅片式换热器也远不能满足现有余热回收方面的要求，研究的重点也逐渐转向对于高效余热回收换热器开发、长寿命高温辐射管开发以及提高辐射管表面温度均匀性上来。

辐射管烧嘴换热器是辐射管加热的核心装置，在辐射管内部通过对燃烧烟气的余热回收来预热助燃空气。在换热器结构的设计上，通常有以下几种型式：（1）采用内外双翅片结构的换热器，即在换热器内侧和外侧同时添加翅片的结构型式，或者是在换热管表加麻面的方式来增强换热效果。通常来讲在1000℃的烟气温度下，这种换热器能将空气预热到400℃，换热效率较差；（2）等行程喷流结构换热器，这种换热器多采用喷流行程加翅片管结构型式进行换热，即换热器外管设置翅片管，内管采用多行程喷流结构来提高换热效果。在1000℃的烟气温度下，空气能够预热到500℃以上，排烟温度降到600℃以下，换热效率较高。（3）采用卷吸回流结构换热器，这种换热器通过添加烟气卷吸回流装置，将烟气卷吸入助燃空气中，在1000℃的烟气温度下，空气预热温度能够达到650℃，氮氧化物排放大幅度降低，热效率很高。

现有辐射管烧嘴换热器在结构设计上，都为空气单行程预热，而且都为辐射管管内预热，在辐射管的排烟温度在500-700℃左右，仍有较大的余热回收空间，完全能够进一步提高空气预热温度，降低排烟温度，提高换热器温度效率和热效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种带空气出口喷流卷吸结构,提高空气预热温度，降低排烟温度，提高换热器温度效率和热效率的三行程空气预热辐射管烧嘴换热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

三行程空气预热辐射管烧嘴换热器，其结构从右至左依次包括有端部堵头、内部翅片管、多孔喷流管、挡环、中间导管、空气射流管、中间换热导管、烟气导流装置、异形法兰、外部空气导管、膨胀节、中心翅片换热管、外部换热管、烟气出口管、空气进风管，其特征在于：换热器通过异形法兰和膨胀节分隔成内置换热区和外置换热区，其中内置换热区包括有最外层的内部翅片管，内部翅片管左右两端分别与中间换热导管与端部堵头连接，内部翅片管内侧配有不同长度的多个多孔喷流管，每个多孔喷流管两端均配有挡环，多孔喷流管正中心设置有中间导管，中间导管与空气射流管连接。所述的外置换热区从外到内依次为外部空气导管、外部换热管和中心翅片换热管，外置换热区中间设有膨胀节，将其分为两个行程，外部换热管的靠外侧端头连接有烟气出口管，外部空气导管靠内侧一端还连接有空气进风管，中心翅片换热管穿过异形法兰与中间换热导管连接，并在其连接部位的外面设置有烟气导流装置。

在上述方案中，烟气导流装置为耐热钢精密铸造成型，外部设置7根烟气导流板，导流板的尺寸与辐射管精密配合，同时起到支撑换热器本身重量的作用。

在上述方案中，多孔喷流管为数控精加工成型，管壁表面分层均布8-10圈3-4mm环孔，环孔个数可根据喷流管直径进行调整。

在上述方案中，内部翅片管为耐热钢精密铸造成型，外翅片结构设计，翅片沿换热管管壁均匀布置，根据换热管直径调整每圈布置36-54个不等。

在上述方案中，挡环采用精密加工成型，通过对内外径的精确控制来实现多孔喷流管与翅片管以及多孔喷流管与中间导管的精确定位。

在上述方案中，端部堵头采用导流形结构设计，精密铸造成型，通过连续密封焊接与翅片换热管固定。

在上述方案中，空气射流管采用数控精加工成型，通过对预热空气出口的精确控制确保合理的喷出流速。空气射流管弯头从中间导管穿出，与位于多孔喷流管正中心的中间导管焊接固定。

在上述方案中，异形法兰采用不锈钢板加工成型，异形法兰设有支撑板，同时设有与辐射管连接用安装孔，异形法兰与烟气导管连续焊接固定；

在上述方案中，外部空气导管采用无缝钢管加工成型，导管上开有烟气出口管孔、空气进风管孔，空气进风管与外部空气导管焊接固定。

在上述方案中，外部换热管为不锈钢无缝钢管加工成型，左右两端分别与烟气出口管和异形法兰焊接固定，外部换热管上设有支撑。