一种烟气空气热交换器以及运用该交换器的二次预热烧嘴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种烟气空气热交换器以及运用该交换器的二次预热烧嘴，热交换器包括外壳、烟气流通通道、空气流通通道，烟气流通通道形成于一烟气管中，烟气管为螺旋扁管，外壳内设置有空气管，烟气管设置于空气管内，烟气管与空气管之间预留间隙以形成空气流通通道，外壳为圆柱状中空管，一烟气管与一空气管形成一换热管组，换热管组设置多条，多条换热管组绕烟气空气热交换器横截面的中心均布，多条烟气流通通道对烟气分流、多条空气流通通道对空气分流，利用烟气的余热同时对多条空气管内的空气进行预热，提高燃气的燃烧效率，充分利用烟气余热，节能环保，烟气在螺旋扁管中流动，换热效果好，压力损失小，烟气的排放效率高。

A flue gas air heat exchanger and a secondary preheating burner using the exchanger

【技术实现步骤摘要】
一种烟气空气热交换器以及运用该交换器的二次预热烧嘴
本技术涉及窑炉燃烧
，具体涉及一种烟气空气热交换器以及运用该交换器的二次预热烧嘴。
技术介绍
热交换器是运用于高温流体(气体或液体)向低温流体传递热量交换的装置，根据作用不同，其可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，换热方式有：混合式、间壁式以及蓄热式，其中，间壁式还包括沉浸式、喷淋式、套管式、板式、管壳式、双管板等。烟气空气热交换器是运用于工业燃烧炉中利用燃烧废气对助燃空气进行预热的装置。现有技术中，公告号为CN101655239A的中国专利技术专利公开了一种陶瓷高效空气自身预热式燃烧器，包括陶瓷空气导管和安装在其内的燃气管、点火电极、陶瓷燃烧腔室，所述陶瓷燃烧腔室置于陶瓷空气导管前端开口处，燃气管和点火电极前端伸入至陶瓷燃烧腔室内，所述陶瓷空气导管后端外部套装有带空气进气口的进空气壳体，位于陶瓷空气导管外套装有陶瓷换热器，该陶瓷换热器外表面设有多个凹凸状小球面或多组凹凸状翅片，其内壁与陶瓷空气导管外壁之间的间隙同空气壳体相通，位于陶瓷换热器外还套装有陶瓷烟气导管，所述陶瓷烟气导管后端开有烟气出口。该专利技术虽然能利用烟气通过陶瓷换热器外表面的多个凹凸状小球面或多组凹凸状翅片对空气进行预热，从而提高燃料的燃烧效率，但因凹凸状小球面或凹凸状翅片会对烟气的排放造成一定的阻碍，从而在使用过程中会出现烟气排放不畅通的现象，并且因热量的传递是通过陶瓷换热器外表面的烟气传递至陶瓷换热器内表面的空气，因此，与陶瓷换热器表面接触的空气、烟气的换热效果较好，而远离陶瓷换热器外表面的烟气的换热效果不佳、远离陶瓷换热器内表面的加热效果不佳，因此，将导致部分排出的烟气仍会携带残余热量排走，造成资源浪费，而远离陶瓷换热器内表面的空气仅能通过已加热的空气进行热传递，导致整体加热后的空气温度分布不够均匀，因此，烧嘴中的烟气空气换热部分仍具有改进的空间。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的第一目的在于提供一种烟气空气热交换器，其包括外壳、烟气管、空气管，该烟气空气热交换器能充分利用烟气的预热对空气进行预热且减少对烟气排放效率的影响，具有换热效果好、烟气排放阻力小的优点，节能环保。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案如下：一种烟气空气热交换器，包括外壳，所述外壳内设置有烟气流通通道以及空气流通通道，所述烟气流通通道形成于一烟气管中，所述烟气管为螺旋扁管，所述外壳内设置有空气管，所述烟气管设置于所述空气管内，所述烟气管与所述空气管之间预留间隙以形成所述空气流通通道，所述外壳为圆柱状中空管，所述烟气管以及所述空气管的中心线均与所述外壳的旋转轴线平行，所述外壳两端的端部分别设置有烟气进气口、烟气出气口，所述外壳上的外表面上设置有空气进气口以及空气出气口，所述空气进气口、烟气出气口分别靠近所述外壳两端的端部设置，一所述烟气管与一空气管形成一换热管组，所述换热管组设置多条，多条所述换热管组绕烟气空气热交换器横截面的中心均布，多条所述换热管组中，所有的所述烟气管的一端均与所述烟气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通，所有的所述空气管的一端均与所述空气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通。通过这样设置，携带余热的烟气由烟气进气口进入烟气空气热交换管中，烟气通过多条烟气管分流，在多条不同的烟气管中同时流动，空气通过空气进气口进入烟气空气热交换管中，并通过多条空气管进行分流，进入多条不同的空气流通通道中，因烟气管在空气管内，且烟气管为螺旋扁管，从而空气流通通道内的空气将烟气管包裹，烟气在烟气管排出时呈螺旋状的气流，从而有利于烟气将余热充分地通过烟气管壁传递至空气流通通道内的空气，对空气进行预热，使得烟气与空气的换热效果更好，减少排放的烟气存留余热而造成资源浪费；此外，烟气在螺旋扁管中流动压力损失小，排放较快；通过多条烟气管的分流作用，对流进的空气分流同时加热，有利于提高空气的预热效率；采用圆柱状中空管状的外壳，有利于缩短空气的进程，便于与窑炉烧嘴配合使用，及时为烧嘴补充空气。作为优选，所述空气进气口位于所述烟气出气口的一侧，所述空气出气口位于所述烟气进气口的一侧。通过这样设置，空气通过空气进气口进入烟气空气热交换管后向空气出气口流动，烟气通过烟气进气口进入烟气空气热交换管内后向烟气出气口流动，从而烟气管内的烟气与空气流通通道内空气的流动方向相反，烟气、空气呈逆向流动，有利于烟气与空气的充分换热。作为优选，所述烟气管的横截面为椭圆，所述空气管的横截面为圆形，同一截面上，所述烟气管的烟气流通面积A1与所述空气管的空气流通面积A2的面积之比满足：A1：A2＝1：(0.7～1)。通过这样设置，烟气管的烟气流通面积A1与空气管的空气流通面积A2之比为1：(0.7～1)，从而同一时间段内，通过烟气管的烟气体积大于或等于空气管通过的空气体积，即烟气的流量大于或等于空气的流量，有利于烟气的余热向空气传递，对进入烟气空气热交换器的空气进行预热。作为优选，所述螺旋扁管的导程St为100mm～200mm，所述螺旋扁管横截面的短轴b与长轴a之比为0.6～0.75。通过这样设置，有利于延长烟气的流通路径，使得烟气在烟气管流动过程的紊乱程度较佳。作为优选，所述空气管与与外壳保留间隙，所述外壳的内壁上设置有隔热填充物。通过这样设置，通过隔热填充物对空气通道与烟气空气交换管的外壁进行隔离，从而对第一次预热后的空气进行保温，减少热量的散失。作为优选，所述隔热填充物为陶瓷纤维隔热棉。通过这样设置，通过陶瓷纤维隔热棉达到保温的目的。作为优选，烟气空气热交换器位于所述烟气进气口处设置有第一连接口，烟气空气热交换器位于所述烟气出气口处设置有第二连接口，所述第一连接口与所述第二连接口适配，烟气热交换器位于所述空气出气口处设置有连接管。通过这样设置，当烟气温度较高时，根据需要可增加烟气空气热交换器的数量，延长烟气空气的交换的路程，尽可能多地利用烟气对空气进行预热，减少余热的浪费，拼接时，两烟气空气热交换器通过第一连接口与第二连接口插接，将两烟气空气热交换器的烟气流通通道连通，再通过连接管将两烟气空气热交换器的空气出气口与空气进气口连通，将两烟气空气热交换器的空气流通通道连通，拼接方便。基于同一专利技术构思，本技术的第二目的在于提供一种二次预热烧嘴，包括上述的烟气空气热交换器。通过这样设置，采用上述的烟气空气热交换器，二次预热烧嘴能充分利用燃气燃烧后的预热对助燃的空气进行预热，从而提高烧嘴内燃气的燃烧效率，节能环保。相对于现有技术，本技术取得了有益的技术效果：1、通过设置多条烟气流通通道对烟气进行分流，设置多条空气流通通道对空气进行分流，从而可利用进入烟气空气热交换器中的烟气的余热同时对多条不同空气管内的空气进行预热，加热后的空气有助于提高后续燃气的燃烧效率，从而对烟气的余热充分利用，减少烟气余热资源的浪费，节能环保，并且烟气在螺旋扁管中流动，换热效果好，并且压力损失小，烟气的排放效率高。2、通过合理设置烟气管与空气管的截面比例、以及螺旋扁管的参数，增加烟气在烟气管中的流动长度，延长对空气的加热时间，提高烟气与空气的换热效果。3、通过在通气通道与烟气空气热交换器之间的空隙之间设置隔热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气空气热交换器，包括外壳，所述外壳内设置有烟气流通通道以及空气流通通道，其特征在于，所述烟气流通通道形成于一烟气管中，所述烟气管为螺旋扁管，所述外壳内设置有空气管，所述烟气管设置于所述空气管内，所述烟气管与所述空气管之间预留间隙以形成所述空气流通通道，所述外壳为圆柱状中空管，所述烟气管以及所述空气管的中心线均与所述外壳的旋转轴线平行，所述外壳两端的端部分别设置有烟气进气口、烟气出气口，所述外壳上的外表面上设置有空气进气口以及空气出气口，所述空气进气口、烟气出气口分别靠近所述外壳两端的端部设置，一所述烟气管与一空气管形成一换热管组，所述换热管组设置多条，多条所述换热管组绕烟气空气热交换器横截面的中心均布，多条所述换热管组中，所有的所述烟气管的一端均与所述烟气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通，所有的所述空气管的一端均与所述空气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通。

【技术特征摘要】
1.一种烟气空气热交换器，包括外壳，所述外壳内设置有烟气流通通道以及空气流通通道，其特征在于，所述烟气流通通道形成于一烟气管中，所述烟气管为螺旋扁管，所述外壳内设置有空气管，所述烟气管设置于所述空气管内，所述烟气管与所述空气管之间预留间隙以形成所述空气流通通道，所述外壳为圆柱状中空管，所述烟气管以及所述空气管的中心线均与所述外壳的旋转轴线平行，所述外壳两端的端部分别设置有烟气进气口、烟气出气口，所述外壳上的外表面上设置有空气进气口以及空气出气口，所述空气进气口、烟气出气口分别靠近所述外壳两端的端部设置，一所述烟气管与一空气管形成一换热管组，所述换热管组设置多条，多条所述换热管组绕烟气空气热交换器横截面的中心均布，多条所述换热管组中，所有的所述烟气管的一端均与所述烟气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通，所有的所述空气管的一端均与所述空气进气口连通，另一端均与所述烟气出气口连通。2.一种根据权利要求1所述的烟气空气热交换器，其特征在于，所述空气进气口位于所述烟气出气口的一侧，所述空气出气口位于所述烟气进气口的一侧。3.一种根据权利要求1或2所述的烟气空气热交换器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政武，杨启鹏，
申请(专利权)人：广州威茨热能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44