一种燃气辐射管换热器制造技术

本发明专利技术提供一种燃气辐射管换热器，属于换热器技术领域。该装置位于辐射管排烟段，包括腔体、导流装置、换热管簇、引射装置及排烟弯管，腔体设有助燃空气进口和各处对应的连接法兰，导流装置包括密封壳体、烟气入口端板、烟气出口端板和折流板，换热管簇由数根换热细管组成，引射装置由引射喷咀和引射管与换热器的腔体有机结合形成，引射装置包括引射烟气进口、收缩管、喉管及扩散管，引射装置一端设有助燃空气出口，换热器一端即烟气入口端板处为烟气进口，连通换热管簇，换热器另一端即腔体的端部设有烟气排出口，助燃空气进口和引射管设在腔体的对侧壁上。本发明专利技术提高了换热器的换热效率，提高热回收率，达到节能减排的目的。达到节能减排的目的。达到节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气辐射管换热器


[0001]本专利技术涉及换热器
，特别是指一种燃气辐射管换热器。

技术介绍

[0002]在金属热处理、工业干燥等过程中，随着产品质量和性能要求的不断提高，辐射管这种间接加热技术在工业炉等实际应用领域得到了越来越广泛的应用，特别地，对于辐射管余热回收、污染排放、加热质量和燃烧控制精度的要求也越来越高，而为了进一步提高燃烧效率，降低能耗，辐射管换热装置的需求也越来越大。
[0003]辐射管换热器是辐射管的重要部件之一，其综合性能要求是在正常工作情况下，达到尽可能高的空气预热温度和尽可能低的烟气排放温度。常见的辐射管换热器分为自身预热式的辐射管烧嘴换热器和非自身预热式的辐射管换热器。国内外对辐射管换热器的性能研究已有很多成果，旨在提高辐射管换热器的换热效率，大部分都是围绕改进辐射管换热器的结构来展开研究，比如在换热器的换热管壁外增加翅片强化传热，或通过换热表面涂敷特殊材料来提高换热器表面的换热系数，或通过增加换热行程延长换热时间，或通过在换热表面增加麻面的方式来增强化热效果。尽管有的辐射管换热器换热壁面面积有所增大，但存在其结构复杂、辐射管内有限空间利用率低、换热器换热比表面积不高、换热器行程设计不合理而造成一定流动死区等问题，导致在实际生产应用中鲜有推广应用，尤其缺乏换热性能较好的辐射管换热器。
[0004]因此，在准确匹配辐射管功率的前提条件下，需要针对如何有效地增加换热比表面积、增加换热行程、优化辐射管换热器结构等做更加深入的研究。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提出一种燃气辐射管换热器，该换热器能够有效地提高换热效果、提高助燃空气的预热温度、降低污染排放，具有高换热面积、换热效率高、制作成本低、制造安装方便等优点。
[0006]该装置包括腔体、导流装置、换热管簇、引射装置及排烟弯管，腔体设有助燃空气进口和各处对应的连接法兰，腔体内部设有中心空气换热管及换热管簇，导流装置包括密封壳体、烟气入口端板、烟气出口端板和折流板，换热管簇由数根换热细管组成，引射装置由引射喷咀和引射管与换热器的腔体有机结合形成，引射管一端连接引射喷咀，另一端为助燃空气出口，引射喷咀连接中心空气换热管，中心空气换热管四周设置换热管簇，换热管簇包裹在密封壳体内，换热管簇两端分别设置烟气入口端板和烟气出口端板，烟气入口端板处为烟气进口，换热管簇的细管之间设置折流板，腔体通过排烟弯管连接烟气排出口，助燃空气进口和引射管设在腔体的对侧壁上。
[0007]引射管包括引射烟气进口、收缩管、喉管及扩散管，引射烟气进口、收缩管、喉管及扩散管按烟气流向依次布置，扩散管处设有助燃空气出口。
[0008]辐射管换热器的烟气为一行程，烟气由烟气进口流入换热管簇，换热后烟气的一
部分(一般为5-50％)由热空气引射管引射进入空气通道,并与空气混合由助燃空气出口排出,其余烟气从排出口排出；换热器的助燃空气为多行程，助燃空气由助燃空气进口流入换热器，与换热管簇中的烟气进行一次逆流换热，经折流板折返至烟气入口端板后汇流到中心空气换热管中，接着与前段行程的空气进行二次逆流换热，预热后的助燃空气从助燃空气出口排出。
[0009]换热管簇的换热细管不少于三根，换热细管的排布方式为同心圆排列、正方形排列或正三角形排列中的一种，换热管簇为耐热合金钢制成的直管或螺旋波纹管。折流板为包含穿孔的弓形折流板、螺旋折流板或圆盘-圆环形折流板中的一种，需保证换热细管能够穿过。
[0010]中心空气换热管和腔体为同轴分布，中心空气换热管直管端部与烟气入口端板之间留有适当距离，中心空气换热管分为弯管段和直管段，直管段的中心线与密封壳体的中心线重合，弯管段的弯曲半径根据腔体内径而定，一般弯管段的弯曲半径为直管段直径的1-5倍。
[0011]引射喷咀与引射管均为可拆卸装置，且收缩管、喉管、扩散管的具体结构设计满足足够的引射系数；引射喷咀与引射管同轴。
[0012]引射管与腔体之间采用螺纹连接，中心空气换热管和引射喷咀之间采用螺纹连接，便于调节引射喷咀与引射烟气进口之间距离，由于喷射形成负压，助燃空气抽吸一定烟气量，使得辐射管烧嘴在运行过程中实现了烟气自循环，有利于燃烧器实现低氧燃烧，降低污染物排放，引射喷咀管口直径不大于中心空气换热管的直径。
[0013]密封壳体外径小于辐射管内径,中心空气换热管的外径不大于3/4倍的密封壳体外径，换热细管的外径大于等于6mm。
[0014]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0015]1、本专利技术的燃气辐射管换热器，通过设计换热管簇，大幅增加了有效换热面积，并在其内外避免涂敷ZS耐高温远红外辐射涂料，提高了换热系数，达到了强化换热的效果。
[0016]2、在本专利技术中，换热管簇和中心空气换热管的结构设计，使得助燃空气先与烟气逆流换热，后又与前段行程的空气进行二次换热，大大增加了空气的换热行程和换热时间，提高了空气侧的换热系数，整体上提高了换热器的换热效率。
[0017]3、在本专利技术中，设计了科学合理的可拆装的引射喷咀和引射管，实现了助燃热空气抽吸一定烟气量，使得辐射管烧嘴在运行过程中实现了烟气自循环，既有利于燃烧器实现低氧燃烧，又可以提高热回收率，达到节能减排的目的。
附图说明
[0018]图1为本专利技术装置的正视剖视图，图中箭头所示为助燃空气的流向；
[0019]图2为本专利技术装置的左视图；
[0020]图3为本专利技术装置的俯视图；
[0021]图4为本专利技术装置的立体结构示意图；
[0022]图5为本专利技术装置与辐射管燃烧装置配套使用的结构示意图。
[0023]其中：1-烟气排出口，2-排烟弯管，3-腔体，4-中心空气换热管，5-助燃空气进口，6-密封壳体，7-换热管簇，8-引射喷咀，9-引射管，9.1-引射烟气进口，9.2-收缩管，9.3-喉
管，9.4-扩散管，10-助燃空气出口，11-烟气出口端板，12-折流板，13-烟气入口端板，14-烟气进口，15-烧嘴，16-辐射管。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0025]本专利技术提供一种燃气辐射管换热器。
[0026]如图1、图2、图3及图4所示，该装置包括腔体3、导流装置、换热管簇7、引射装置及排烟弯管2，腔体3设有助燃空气进口5和各处对应的连接法兰，腔体3内部设有中心空气换热管4及换热管簇7，导流装置包括密封壳体6、烟气入口端板13、烟气出口端板11和折流板12，换热管簇7由数根换热细管组成，材质为耐高温合金钢；引射装置是由引射喷咀8和引射管9与腔体3有机结合而形成的，引射管9由引射烟气进口9.1、收缩管9.2、喉管9.3、扩散管9.4组成，在扩散管9.4管端设有助燃空气出口10。换热器的一端即烟气入口端板13处为烟气进口14，连通换热管簇7；换热器的另一端即排烟弯管2的端部设有烟气排出口1，连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气辐射管换热器，其特征在于：包括腔体(3)、导流装置、换热管簇(7)、引射装置及排烟弯管(2)，腔体(3)设有助燃空气进口(5)和各处对应的连接法兰，腔体(3)内部设有中心空气换热管(4)及换热管簇(7)，导流装置包括密封壳体(6)、烟气入口端板(13)、烟气出口端板(11)和折流板(12)，引射装置包括引射喷咀(8)和引射管(9)，引射管(9)一端连接引射喷咀(8)，另一端为助燃空气出口(10)，引射喷咀(8)连接中心空气换热管(4)，中心空气换热管(4)四周设置换热管簇(7)，换热管簇(7)包裹在密封壳体(6)内，换热管簇(7)两端分别设置烟气入口端板(13)和烟气出口端板(11)，烟气入口端板(13)处为烟气进口(14)，换热管簇(7)的细管之间设置折流板(12)，腔体(3)通过排烟弯管(2)连接烟气排出口(1)，助燃空气进口(5)和引射管(9)设在腔体(3)的对侧壁上。2.根据权利要求1所述的燃气辐射管换热器，其特征在于：所述引射管(9)包括引射烟气进口(9.1)、收缩管(9.2)、喉管(9.3)及扩散管(9.4)，引射烟气进口(9.1)、收缩管(9.2)、喉管(9.3)及扩散管(9.4)按烟气流向依次布置，扩散管(9.4)处设有助燃空气出口(10)。3.根据权利要求1所述的燃气辐射管换热器，其特征在于：所述辐射管换热器的烟气为一行程，烟气由烟气进口(14)流入换热管簇(7)，换热后烟气的一部分由热空气引射管(9)引射进入空气通道,并与空气混合由助燃空气出口(10)排出,其余烟气从排出口(1)排出；换热器的助燃空气为多行程，助燃空气由助燃空气进口(5)流入换热器，与换热管簇(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊小，樊欢豹，徐钱，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：