一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、螺旋管换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，具有隔热外包覆的热风管道的另一端与螺旋管换热器的纵向出气口连接；所述螺旋管换热器还包括有横向管道和纵向进气口，所述横向管道与锅炉的烟气出口连接，所述纵向进气口与所述鼓风机连接。本实用新型专利技术结构简单、实用性强，不受锅炉房空间高度的限制，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度、相比传统燃烧器能提高5-8％的燃料利用率，减少环境污染。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本实用 新型涉及燃油、燃气工业燃烧器，尤其涉及一种具有螺旋管换热器的预热式燃油、燃气工业燃烧器。
技术介绍
燃油、燃气热煤载体炉一直来以高排烟温度运行，排烟温低则330-350°C，高则超过400°C，如此高的排烟温度，从烟道中带走较大的热量，一不利于提高燃油燃气热煤运行效率，能源利用率低，二不利于现场及周边环境环保，三不利于燃油、燃气热煤炉房的操作。 现有的燃油、燃气工业燃烧器大多直接采用常温下的空气预燃料直接进行配比进入燃烧室，这样会导致燃料的部分热值在加热空气的过程中白白损耗。今年来，已有开始有利用排烟余热加热空气的研究，但限于燃烧器的耐热程度和换热器的效率限制，大部分研究成果的空气预热温度很难达到200°C，排烟余热还可以进一步利用。与本专利技术相关的现有技术一国内专利号为“201120141703. 8”的“一种空气预热式燃烧器”提出一种空气预热式燃烧器结构，通过一个与锅炉烟气出口竖直安装的三流程换热器，利用锅炉烟气余热加热空气，使进入燃烧器的一次空气达到200°C以上的高温。上述技术能较高效地利用烟气余热，充分加热空气，但该技术的三流程换热器安装时会受到锅炉房高度的限制，导致其适用场合受限；此外，该技术利用的三流程换热器可进行改进，进一步提高换热效率，减小换热器尺寸。
技术实现思路
为解决上述中存在的问题与缺陷，本技术提供了一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器。所述技术方案如下一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、螺旋管换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，具有隔热外包覆的热风管道的另一端与螺旋管换热器的纵向出气口连接；所述螺旋管换热器还包括有横向管道和纵向进气口，所述横向管道与锅炉的烟气出口连接，所述纵向进气口与所述鼓风机连接。本技术提供的技术方案的有益效果是结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度、相比传统燃烧器能提高5-8%的燃料利用率，减少环境污染；其中换热器的烟气管道采用波纹管螺旋缠绕结构，极大地改变烟气的流动形态，形成强烈的湍流效果，并通过增大热交换表面积的方式，大大减少壁面处传热阻力，具有传热效率高、体积小、重量轻、占地面积小及安装维护方便等优点；此外，横向安装换热器，对降低锅炉房高度的限制，使预热式燃烧器几乎可以使用在任何锅炉房。附图说明图1是具有螺旋管换热器的预热式燃烧器的结构及运行状态图；图2是螺旋管换热器工作流程示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述如图1所示，展示了本技术的结构，包括耐热材料制成的燃烧器本体1、具有隔热外包覆的热风管道2、螺旋管换热器3及鼓风机4 ；所述燃烧器本体通过法兰盘7安装在锅炉本体6上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，具有隔热外包覆的热风管道的另一端与螺旋管换热器的纵向出气口连接；所述螺旋管换热器还包括有横向管道和纵向进气口，所述横向管道与锅炉的烟气出口 5连接，所述纵向进气口与所述鼓风机连接。上述燃烧器本体包括燃料阀门、燃料管道、燃料喷嘴、风门、控制连杆、点火器和火焰探测器。燃烧器本体的外围连接有风门控制伺服电机，并且该风门控制伺服电机与燃烧器本体之间具有隔阻热传导的隔热层。所述螺旋管换热器和鼓风机安装于锅炉烟气出口处，且螺旋管换热器的烟气通道由波纹管螺旋缠绕结构的管束组成。上述螺旋管换热器和鼓风机安装于锅炉烟气出口处，利用锅炉烟气的余热将空气加热，然后通过具有隔热外包覆的热风管道送入燃烧器本体。燃烧器本体的壳体及附属部件均采用耐热材料制成，能承受400°C的高温而不变形损坏；上述热风管道采用隔热式外包覆方式可减少热风空气热量辐射；连接燃烧器本体外围的风门控制伺服电机与燃烧器本体之间具有的隔热垫层隔阻热传导。上述螺旋管换热器安装于锅炉烟气出口处，使锅炉烟气在换热器中沿着螺旋状的波纹管做螺旋状横向冲刷，经鼓风机送入的空气在换热器中做纵向的三流程冲刷，使热交换过程达到动平衡。螺旋管换热器的烟气管道采用波纹管螺旋缠绕结构，波纹管包括一根或多根，可极大地改变烟气的流动形态，形成强烈的湍流效果，并通过增大热交换表面积的方式，大大减少壁面处传热阻力，烟气在螺旋状的波纹管管内做螺旋状横向冲刷；空气在管外纵向冲刷螺旋状的波纹管管壁。上述具有螺旋管换热器的预热式燃烧器的工作流程为前吹扫，启动鼓风机，往锅炉炉膛送入至少5倍炉膛体积的空气；启动燃料阀门，使燃料和空气同时进入炉膛，点火； 锅炉正常运作后，烟气余热与进气空气在螺旋管换热器中达到动态热平衡；切断燃料阀门，后吹扫，继续往锅炉炉膛送入至少5倍炉膛体积的空气，关闭鼓风机。上述空气预热式燃烧器的换热器的传热过程由5部分组成1、烟气在波纹管的管内对管壁的放热过程；2、波纹管的内管壁污垢的热阻过程；3、从波纹管的内管壁到波纹管的管外壁的导热过程；4、波纹管的外管壁污垢的热阻过程；5、波纹管的管外壁和波纹管的管外空气的对流换热过程。设烟气到管内壁的放热系数为α (单位W/m2· °C )、烟气侧污垢层的厚度为 δ h(单位m)、烟气侧污垢层的导热系数为λ h(单位W/m · V )、烟气金属管壁的厚度为 δ g(单位m)、烟气金属管壁的导热系数为λ g(单位W/m · V )、空气侧污垢层的厚度为 S s(单位m)、空气侧污垢层的导热系数为λ s(单位W/m · V )、管外壁到管外空气的放热系数为β (单位W/m2-0C),则烟气侧的热阻为1 (单位m2 · V /W)、烟气侧污秽层的热阻为^ (单位m2 · V /W)、管内壁到管外壁的热阻为/ (单位m2 · V /W)、空气侧污秽层的热阻为f (单位m2 · V /W)、空气侧的热阻为i (单位m2 · V /W)，最终可得到换热器总 KP传热系数k用下式表示权利要求1.一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、螺旋管换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，具有隔热外包覆的热风管道的另一端与螺旋管换热器的纵向出气口连接；所述螺旋管换热器还包括有横向管道和纵向进气口，所述横向管道与锅炉的烟气出口连接，所述纵向进气口与所述鼓风机连接。2.根据权利要求1所述的具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器本体包括燃料阀门、燃料管道、燃料喷嘴、风门、控制连杆、点火器和火焰探测器。3.根据权利要求1所述的具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，其特征在于，燃烧器本体的外围连接有风门控制伺服电机，并且该风门控制伺服电机与燃烧器本体之间具有隔阻热传导的隔热层。4.根据权利要求1所述的具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，其特征在于，所述螺旋管换热器和鼓风机安装于锅炉烟气出口处，且螺旋管换热器的烟气通道由波纹管螺旋缠绕结构的管束组成。专利摘要本技术公开了一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，包括耐热材料制成的燃烧器本本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有螺旋管换热器的预热式燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括耐热材料制成的燃烧器本体、具有隔热外包覆的热风管道、螺旋管换热器及鼓风机；所述燃烧器本体通过法兰盘安装在锅炉本体上，且燃烧器本体的空气进气口的一端与所述具有隔热外包覆的热风管道一端连接，具有隔热外包覆的热风管道的另一端与螺旋管换热器的纵向出气口连接；所述螺旋管换热器还包括有横向管道和纵向进气口，所述横向管道与锅炉的烟气出口连接，所述纵向进气口与所述鼓风机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培凯，冷飞跃，庄智勇，
申请(专利权)人：广东万方意高能源设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81