带有翅片管的辐射管烧嘴换热器制造技术

本实用新型专利技术涉及带有翅片管的辐射管烧嘴换热器，煤气进口管和煤气出口管均伸入烟气导管内部与煤气换热管相通，煤气导管两端封闭且悬空固定在煤气换热管上；煤气换热管和空气导管通过中间堵板相连；空气进风管伸入烟气导管内部后圆滑转为L型并固定在中间堵板上；空气导管往右伸出烟气导管连接内外双翅片结构的翅片换热管，翅片换热管的右端固定堵头；翅片换热管中心的中间导管左端连接L型空气喷流管，空气喷流管向下穿过空气导管；中间导管右端和左端的空气换热区域连通；烟气导管的外部设置烟气出口管。能够用烟气预热空气后对煤气进行预热，通过对燃烧烟气的卷吸回流，大幅提高空气预热温度，减少燃烧产物氮氧化物的排放。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及换热装置
，尤其涉及一种与辐射管烧嘴配套使用、空气和煤气双预热换热装置。
技术介绍
在金属热处理领域，为了避免火焰和产品直接接触或者由于工艺对特殊气氛的需求，采用辐射管进行间接加热的方法已经得到了越来越广泛的应用。辐射管一般采用与之配套的辐射管烧嘴进行加热，通常辐射管烧嘴由换热器和主烧嘴两部分组成。换热器通过对自身烟气的余热回收来预热助燃空气，主烧嘴则通过结构设计来组织空气和煤气燃烧，调节火焰形状，控制辐射管表面温度均匀性。随着辐射管加热技术的发展，在换热器结构的设计上，通常有以下几种型式(I)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°c的烟气温度下，这种换热器能将空气预热到400°C，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的结构型式，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°C的烟气温度下，空气能够预热到500°C以上，排烟温度降到600°C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°C的烟气温度下，空气预热温度能够达到650°C，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，都仅仅只考虑了对助燃空气进行预热，并未考虑对煤气进行预热，在现有辐射管的排烟温度下(500-700°C )，完全能够利用换热后的烟气对煤气进行预热，实现辐射管烧嘴的空煤气双预热。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种空气和煤气双预热、双行程一字型结构、带空气出口喷流卷吸结构的带有翅片管的辐射管烧嘴换热器。本技术为解决上述问题所采用的技术方案是—种带有翅片管的辐射管烧嘴换热器，其特征在于由外往内套设有烟气导管、煤气换热管、煤气导管；煤气进口管和煤气出口管均伸入烟气导管内部与煤气换热管相通，煤气导管两端封闭且悬空固定在煤气换热管上；煤气换热管和右端的空气导管通过中间堵板相连；空气进风管伸入烟气导管内部后圆滑转为L型并固定在中间堵板上，与右侧的空气导管连通；空气导管往右伸出烟气导管连接内外双翅片结构的翅片换热管，翅片换热管的右端固定堵头；翅片换热管中心的中间导管左端连接L型空气喷流管，空气喷流管向下穿过空气导管；中间导管右端和左端的空气换热区域连通；烟气导管的外部设置烟气出口管。按上述技术方案，烧嘴换热器右侧的空气导管可伸入辐射管中的烟气出口管，烟气出口管外径大于翅片换热管和空气导管的外径，并与烟气导管连通。按上述技术方案，空气喷流管的下端喷流口呈锥形缩小。按上述技术方案，煤气换热管通过支撑装置固定在烟气导管内壁。按上述技术方案，翅片沿换热管轴向管壁均匀交错布置，根据换热管直径每圈布置36-54个。按照上述方案，堵头为导流形结构，端盖设有连通翅片换热管和空气导管以及中间导管的流通道，且连续密封焊接与翅片换热管固定。按照上述方案，烟气导管的右端设置与辐射管相连的异形法兰；异形法兰的上端法兰盘短于下端法兰盘，下端法兰盘上设置支撑板，并同时设有与辐射管连接用的安装孔， 异形法兰与烟气导管连续焊接固定。采用上述换热器进行换热时异形法兰与辐射管连接，换热器的空气换热区域装入辐射管内部，翅片换热管与辐射管内壁横向形成烟气通道，空气喷流管的喷流口与助燃空气导管竖向同心，喷流口外缘与辐射管内壁形成卷吸烟气通道；助燃空气从空气进风管进入，通过空气导管并经过空气导管提速后进入翅片换热管，与翅片换热管外侧烟气进行换热后，经过堵头返回并经中间导管流入空气喷流管，通过喷流口高速向辐射管喷出，利用喷射形成的负压对烟气进行卷吸回流后向下进入助燃空气导管，并通过助燃空气导管和主烧嘴的空气通道完成混合后进行燃烧；煤气从煤气进口管进入后，经过煤气导管与煤气换热管间的细长环形通道提速，并通过煤气换热管与烟气导管间的烟气进行换热，换热后的预热煤气则通过煤气出口管送入主烧嘴进行燃烧；燃烧所产生的烟气则依次通过翅片换热管与辐射管内壁间的空气换热侧烟气通道，先在空气换热区域与空气导管内的空气换热，然后进入烟气导管中的煤气换热区域，与煤气换热管中的煤气换热，换热后的烟气从烟气出口管排出。相对于现有技术，本技术的有益效果1、“一字型”或直线型双行程结构换热器设计，通过中间堵板将换热器分隔为空气换热和煤气换热两个部分，实现辐射管烧嘴加热的空煤气双预热；2、预热空气出口喷流结构设计，通过对燃烧烟气的卷吸回流，能够大幅提高空气预热温度，减少燃烧产物氮氧化物的排放，降低污染物的排放；3、空气双翅片管结构换热器与煤气光管结构换热器配合使用，极大的提升了对燃烧烟气显热的回收，排烟温度大幅降低，换热器热效率大幅提高。附图说明图I为本技术实施例的结构示意图；图2为图I的A-A剖视图；图3为空气喷流管与辐射管配套使用的结构示意图；图4为与主烧嘴及辐射管配套使用的结构示意图。图中1_堵头，2-翅片换热管，3-中间导管，4-空气喷流管，5-空气导管，6-中间堵板，7-异形法兰，8-空气进风管，9-烟气导管，10-烟气出口管，11-煤气进口管，12-煤气换热管，13-煤气导管，14-煤气出口管，15-辐射管换热器接口，16-喷流口，17-助燃空气导管，18-换热器，19-辐射管，20-主烧嘴。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。参见图1-4，根据本技术实施的带有翅片管的辐射管烧嘴换热器，为双行程一字型结构、带空气出口喷流卷吸结构的辐射管烧嘴换热器，能够进行空气和煤气双预热。它包括堵头1，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2固定。翅片换热管2为耐热钢精密铸造成型，内外双翅片结构设计，内外翅片沿换热管轴向管壁均匀交错布置，根据换热管直径调整每圈布置36-5 4个不等。翅片换热管2之间采用连续密封焊接固定。空气喷流管4弯头与位于翅片换热管2正中心的中间导管3焊接固定，并向下从空气导管5穿出。空气喷流管4采用数控精加工成型，通过对预热空气出口的弯曲形状、管径及喷出长度精确控制，确保合理的喷出流速。异形法兰7采用不锈钢钢板加工成型，异形法兰7上设有支撑板，同时设有与辐射管19连接用安装孔(如图4所示)，异形法兰7与烟气导管9的端头连续焊接固定；烟气导管9采用无缝钢管加工成型，管壁上垂直设置有烟气出口管10、煤气进口管11、煤气出口管14以及空气进风管8，烟气出口管10与烟气导管9连续焊接固定，空气进风管8呈圆滑L型，L型竖直端从烟气导管9的预留开孔垂直穿入，依次穿过煤气换热管12和最内层的煤气导管13，L型水平端向右穿过煤气导管13右侧堵头并与中间堵板6的左侧中心连接；中间堵板6的外侧边缘与煤气换热管12的内壁焊接固定，中间堵板6右侧的空气导管5内部空间为空气换热区域；煤气进口管11及煤气出口管14各自从烟气导管9的预留开孔垂直穿入并分别与煤气换热管12连接，烟气导管9内侧，从中间堵板6往左的区域为煤气换热区域。煤气换热管12为不锈钢光管结构，煤气换热管12左右两侧均设有堵板，右侧的堵板即为中间堵板6 ;在中间堵板6右侧，煤气换热管12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有翅片管的辐射管烧嘴换热器，其特征在于：由外往内套设有烟气导管、煤气换热管、煤气导管；煤气进口管和煤气出口管均伸入烟气导管内部与煤气换热管相通，煤气导管两端封闭且悬空固定在煤气换热管上；煤气换热管和右端的空气导管通过中间堵板相连；空气进风管伸入烟气导管内部后圆滑转为L型并固定在中间堵板上，与右侧的空气导管连通；空气导管往右伸出烟气导管连接内外双翅片结构的翅片换热管，翅片换热管的右端固定堵头；翅片换热管中心的中间导管左端连接L型空气喷流管，空气喷流管向下穿过空气导管；中间导管右端和左端的空气换热区域连通；烟气导管的外部设置烟气出口管。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，郑剑辉，徐少春，沈小军，
申请(专利权)人：中冶南方武汉威仕工业炉有限公司，
类型：实用新型
国别省市：