CN101943405B - 一种节能辐射管组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种节能辐射管组件，用以解决现有技术使辐射管排出的烟气温度较高，能源利用率低的问题。该节能辐射管组件包括辐射管，还包括一次换热器和二次换热器，其中一次换热器，用于接收并排出由二次换热器导入的烟气，导入空气，利用烟气的热量对空气进行第一次预热，并将第一次预热后的空气导出至二次换热器，其中，烟气由辐射管排出；二次换热器，用于将烟气导入一次换热器，接收第一次预热后的空气，利用烟气的热量对第一次预热后的空气进行第二次预热，并将第二次预热后的空气导出至辐射管的烧嘴助燃空气入口。该技术方案降低了排烟温度，提高了能源利用率和辐射管加热效能。

Description

一种节能辐射管组件

技术领域

本发明涉及工业炉窑技术领域，特别涉及一种节能辐射管组件。

背景技术

在冶金板带连退生产线，热镀锌、热镀铝、热镀铝锌硅生产线和其它需要与燃气隔离加热的场合中，通常采用辐射管加热。燃气(即气体燃料)在辐射管内燃烧，通过管壁辐射达到间接加热产品的目的。

现有辐射管的形式可分为直单管、U型管和W形管等。辐射管的类型可分为非再循环辐射管和再循环辐射管。除了非再循环单端辐射管外，其它非再循环辐射管的一端通常都设置有燃烧器，另一端有烟气排出口。现有技术利用辐射管排出的烟气，对输入到辐射管内用来助燃的空气进行一次预热，空气预热后的温度最高仅为300度左右，使得燃气燃烧时温度比较低，辐射器的加热效能比较低；而烟气对空气进行一次预热，也使烟气仅得到一次放热，排出去的烟气温度比较高。

可见，现有技术使辐射管排出的烟气温度较高，能源利用率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种节能辐射管组件，用以解决现有技术使辐射管排出的烟气温度较高，能源利用率较低的问题。

本发明实施例提供一种节能辐射管组件，包括辐射管，还包括一次换热器和二次换热器，其中：

所述一次换热器，用于接收并排出由所述二次换热器导入的烟气，导入空气，利用所述烟气的热量对所述空气进行第一次预热，并将所述第一次预热后的空气导出至所述二次换热器，其中，所述烟气由所述辐射管排出；

所述二次换热器，用于将所述烟气导入所述一次换热器，接收所述第一次预热后的空气，利用所述烟气的热量对所述第一次预热后的空气进行第二次预热，并将所述第二次预热后的空气导出至所述辐射管的烧嘴助燃空气入口。

所述一次换热器包括：

双层管，包括内管和外管，其中：

所述外管为第一空气管，具有第一空气入口和第一空气出口，用于导入空气；

所述内管为第一烟气管，具有第一烟气入口和第一烟气出口，用于接收并排出由所述二次换热器导入的所述烟气，并利用所述烟气的热量对导入所述第一空气管的空气进行第一次预热；

所述第一空气管，还用于将所述第一次预热后的空气导出至所述二次换热器。

所述一次换热器包括：

双层管，包括内管和外管，其中：

所述内管为第一空气管，具有第一空气入口和第一空气出口，用于导入空气；

所述外管为第一烟气管，具有第一烟气入口和第一烟气出口，用于接收并排出由所述二次换热器导入的所述烟气，并利用所述烟气的热量对导入所述第一空气管的空气进行第一次预热；

所述第一空气管，还用于将所述第一次预热后的空气导出至所述二次换热器。

所述二次换热器包括：

第二烟气管，具有第二烟气入口和第二烟气出口，所述第二烟气入口连通所述辐射管的烟气出口，所述第二烟气出口连通所述第一烟气入口；

第二空气管，具有第二空气入口和第二空气出口，所述第二空气入口连通所述第一空气出口，所述第二空气出口连通所述辐射管的烧嘴助燃空气入口，所述第二空气管的中间部分管道为弯管道，所述弯管道位于所述辐射管的烟气出口端内部。

所述第一空气入口设置于所述第一空气管的侧面。

所述第二空气管在所述第二空气出口与所述弯管道之间的部分管道为波纹管。

所述的节能辐射管组件，还包括：

燃气输入管，用于将燃气导入所述辐射管的燃气入口；

烧嘴，用于将所述第二次预热后的空气和燃气进行混合燃烧。

所述烧嘴上设置有点火器、火焰探测器和窥视孔。

所述辐射管为U型辐射管或W型辐射管。

本发明实施例提供的节能辐射管组件利用一次换热器和二次换热器，使烟气得到了两次放热，与现有技术只能使烟气得到一次放热相比，降低了排烟温度，有利于环保节能；在烟气得到两次放热的同时，空气得到了两次预热，与现有技术只能使空气得到一次预热相比，提高了空气预热后的温度，使得燃气的燃烧温度较高，从而提高了能源利用率和辐射管加热效能。

附图说明

图1A为本发明实施例节能辐射管组件的正视图；

图1B为图1A中节能辐射管组件的俯视图；

图2A为本发明实施例节能辐射管组件的第二种正视图；

图2B为图2A中节能辐射管组件的俯视图；

图2C为本发明实施例节能辐射管组件的第三种俯视图；

图2D为本发明实施例烧嘴25的结构示意图；

图3A为本发明实施例节能辐射管组件的第四种正视图；

图3B为图3A中节能辐射管组件的俯视图；

图3C为本发明实施例节能辐射管组件的第五种俯视图。

具体实施方式

为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提供了节能辐射管组件。

如图1A-1B所示，本发明实施例提供了一种节能辐射管组件，包括辐射管1，还包括一次换热器2和二次换热器3，其中：

一次换热器2，用于接收并排出由二次换热器3导入的烟气，导入空气，利用烟气的热量对空气进行第一次预热，并将第一次预热后的空气导出至二次换热器3，其中，烟气由辐射管1排出；

二次换热器3，用于将烟气导入一次换热器2，接收第一次预热后的空气，利用烟气的热量对第一次预热后的空气进行第二次预热，并将第二次预热后的空气导出至辐射管1的烧嘴助燃空气入口。

图1A-1B中，最长的箭头表示空气的流向，最短的箭头表示烟气的流向。

可见，本发明实施例提供的节能辐射管组件利用一次换热器和二次换热器，使烟气得到了两次放热，与现有技术只能使烟气得到一次放热相比，降低了排烟温度，有利于环保节能；在烟气得到两次放热的同时，空气得到了两次预热，与现有技术只能使空气得到一次预热相比，提高了空气预热后的温度(实验证明，在同种热值燃料的情况下，空气预热后的温度比现有技术提高了300度以上)，使得燃气的燃烧温度较高，从而提高了能源利用率和辐射管加热效能。

其中，一次换热器2和二次换热器3可以是能够实现上述功能的任何结构形式，下面以两个具体实施例来说明：

实施例一

如图2A-2B所示，本实用新型实施例提供的一种节能辐射管组件，包括辐射管21、一次换热器22和二次换热器23，其中：

一次换热器22包括：双层管，包括内管和外管，其中：

外管为第一空气管222，具有第一空气入口和第一空气出口，用于导入空气；

内管为第一烟气管221，具有第一烟气入口和第一烟气出口，用于接收并排出由二次换热器23导入的烟气，并利用烟气的热量对导入第一空气管222的空气进行第一次预热；

第一空气管222，还用于将第一次预热后的空气导出至二次换热器23。

二次换热器23包括第二烟气管231和第二空气管232，其中：

第二烟气管231，具有第二烟气入口和第二烟气出口，第二烟气入口连通辐射管21的烟气出口，第二烟气出口连通第一烟气入口；

第二空气管232，具有第二空气入口和第二空气出口，第二空气入口连通第一空气出口，第二空气出口连通辐射管21的烧嘴助燃空气入口，第二空气管232的中间部分管道为弯管道，弯管道位于辐射管21的烟气出口端内部。

上述节能辐射管组件，还可以包括：

燃气输入管24，用于将燃气导入辐射管21的燃气入口；

烧嘴25，用于将第二次预热后的空气和燃气进行混合燃烧。

第一空气入口2221可以设置于第一空气管222的侧面。

辐射管21可以为U型辐射管或W型辐射管。

如图2C所示，第二空气管232在第二空气出口与弯管道之间的部分管道可为波纹管。

如图2D所示，烧嘴25上还可以设置有点火器251、火焰探测器252和窥视孔253。

图2B-2C中，虚线框A区域为一次热交换区域，虚线框B区域为二次热交换区域，虚线框C区域为辐射管21的燃烧区。最长的箭头表示空气的流向，最短的箭头表示烟气的流向。

实施例二

如图3A-3B所示，本实用新型实施例提供的另一种节能辐射管组件，包括辐射管31、一次换热器32和二次换热器33，其中：

一次换热器32包括：双层管，包括内管和外管，其中：

内管为第一空气管322，具有第一空气入口和第一空气出口，用于导入空气；

外管为第一烟气管321，具有第一烟气入口和第一烟气出口，用于接收并排出由二次换热器33导入的烟气，并利用烟气的热量对导入第一空气管322的空气进行第一次预热；

第一空气管322，还用于将第一次预热后的空气导出至二次换热器33。

二次换热器33包括第二烟气管331和第二空气管332，其中：

第二烟气管331，具有第二烟气入口和第二烟气出口，第二烟气入口连通辐射管31的烟气出口，第二烟气出口连通第一烟气入口；

第二空气管332，具有第二空气入口和第二空气出口，第二空气入口连通第一空气出口，第二空气出口连通辐射管31的烧嘴助燃空气入口，第二空气管332的中间部分管道为弯管道，弯管道位于辐射管31的烟气出口端内部。

上述节能辐射管组件，还可以包括：

燃气输入管34，用于将燃气导入辐射管31的燃气入口；

烧嘴35，用于将第二次预热后的空气和燃气进行混合燃烧。

第一空气入口3221可以设置于第一空气管322的侧面。

辐射管31可以为U型辐射管或W型辐射管。

如图3C所示，第二空气管332在第二空气出口与弯管道之间的部分管道可为波纹管。

另外，烧嘴35上还可以设置有点火器、火焰探测器和窥视孔(参考图2D)。

图3B-3C中，虚线框A区域为一次热交换区域，虚线框B区域为二次热交换区域，虚线框C区域为辐射管31的燃烧区。最长的箭头表示空气的流向，最短的箭头表示烟气的流向。

下面参考图2B-2C(或图3B-3C)说明上述节能辐射管组件中的两次换热过程(包括烟气的两次放热和空气的两次预热)：

第一次换热：

空气从第一空气入口进入第一空气管。由于第一烟气管位于第一空气管内部(或外部)，因此，经过第一烟气管的烟气的热量透过第一烟气管(或第一空气管)管壁传递给第一空气管中的空气，从而使得烟气得到了一次放热、空气得到了一次预热。

第二次换热：

空气从第一空气出口出来，进入第二空气管，并沿着第二空气管中箭头所指方向流向辐射管的烧嘴助燃空气入口；将燃气与空气混合后利用烧嘴点火燃烧。其中，在空气经过第二空气管的弯管道时，由于弯管道位于辐射管的烟气出口端内部，因此，辐射管排出的烟气的热量透过弯管道的管壁传递给了弯管道中的空气，从而使得烟气又得到了一次放热、空气又得到了一次预热。

可见，上述具体实施例提供的节能辐射管组件采用特殊的管道设计，使烟气得到了两次放热，与现有技术只能使烟气得到一次放热相比，降低了排烟温度，有利于环保节能；在烟气得到两次放热的同时，空气得到了两次预热，与现有技术只能使空气得到一次预热相比，提高了空气预热后的温度(实验证明，在同种热值燃料的情况下，空气预热后的温度比现有技术提高了300度以上)，使得燃气的燃烧温度较高，从而提高了能源利用率和辐射管加热效能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种节能辐射管组件，包括辐射管，其特征在于，还包括一次换热器和二次换热器，其中：

所述一次换热器，用于接收并排出由所述二次换热器导入的烟气，导入空气，利用所述烟气的热量对所述空气进行第一次预热，并将所述第一次预热后的空气导出至所述二次换热器，其中，所述烟气由所述辐射管排出；

所述二次换热器，用于将所述烟气导入所述一次换热器，接收所述第一次预热后的空气，利用所述烟气的热量对所述第一次预热后的空气进行第二次预热，并将所述第二次预热后的空气导出至所述辐射管的烧嘴助燃空气入口；

所述一次换热器，包括：

双层管，包括内管和外管，其中：

所述外管和所述内管中的一个为第一空气管，具有第一空气入口和第一空气出口，用于导入空气；

所述内管和所述外管中的另一个为第一烟气管，具有第一烟气入口和第一烟气出口，用于接收并排出由所述二次换热器导入的所述烟气，并利用所述烟气的热量对导入所述第一空气管的空气进行第一次预热；

所述第一空气管，还用于将所述第一次预热后的空气导出至所述二次换热器；

所述二次换热器包括：

第二烟气管，具有第二烟气入口和第二烟气出口，所述第二烟气入口连通所述辐射管的烟气出口，所述第二烟气出口连通所述第一烟气入口；

第二空气管，具有第二空气入口和第二空气出口，所述第二空气入口连通所述第一空气出口，所述第二空气出口连通所述辐射管的烧嘴助燃空气入口，所述第二空气管的中间部分管道为弯管道，所述弯管道位于所述辐射管的烟气出口端内部。

2.如权利要求1所述的节能辐射管组件，其特征在于，

所述第一空气入口设置于所述第一空气管的侧面。

3.如权利要求1所述的节能辐射管组件，其特征在于，

所述第二空气管在所述第二空气出口与所述弯管道之间的部分管道为波纹管。

4.如权利要求1所述的节能辐射管组件，其特征在于，还包括：

燃气输入管，用于将燃气导入所述辐射管的燃气入口；

烧嘴，用于将所述第二次预热后的空气和燃气进行混合燃烧。

5.如权利要求4所述的节能辐射管组件，其特征在于，

所述烧嘴上设置有点火器、火焰探测器和窥视孔。

6.如权利要求1所述的节能辐射管组件，其特征在于，

所述辐射管为U型辐射管或W型辐射管。