CN101956995B

CN101956995B - 复合管空气预热器

Info

Publication number: CN101956995B
Application number: CN201010512931A
Authority: CN
Inventors: 周绍芳; 孙贤刚
Original assignee: YUEYANG BALING ENERGY CONSERVATION FURNACE ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: Yueyang anda refractory material Co., Ltd.
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: CN101956995A

Abstract

本发明涉及热交换技术，特别指一种复合管空气预热器。它是由碳化硅管组成容纳空气集散的预热箱体作高温烟气的进气端通道，由金属管式预热箱体作为高温烟气的的出气端通道，再由高温烟管及接头串连碳化硅管预热箱体和金属管式预热箱体将降温后的烟气排出；由金属管式预热箱体作为燃烧器助燃空气的进气端通道，由碳化硅管组成的预热箱体作为助燃空气的出气端通道，由高温风管及高温接头串连金属管式预热箱体和碳化硅管预热箱体将预热后助燃空气排出；本发明采用两个独立的预热体系，高温烟气先经碳化硅管箱体后到达渗铝管箱体，常温助燃空气先经渗铝管箱体后到达碳化硅管箱体，结合了蓄热体预热器的助燃空气预热温度高、间壁式预热器的结构简单的优点。

Description

复合管空气预热器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术，特别指一种复合管空气预热器。

背景技术

我国炉型结构、工艺和操作管理较落后，能量有效利用程度低，工业炉节能潜力十分巨大。要降低燃料消耗除应满负荷生产、尽量提高炉子生产率以外，还要减少炉子砌体的蓄热和散热损失，以及高温烟气带走的热损失等。国内企业普遍使用的工业炉窑由于炉内排出的烟气温度多达600-1200℃，约占供入炉内热量的30-60%，使炉内工作实际热效率低下。部分企业已经利用简易的空气预热器来回收这部分热量用以预热空气和煤气，但预热效果差，使用寿命短等缺点，现就几种常见简易空气预热器的使用情况如下：

蓄热式预热器：是指换热面本身为蓄热体，利用排出的高温烟气预热蓄热体吸热，之后再向助燃空气放热的预热器；优点：蓄热温度高。缺点：生产成本高、体积大，结构复杂；空气过剩系数不稳定；需经常更换蓄热体，维护成本高；间壁式空气预热器：是指烟气将热量连续不断地通过固体壁传给助燃空气的预热器；优点：结构简单,操作方便；自成系统，与其他工艺过程无关；缺点：不适用于大型炉膛，使用寿命短；气—气传热效果差（预热空气温度≤400℃）。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种预热温度高，使用寿命长，污染少，操作简单，成本低的复合管空气预热器。

本实用新型的技术方案是构造一种复合管空气预热器，其特点包括：

由碳化硅管组成的预热箱体作高温烟气的进气端通道，由金属管式预热箱体作为高温烟气的的出气端通道，再由高温烟管及接头串连由碳化硅管组成的和金属管式预热箱体将降温后的烟气排出；

由金属管式预热箱体作为燃烧器助燃空气的进气端通道，由碳化硅管组成的预热箱体作为助燃空气的出气端通道，由高温风管及高温接头串连金属管式预热箱体和碳化硅管预热箱体将预热后助燃空气排出；

所述的碳化硅管预热箱体设置为碳化硅管下预热箱体和碳化硅管上预热箱体，构成高温烟气垂直上行通道，金属管式预热箱体设置在相邻的高温烟气垂直下行通道上，高温烟气从预热箱体管外通过，助燃空气从预热箱体管内通过；

所述的碳化硅管水平设置在碳化硅管下预热箱体和碳化硅管上预热箱体内，碳化硅管上预热箱体一侧设有助燃空气进风管，另一侧设有助燃空气出风管，碳化硅管下预热箱体一侧设有助燃空气进风管，另一侧设有助燃空气出风管连接至燃烧器。

本实用新型的优点及有益效果：

1、提高助燃空气预热温度、提高燃料的理论燃烧温度：空气预热后可以提高燃料的理论燃烧温度。温度的提高程度与气体的预热温度有关，一般空气预热温度每提高100℃可提高理论燃烧温度50℃左右。

2、提高助燃空气预热温度节约燃料：可将空气温度预热到800℃。理论计算：每提高空气预热温度100℃，可节约燃料5%左右，是有效的节能手段，投资回收期短，有很高的经济效率。

3、提高燃烧效率：空气预热后由于体积膨胀使气体流动速度加快，促使可燃物混合加强，混合物活性增加，从而能实现低氧完全燃烧并提高了燃烧效率。

4、减少烟气排放量有利保护环境：随着环境保护要求的提高，不仅要求降低烟气中SO2和NOx的排放浓度，同时要求烟气的总排放量也要减少，这是因为烟气中CO2的大量排放将影响全球的大气质量。回收烟气余热可在总供热能力不变的情况下减少燃料的供给量，亦即减少了烟气的生成量和排放量。回收的热量越多，则烟气排放量越少，对环境保护的意义就更大。

5、提高使用寿命：预热器壳体内衬耐火材料，使高温烟气不与普通钢材接触，提高外壳钢材的使用寿命；预热空气管采用碳化硅管与渗铝管相结合，从而避免了预热的高温助燃空气在渗铝管内的停留。

本实用新型复合管高效空气预热器将碳化硅管与渗铝管有机的结合在一起，采用两个独立的预热体系，高温烟气先经碳化硅管箱体后到达渗铝管箱体，常温助燃空气先经渗铝管箱体后到达碳化硅管箱体，结合了蓄热体预热器的助燃空气预热温度高、间壁式预热器的结构简单的优点。并采用多项创新结构达到上述发明目的。

本实用新型有以下特点：

1、高温区采用碳化硅管空气预热器：

A：碳化硅有较好的物理化学性能，可耐1000℃高温烟气、NOx和二恶英及其他有害烟气的腐蚀；

B、导热性强，由于进入碳化硅管的高温烟气达1000℃，助燃空气在经过碳化硅管时，空气预热温度可达800-1000℃。

C：箱体外壳采用钢结构与内衬耐火材料相结合，钢结构不与高温接触，提高使用寿命；同时，在侧部安装清灰口，便于碳化硅管的清灰与保养。

2、低温区采用金属管式空气预热器：

A：高温烟气经碳化硅管预热器后，温度降至600℃左右，进入金属管空气预热器。

B：为了减少普通钢管在烟气中的氧化，金属管采用渗铝钢管，在普通钢管的表面附一层铝质，提高其金属管的使用寿命；

C、箱体外壳采用钢结构与内衬耐火材料相结合，钢结构不与高温接触，提高使用寿命；同时，在侧部安装清灰口，便于碳化硅管的清灰与保养。

3、降低排烟温度：1000℃的高温烟气在经过碳化硅管预热器时，烟气温度降低至500-600℃，在经过金属管空气预热器后，烟气降低至150-200℃，再经普能排烟管路排出；

4、提高助燃空气温度：常温下的助燃空气经风机送入到金属管空气预热器，在经金属管预热器第一次预热后进入碳化硅管式空气预热器，经过碳化管的预热后，助燃空气预热温度达到800-1000℃。

附图说明

图1是本实用新型主视图。

图2是图1剖视图。

图3是图1俯视图。

图4是图1右视图。

具体实施方式

由图1至4可知，本实用新型由碳化硅管8组成的预热箱体作高温烟气的进气端通道，由金属管式预热箱体17作为高温烟气的的出气端通道，再由高温烟管及接头串连由碳化硅管8组成的预热箱体和金属管式预热箱体17将降温后的烟气排出；

由金属管式预热箱体17作为燃烧器助燃空气的进气端通道，由碳化硅管8组成的预热箱体作为助燃空气的出气端通道，由高温风管及高温接头串连金属管式预热箱体17和碳化硅管预热箱体将预热后助燃空气排出；

所述的碳化硅管8水平设置在碳化硅管下预热箱体2和碳化硅管上预热箱体7内，碳化硅管上预热箱体7一侧设有助燃空气进风管16，另一侧设有助燃空气出风管6，碳化硅管下预热箱体2一侧设有助燃空气进风管4，另一侧设有助燃空气出风管连接至燃烧器23。

本实用新型所述的碳化硅管下预热箱体2底部由天方地圆接头1连接一高温水平烟阀22，下预热箱体2一侧设有清灰炉门3。所述的碳化硅管上预热箱体7顶部由上部聚烟斗9连接水平高温烟管11和高温四通烟管12，上预热箱体7一侧设有清灰炉门3。所述的碳化硅管上预热箱体7一侧的助燃空气进风管16依次连接高温弯头15、高温风管14、高温天方地圆接头13至相邻的高温空气垂直下行通道。所述的金属管热式预热箱体17下方连接高温烟气排出三通管19和助燃空气进风管路20，箱体17设有清灰炉门3。所述的聚烟斗9的顶部设有维修用的悬吊臂10，水平高温烟管11上连接一冷却风管21。所述的碳化硅管预热箱体和金属管式预热箱体的外壳采用钢结构，内壁衬有耐火材料。所述的金属管式预热器的金属管采用渗铝钢管，在钢管表面附一层铝质。

本实用新型的工作过程及原理：

1、高温烟气在从高温水平烟阀22、经过天方地圆1后进入碳化硅下箱体2对箱体内的碳化硅管进行第一次预热，使烟气温度从最初的1100℃降到800℃，然后进入碳化硅管上箱体7，对碳化硅上箱体7内的碳化硅进行第二次预热，使烟气温度从800℃下降到500-600℃左右。

2、500-600℃的中温烟气在经过碳化硅管箱体后，通过上部聚烟斗9，水平高温烟管11及高温四通烟管12进入金属管式预热器17，此时，由于烟气温度的下降，烟气中含尘量减小，从而对金属管预热器17的损坏也相应减小，烟气在经过金属管式预热器17后，烟气温度降至200℃，再经过排烟三通19排出，减少了烟气对环境的污染。

3、助燃空气由风机先经过金属管式空气预热器17，将空气温度由常温提高到300℃后，通过高温天方地圆13、高温风管14、高温弯头15及高温风管16进入碳化硅管上箱体，由箱体碳化管8传热至助燃空气，使助燃空气温度提高到600℃左右，再经过高温异性变径头5与高温弯头6到碳化硅下箱体，助燃空气在经过下箱体内的碳化硅后，空气温度急速提高到800-1000℃，最后经高温风管送到燃烧器内助燃。

4、为了方便清理和检修预热器内部的预热空气管，在各箱体上都安装了清灰炉门3，在正常情况下处于密封状态，同时安装了简易悬吊臂10，方便拆卸上部的高温烟管。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种复合管空气预热器，其特征在于包括：

由碳化硅管（8）组成的预热箱体作高温烟气的进气端通道，由金属管式预热箱体（17）作为高温烟气的出气端通道，再由高温烟管及接头串连由碳硅管（8）组成的预热箱体和金属管式预热箱体（17）将降温后的烟气排出；

由金属管式预热箱体（17）作为燃烧器助燃空气的进气端通道，由碳化硅管（8）组成的预热箱体作为助燃空气的出气端通道，由高温风管及高温接头串连金属管式预热箱体（17）和碳化硅管预热箱体将预热后助燃空气排出；

所述的碳化硅管预热箱体设置为碳化硅管下预热箱体（2）和碳化硅管上预热箱体（7），构成高温烟气垂直上行通道，金属管式预热箱体（17）设置在相邻的高温烟气垂直下行通道上，高温烟气从由碳化硅管（8）组成的预热箱体管外通过，助燃空气从由碳化硅管（8）组成的预热箱体管内通过；

所述的碳化硅管（8）水平设置在碳化硅管下预热箱体（2）和碳化硅管上预热箱体（7）内，碳化硅管上预热箱体（7）一侧设有助燃空气进风管（16），另一侧设有助燃空气出风管（6），碳化硅管下预热箱体（2）一侧设有助燃空气进风管（4），另一侧设有助燃空气出风管连接至燃烧器（23）。

2.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的碳化硅管下预热箱体（2）底部由天方地圆接头（1）连接一高温水平烟阀（22），碳化硅管下预热箱体（2）一侧设有清灰炉门（3）。

3.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的碳化硅管上预热箱体（7）顶部由上部聚烟斗（9）连接水平高温烟管（11）和高温四通烟管（12），碳化硅管上预热箱体（7）一侧设有清灰炉门（3）。

4.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的碳化硅管上预热箱体（7）一侧的助燃空气进风管（16）依次连接高温弯头（15）、高温风管（14）、高温天方地圆接头（13）至相邻的高温空气垂直下行通道。

5.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的金属管式预热箱体（17）下方连接高温烟气排出三通管（19）和助燃空气进风管路（20），金属管式预热箱体（17）设有清灰炉门（3）。

6.根据权利要求3所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的聚烟斗（9）的顶部设有维修用的悬吊臂（10），水平高温烟管（11）上连接一冷却风管（21）。

7.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的碳化硅管预热箱体和金属管式预热箱体的外壳采用钢结构，内壁衬有耐火材料。

8.根据权利要求1所述的一种复合管空气预热器，其特征在于所述的金属管式预热器的金属管采用渗铝钢管，在钢管表面附一层铝质。