CN102304615A

CN102304615A - 用于光亮退火罩式炉的中央热交换器

Info

Publication number: CN102304615A
Application number: CN201110191954A
Authority: CN
Inventors: 罗伯特·艾伯纳
Original assignee: Ebner Industrial Furnaces (Taicang) Co Ltd
Current assignee: Ebner Industrial Furnaces (Taicang) Co Ltd
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明涉及 一种用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，包括壳体、设置在所述的壳体内部的若干根换热管，所述的壳体上开设有烟气入口、烟气出口，所述的烟气入口开设在所述的壳体上部，所述的烟气出口开设在所述的壳体下部，若干根所述的换热管的进气口、出气口设置在所述的壳体的一侧，并且所述的进气口开设在所述的出气口的下方，所述的换热管内设置有螺旋片。本发明采用管状热交换结构，结构简单、单位体积传热面积大，使热废气和冷新鲜空气间进行最大程度的热交换；热交换完的废气通过负压强制向下收集至地下的废气排放总管，而不是直接排放至车间，减少了对现场工作环境的影响；安装维护方便。

Description

用于光亮退火罩式炉的中央热交换器

技术领域

本发明涉及冶金制造中的工业退火领域，特别是涉及一种用于光亮退火罩式炉的中央热交换器。

背景技术

随着工业的迅速发展，钢铁市场对于冷轧带钢的需求逐年递增，尤其是表面洁净的高质量带钢。目前很多大型钢铁企业均采用罩式炉对带钢进行光亮退火，但是在用罩式炉进行退火时将产生大量的高温废气，如果直接排放至大气中将造成极大的能源浪费，同时又会污染环境。在罩式炉上安装一个热交换器，利用废气的热量对新鲜助燃空气进行预热，可大幅降低燃气消耗。

现有的罩式炉热交换器大都是在罩式退火炉的加热罩上部保温层内周向分布设置若干个并联使用的助燃空气预热器，其助燃空气预热器的结构是在一个壳体内安置一个带翅片的套管，套管内腔为空气通道，套管与壳体之间的环形腔为烟气通道，由套管传热进行热交换。这种设计热交换效率低，且安装复杂。后来经过改进的技术是将若干根翅片管焊接在一起，以增加热交换的面积，但这种做法使热交换器的结构变得更加复杂，且预热均匀度下降，安装和维护比较困难。

发明内容

本发明目的是提供一种中央热交换器，该中央热交换器应用于光亮退火罩式炉中高温烟气和助燃空气的热交换。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，包括壳体、设置在所述的壳体内部的若干根换热管，所述的壳体上开设有烟气入口、烟气出口，所述的烟气入口开设在所述的壳体上部，所述的烟气出口开设在所述的壳体下部，若干根所述的换热管的进气口、出气口设置在所述的壳体的一侧，并且所述的进气口开设在所述的出气口的下方，所述的换热管内设置有螺旋片。

优选地，所述的外壳内侧设置有保温内衬。

进一步优选地，所述的保温内衬为纤维保温材质。

优选地，所述的壳体的外壁上设置有上集箱、下集箱，所述的上集箱开设有空气出口，所述的下集箱开设有空气出口，所述的空气入口与所述的进气口相连通，所述的空气出口与所述的出气口相连通。

优选地，所述的壳体的表面具有四个三角形区块，四个所述的三角形区块的角连接的壳体的中心向外侧突出。

优选地，所述的换热管为不锈钢材质。

本发明的设计原理如下：

罩式炉加热退火过程中产生的高温废烟气经过废烟管路输送到中央热交换器内部，与低温介质即助燃空气进行热交换后，温度降低再排放，低温介质经预热后再分配到各个烧嘴，整个热交换过程在中央换热器内部完成。

通过退火循环所有的烟气和废热都能回收利用，这有利于充分和合理使用石化燃气。这种中央热交换器为大型交叉气流换热器，气流经过换热器交换热量后具有较高的助燃空气温度和较低的烟气温度，同时使用寿命长。热交换完的废气通过负压强制向下收集至地下的废气排放总管，而不是直接排放至车间，减少了对现场工作环境的影响。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、采用管状热交换结构，结构简单、单位体积传热面积大，使热废气和冷新鲜空气间进行最大程度的热交换；

2、热交换完的废气通过负压强制向下收集至地下的废气排放总管，而不是直接排放至车间，减少了对现场工作环境的影响；

3、安装维护方便。

附图说明

附图1为本发明的中央热交换器的结构示意图；

附图2为本发明的中央热交换器的内部剖视示意图。

其中：1、壳体；10、烟气入口；11、烟气出口；12、上集箱；120、空气出口；13、下集箱；130、空气入口；14、三角形区块；2、保温内衬；3、换热管；30、进气口；31、出气口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

一种用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，包括壳体1、设置在壳体1内部的若干根换热管3。其中：

如图1所示的壳体1上开设有烟气入口11、烟气出口12，烟气入口11开设在壳体1的上部，烟气出口12开设在壳体1的下部；壳体1的外壁上设置有上集箱12、下集箱13，上集箱12开设有空气出口120，下集箱12开设有空气出口130，上集箱12、下集箱13用于空气的换热流通，而废烟则通过换热管3的缝隙由上至下通过，热能由换热管3的外壁传递给管内空气。外壳1内的上下部留有足够的空间，一是保证高温废烟气的高速流通，二是防止长期使用后废烟残留物的堵塞，方便清洁。

壳体1采用钢材，并且壳体1的表面并非是大块的平板，而是被对角分成四个三角形区块14，四个三角形区块14角连接的壳体中心向外侧突出。这样的设计使壳体1的表面更加稳定，由于长期处于高温状态，大块平板的设计比较容易产生变形，影响产品的美观。

如图2所示：若干根换热管3的进气口30、出气口31设置在壳体1的一侧，并且进气口30开设在出气口31的下方，进行口30与空气入口130相连通，出气口31与空气出口120相连通。另外，换热管3为耐热不锈钢材质，在换热管3内设置有螺旋片，螺旋片使单位传热面积更大，传热性能更好。

外壳1内侧设置有保温内衬2，保温内衬2为特种纤维保温材料，重量轻，热滞留少，保温系数高，在保持壳体1内部热能的同时，又可以防止壳体1过热。

以下具体阐述下本实施例的工作过程：

高温废烟气从壳体1上部的烟气入口10进入，在壳体1内部由上至下经过若干根换热管3的外管壁；冷空气通过下集箱13的空气入口130进入换热管3的进气口30，换热管3内的冷空气由下而上逐步被加热，高温废烟气将热量传送给换热管3内的冷空气，冷空气的预热温度可达到380-420℃，预热后的空气从换热管3的出气口31通过上集箱12的空气出口120输送到各个烧嘴，进行助燃；而换热后的高温废烟气从壳体1下部的烟气出口11进行收集后排放。

此外，在壳体1的烟气入口10和烟气出口11侧连接有一个氮气控制管路，管路上设有一个氧气测量系统（残氧仪），用于控制排烟废气的氧气含量，氧气含量的范围应处于2.5%-3%间，如果超出范围，系统会自动反馈给助燃空气比例控制阀，以得到最佳空燃比，使燃料充分燃烧。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：包括壳体、设置在所述的壳体内部的若干根换热管，所述的壳体上开设有烟气入口、烟气出口，所述的烟气入口开设在所述的壳体上部，所述的烟气出口开设在所述的壳体下部，若干根所述的换热管的进气口、出气口设置在所述的壳体的一侧，并且所述的进气口开设在所述的出气口的下方，所述的换热管内设置有螺旋片。

2. 根据权利要求1所述的用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：所述的外壳内侧设置有保温内衬。

3. 根据权利要求2所述的用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：所述的保温内衬为陶瓷纤维。

4. 根据权利要求1所述的用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：所述的壳体的外壁上设置有上集箱、下集箱，所述的上集箱开设有空气出口，所述的下集箱开设有空气出口，所述的空气入口与所述的进气口相连通，所述的空气出口与所述的出气口相连通。

5. 根据权利要求1所述的用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：所述的壳体的表面具有四个三角形区块，四个所述的三角形区块的角连接的壳体的中心向外侧突出。

6. 根据权利要求1所述的用于光亮退火罩式炉的中央热交换器，其特征在于：所述的换热管为不锈钢材质。