CN112629275A - 一种双箱蓄热式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双箱蓄热式换热器，涉及工业炉领域。该基于双箱蓄热式换热器，包括蓄热式换热箱、柔性连锁双四通阀、管道、流量调节阀、流量调节阀、助燃空气变频鼓风机、排烟变频引风机组成，所述蓄热式换热箱包括蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B，且蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B结构相同。本发明采用本双箱蓄热式换热器技术的燃气烧嘴兼顾了常规烧嘴和蓄热式烧嘴的两者加热优点，剔除了两者加热缺点，具有热效率高、被加热工件加热品质高、性价比高、占地面积小等优点。

Description

一种双箱蓄热式换热器

技术领域

本发明涉及工业炉技术领域，具体为一种双箱蓄热式换热器。

背景技术

工业炉的技术进步对工业的发展起着十分重要的作用。而换热器对工业炉的节能减排起着举足轻重的作用，它是利用工业炉排放的烟气余热对助燃空气和气体燃料进行加热的气—气热交换装置。传统的金属换热器耐温度低、使用寿命短、排烟温度较高，换热效率低约为15％～25％。采用助燃空气不预热或通过金属换热器预热的常规燃气烧嘴，其缺点是热效率都不高，优点是能连续加热，高温烟气在炉膛内对流加热工件路径较长，且形成从高温、中温、低温的连续加热区域，工件加热合理，被加热工件加热品质较高。

烧嘴蓄热式加热炉，烧嘴一般都成对布置，被加热工件在两组烧嘴之间加热效果好，炉膛内无烧嘴区域，热流密度小，加热较差，尤其是较长的贯通加热炉，为了确保加热效果，烧嘴在整个炉膛长度方向都要布置火力，烧嘴用量一倍到多倍被迫增加，且炉膛加热温区多，控制复杂，温区之间温度梯度大，被加热工件加热品质影响大。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双箱蓄热式换热器，解决了现有烧嘴蓄热式加热炉热流密度小和加热较差，以及热效率底等的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种双箱蓄热式换热器，包括蓄热式换热箱、柔性连锁双四通阀、管道、流量调节阀、流量调节阀、助燃空气变频鼓风机、排烟变频引风机组成，所述蓄热式换热箱包括蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B，且蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B结构相同，所述蓄热式换热箱A包括钢结构、保温层、耐火材料、蓄热室A低温腔、蓄热体支撑蓖、蓄热体、蓄热室A高温腔、蓄热室盖板、烟气、助燃空气低温接口A和烟气、助燃空气高温接口A，所述蓄热式换热箱B包括钢结构、保温层、耐火材料、蓄热室B低温腔、蓄热体支撑蓖、蓄热体、蓄热室B高温腔和蓄热室盖板；

所述柔性连锁双四通阀包括二位四通烟气、空气冷换向阀和二位四通烟气、空气热换向阀组成；

所述管道包括烟气、助燃空气低温管道A、烟气、助燃空气低温管道B和低温排烟管道组成。

优选的，所述蓄热式换热箱A包括钢结构，所述钢结构内侧壁以及底部设置有保温层，所述保温层内侧壁设置有耐火材料，所述保温层内构成蓄热室A，所述蓄热室A内底部中心处固定连接有蓄热室A低温腔，所述蓄热室A低温腔顶部固定连接有蓄热体支撑蓖，所述蓄热体支撑蓖顶部固定连接有蓄热体，所述蓄热体顶部固定连接有蓄热室A高温腔，所述蓄热室A高温腔顶部设置有蓄热室盖板。

优选的，所述蓄热式换热箱B包括钢结构，所述钢结构内侧壁以及底部设置有保温层，所述保温层内侧壁设置有耐火材料，所述保温层内构成蓄热室B，所述蓄热室B内底部中心处固定连接有蓄热室B低温腔，所述蓄热室B低温腔顶部固定连接有蓄热体支撑蓖，所述蓄热体支撑蓖顶部固定连接有蓄热体，所述蓄热体顶部蓄热室B高温腔，所述蓄热室B高温腔顶部设置有蓄热室盖板。

优选的，所述蓄热式换热箱A的蓄热室A高温腔侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口A，所述烟气、助燃空气高温接口A远离蓄热室A高温腔端固定连接有二位四通烟气、空气热换向阀，所述蓄热式换热箱B的蓄热室B高温腔侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口B，且烟气、助燃空气高温接口B与二位四通烟气、空气热换向阀固定连接，所述二位四通烟气、空气热换向阀顶部固定连接有高温烟气进口，所述二位四通烟气、空气热换向阀底部固定连接有高温空气出口。

优选的，所述蓄热式换热箱A的蓄热室A低温腔侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口A，所述烟气、助燃空气低温接口A端面固定连接有二位四通烟气、空气冷换向阀，所述蓄热式换热箱B的蓄热室B低温腔侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口B，且烟气、助燃空气低温接口B与二位四通烟气、空气冷换向阀固定连接，所述二位四通烟气、空气冷换向阀底部通过连接管连接有流量调节阀，所述流量调节阀远离二位四通烟气、空气冷换向阀端面通过连接管连接有助燃空气变频鼓风机，所述二位四通烟气、空气冷换向阀顶部通过连接管连接有流量调节阀，所述流量调节阀远离二位四通烟气、空气冷换向阀端通过连接管连接有排烟变频引风机，所述排烟变频引风机远离流量调节阀的端面固定连接有低温排烟管道。

工作原理：本发明双箱蓄热式换热器第一工作状态结构示意图图1：助燃空气通过助燃空气变频鼓风机13鼓风进入管道中，经流量调节阀14调节流量，再进入二位四通烟气、空气冷换向阀15实现换向，通过烟气、助燃空气低温管道A 12进入蓄热室A低温腔4、蓄热体支撑蓖5，通过高温的蓄热体6实现助燃空气和蓄热体6的热交换，此时助燃空气被预热、蓄热体6被冷却，被预热助燃空气流经蓄热室A高温腔9、通过二位四通烟气、空气热换向阀21换向由高温空气出口25进入烧嘴参与燃烧；同时从加热炉集中排出的1100℃以内的高温烟气通过二位四通烟气、空气热换向阀21实现换向，通过烟气、助燃空气高温接口B 22进入蓄热室B高温腔23，通过蓄热室B完成高温烟气和低温蓄热体的热交换，此时高温烟气被冷却成80℃以内低温烟气，蓄热体被加热到高温状态，被冷却变成的低温烟气通过蓄热室B低温腔26、烟气、助燃空气低温接口B 27进入烟气、助燃空气低温管道B 18，再通过二位四通烟气、空气冷换向阀15实现换向，流量调节阀16调节流量，经过排烟变频引风机17引风进入管道中，再通过低温排烟管道19排出。同理本发明双箱蓄热式换热器第二工作状态结构示意图图2的工作原理与双箱蓄热式换热器第一工作状态结构示意图图1相同。双箱蓄热式换热器工作状态A和双箱蓄热式换热器工作状态B二者交替循环，助燃空气通过本双箱蓄热式换热器高效预热后，连续不断的供给烧嘴参与燃烧，可实现烧嘴对工件的持续加热，同时1100℃以内的高温烟气通过本双箱蓄热式换热器，烟气温度降到80℃以内，本发明采用本双箱蓄热式换热器技术的燃气烧嘴兼顾了常规烧嘴和蓄热式烧嘴的两者加热优点，剔除了两者加热缺点，具有热效率高、被加热工件加热品质高、性价比高、占地面积小等优点。

(三)有益效果

本发明提供了一种双箱蓄热式换热器。具备以下有益效果：

1、本发明提出一种双箱蓄热式换热器，其通过本双箱蓄热式换热器，烟气进口温度在1100℃时，烟气出口温度在80℃以内，实现了锻造加热炉或热处理加热炉的排放烟气余热极限回收，节能减排效果突出。

2、本发明提出一种双箱蓄热式换热器，其助燃空气通过本双箱蓄热式换热器高效预热后，连续不断的供给烧嘴参与燃烧，可实现烧嘴对工件的持续加热，尤其适合炉膛长度与炉膛宽度大于5以上的贯通加热炉，在炉膛长度方向上可形成高温、中温、低温的连续加热区域，工件加热合理，被加热工件加热品质较高。

3、本发明提出一种双箱蓄热式换热器，其换热介质及箱体内壁由于使用了非金属的耐火材料，换热器耐热性能好、寿命长、性价比高。

4、本发明提出一种双箱蓄热式换热器，其双四通阀分为冷四通阀和热四通阀，冷四通阀安装在上层、热四通阀安装在下层，双四通阀采用柔性连锁，确保双四通阀工作时柔性同步，四通阀阀板与阀座可靠密封。

附图说明

图1为本发明提出一种双箱蓄热式换热器的第一工作状态结构示意图；

图2为本发明提出一种双箱蓄热式换热器的第二工作状态结构示意图。

其中，1、烟气、助燃空气低温接口A；2、钢结构；3、蓄热室A；4、蓄热室A低温腔；5、蓄热体支撑蓖；6、蓄热体；7、保温层；8、耐火材料；9、蓄热室A高温腔；10、蓄热室盖板；11、烟气、助燃空气高温接口A；12、烟气、助燃空气低温管道A；13、助燃空气变频鼓风机；14、流量调节阀；15、二位四通烟气、空气冷换向阀；16、流量调节阀；17、排烟变频引风机；18、烟气、助燃空气低温管道B；19、低温排烟管道；20、高温烟气进口；21、二位四通烟气、空气热换向阀；22、烟气、助燃空气高温接口B；23、蓄热室B高温腔；24、蓄热室B；25、高温空气出口；26、蓄热室B低温腔；27、烟气、助燃空气低温接口B。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1－2所示，本发明实施例提供一种双箱蓄热式换热器，包括蓄热式换热箱、柔性连锁双四通阀、管道、流量调节阀14、流量调节阀16、助燃空气变频鼓风机13、排烟变频引风机17组成，蓄热式换热箱包括蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B，且蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B结构相同，蓄热式换热箱A包括钢结构2、保温层7、耐火材料8、蓄热室A低温腔4、蓄热体支撑蓖5、蓄热体6、蓄热室A高温腔9、蓄热室盖板10、烟气、助燃空气低温接口A1和烟气、助燃空气高温接口A11，蓄热式换热箱B包括钢结构2、保温层7、耐火材料8、蓄热室B低温腔26、蓄热体支撑蓖5、蓄热体6、蓄热室B高温腔23和蓄热室盖板10；

柔性连锁双四通阀包括二位四通烟气、空气冷换向阀15和二位四通烟气、空气热换向阀21组成；

管道包括烟气、助燃空气低温管道A12、烟气、助燃空气低温管道B18和低温排烟管道19组成。

蓄热式换热箱A包括钢结构2，钢结构2内侧壁以及底部设置有保温层7，保温层7内侧壁设置有耐火材料8，保温层7内构成蓄热室A3，蓄热室A3内底部中心处固定连接有蓄热室A低温腔4，蓄热室A低温腔4顶部固定连接有蓄热体支撑蓖5，蓄热体支撑蓖5顶部固定连接有蓄热体6，蓄热体6顶部固定连接有蓄热室A高温腔9，蓄热室A高温腔9顶部设置有蓄热室盖板10。

蓄热式换热箱B包括钢结构2，钢结构2内侧壁以及底部设置有保温层7，保温层7内侧壁设置有耐火材料8，保温层7内构成蓄热室B24，蓄热室B24内底部中心处固定连接有蓄热室B低温腔26，蓄热室B低温腔26顶部固定连接有蓄热体支撑蓖5，蓄热体支撑蓖5顶部固定连接有蓄热体6，蓄热体6顶部蓄热室B高温腔23，蓄热室B高温腔23顶部设置有蓄热室盖板10。

蓄热式换热箱A的蓄热室A高温腔9侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口A11，烟气、助燃空气高温接口A11远离蓄热室A高温腔9端固定连接有二位四通烟气、空气热换向阀21，蓄热式换热箱B的蓄热室B高温腔23侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口B22，且烟气、助燃空气高温接口B22与二位四通烟气、空气热换向阀21固定连接，二位四通烟气、空气热换向阀21顶部固定连接有高温烟气进口20，二位四通烟气、空气热换向阀21底部固定连接有高温空气出口25。

蓄热式换热箱A的蓄热室A低温腔4侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口A1，烟气、助燃空气低温接口A1端面固定连接有二位四通烟气、空气冷换向阀15，蓄热式换热箱B的蓄热室B低温腔26侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口B27，且烟气、助燃空气低温接口B27与二位四通烟气、空气冷换向阀15固定连接，二位四通烟气、空气冷换向阀15底部通过连接管连接有流量调节阀14，流量调节阀14远离二位四通烟气、空气冷换向阀15端面通过连接管连接有助燃空气变频鼓风机13，二位四通烟气、空气冷换向阀15顶部通过连接管连接有流量调节阀16，流量调节阀16远离二位四通烟气、空气冷换向阀15端通过连接管连接有排烟变频引风机17，排烟变频引风机17远离流量调节阀16的端面固定连接有低温排烟管道19。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种双箱蓄热式换热器，包括蓄热式换热箱、柔性连锁双四通阀、管道、流量调节阀(14)、流量调节阀(16)、助燃空气变频鼓风机(13)、排烟变频引风机(17)组成，其特征在于：所述蓄热式换热箱包括蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B，且蓄热式换热箱A和蓄热式换热箱B结构相同，所述蓄热式换热箱A包括钢结构(2)、保温层(7)、耐火材料(8)、蓄热室A低温腔(4)、蓄热体支撑蓖(5)、蓄热体(6)、蓄热室A高温腔(9)、蓄热室盖板(10)、烟气、助燃空气低温接口A(1)和烟气、助燃空气高温接口A(11)，所述蓄热式换热箱B包括钢结构(2)、保温层(7)、耐火材料(8)、蓄热室B低温腔(26)、蓄热体支撑蓖(5)、蓄热体(6)、蓄热室B高温腔(23)和蓄热室盖板(10)；

所述柔性连锁双四通阀包括二位四通烟气、空气冷换向阀(15)和二位四通烟气、空气热换向阀(21)组成；

所述管道包括烟气、助燃空气低温管道A(12)、烟气、助燃空气低温管道B(18)和低温排烟管道(19)组成。

2.根据权利要求1所述的一种双箱蓄热式换热器，其特征在于：所述蓄热式换热箱A包括钢结构(2)，所述钢结构(2)内侧壁以及底部设置有保温层(7)，所述保温层(7)内侧壁设置有耐火材料(8)，所述保温层(7)内构成蓄热室A(3)，所述蓄热室A(3)内底部中心处固定连接有蓄热室A低温腔(4)，所述蓄热室A低温腔(4)顶部固定连接有蓄热体支撑蓖(5)，所述蓄热体支撑蓖(5)顶部固定连接有蓄热体(6)，所述蓄热体(6)顶部固定连接有蓄热室A高温腔(9)，所述蓄热室A高温腔(9)顶部设置有蓄热室盖板(10)。

3.根据权利要求1所述的一种双箱蓄热式换热器，其特征在于：所述蓄热式换热箱B包括钢结构(2)，所述钢结构(2)内侧壁以及底部设置有保温层(7)，所述保温层(7)内侧壁设置有耐火材料(8)，所述保温层(7)内构成蓄热室B(24)，所述蓄热室B(24)内底部中心处固定连接有蓄热室B低温腔(26)，所述蓄热室B低温腔(26)顶部固定连接有蓄热体支撑蓖(5)，所述蓄热体支撑蓖(5)顶部固定连接有蓄热体(6)，所述蓄热体(6)顶部蓄热室B高温腔(23)，所述蓄热室B高温腔(23)顶部设置有蓄热室盖板(10)。

4.根据权利要求1所述的一种双箱蓄热式换热器，其特征在于：所述蓄热式换热箱A的蓄热室A高温腔(9)侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口A(11)，所述烟气、助燃空气高温接口A(11)远离蓄热室A高温腔(9)端固定连接有二位四通烟气、空气热换向阀(21)，所述蓄热式换热箱B的蓄热室B高温腔(23)侧壁固定连接有烟气、助燃空气高温接口B(22)，且烟气、助燃空气高温接口B(22)与二位四通烟气、空气热换向阀(21)固定连接，所述二位四通烟气、空气热换向阀(21)顶部固定连接有高温烟气进口(20)，所述二位四通烟气、空气热换向阀(21)底部固定连接有高温空气出口(25)。

5.根据权利要求1所述的一种双箱蓄热式换热器，其特征在于：所述蓄热式换热箱A的蓄热室A低温腔(4)侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口A(1)，所述烟气、助燃空气低温接口A(1)端面固定连接有二位四通烟气、空气冷换向阀(15)，所述蓄热式换热箱B的蓄热室B低温腔(26)侧壁固定连接有烟气、助燃空气低温接口B(27)，且烟气、助燃空气低温接口B(27)与二位四通烟气、空气冷换向阀(15)固定连接，所述二位四通烟气、空气冷换向阀(15)底部通过连接管连接有流量调节阀(14)，所述流量调节阀(14)远离二位四通烟气、空气冷换向阀(15)端面通过连接管连接有助燃空气变频鼓风机(13)，所述二位四通烟气、空气冷换向阀(15)顶部通过连接管连接有流量调节阀(16)，所述流量调节阀(16)远离二位四通烟气、空气冷换向阀(15)端通过连接管连接有排烟变频引风机(17)，所述排烟变频引风机(17)远离流量调节阀(16)的端面固定连接有低温排烟管道(19)。

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