燃油燃气间接换热筒式热风炉
技术领域
本实用新型涉及一种配套用于气流干燥、流化干燥、塔式干燥等干燥装置的热风炉,尤其涉及一种以燃油、燃气为燃料的间接换热筒式热风炉。
背景技术
热风炉作为用于气流干燥、流化干燥、塔式干燥、隧道干燥等干燥装置的主要配套设备,以及温室、家畜饲养场等加温、保温的主要设备,被广泛地运用于农业生产、农产品及食品加工、烟草、建材等行业。
当热风炉产生的热风被用来干燥物料时,热风将干燥物料加热蒸发水分,然后带走水蒸汽,因此,热风炉性能的好坏直接影响到干燥设备的技术经济指标。尤其是在食品、制药、精细化工等领域,由于被干燥物料不允许被污染,所以其干燥设备中使用的热风炉大多是间接换热式的,即:高温的火焰和其烟气不与被加热空气接触,而是由高温烟气直接加热钢板或钢管,利用被加热钢板或钢管的外表面热量来加热空气,这样加热的热风就能保证无污染。
目前,国内干燥装置所配套使用这类钢制间接加热式热风炉品种比较多,但是都普遍存在一些老大难问题:首先是热风炉的寿命比较短,由于燃烧器产生的火焰和烟气温度很高,通常在1200~1400℃,炉内固定安装的钢制部件常常因高温热胀发生变形,同时现有的热风炉经常会出现换热面局部的空气冷却条件不好,很容易使钢板产生屈服变形,使钢管或钢板烧弯;其次,烟气高温腐蚀及高温氧化会使受热面金属层层剥落并很快烧穿,使加热热风污染;另外,热风炉烟气管道容易积存灰尘且不易清理,导致热交换效率降低,从而浪费能源。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,在于提供一种换热效率高,结构简单,易维护,且使用寿命较长的燃油燃气间接换热筒式热风炉。
本实用新型包括带保温层的筒形壳体和可拆卸的前、后端板,筒形壳体上分别设置冷空气进口和烟气排烟口;所述前端板上安装带有燃烧器的筒形燃烧室,筒形燃烧室伸入筒形壳体内,后端板上设置热空气出口;其特征在于:筒形壳体内设置有筒形隔板,该筒形隔板将筒形壳体内的空气加热区分隔为在筒形壳体与筒形隔板之间的低温加热区,和在筒形隔板与火焰筒外壳之间的高温加热区;在所述的低温加热区内安装有若干组沿筒形隔板外圆周等分排列的U形烟气加热管,U形烟气加热管的开口的一端与燃烧室相连通,U形烟气加热管同向的开口的另一端与烟气排烟口连通。
本实有新型将原有的单一的冷空气与高温烟气的换热区分隔成低温和高温两个加热区,方便地实现了冷空气预热及再加热的二级换热,换热效率显著提高。
为充分提高换热效率,延长空气在加热区内的行程和时间,在所述的低温加热区内可设有螺旋导风板,即在壳体和筒形隔板之间,将钢板按螺旋线焊接在筒形隔板外圆周面上,使冷空气实现螺旋运动以充分换热;同时,沿所述筒形燃烧室的外圆周表面也设有螺旋导风板。
同时,为了减少高温环境下工作部件的热胀变形,提高设备使用寿命,本实用新型所述筒形燃烧室的尾端呈自由状态,其下部设置有可移动的支撑轮,该支撑轮可在筒形隔板内壁上滚动。筒形燃烧室的尾端不被固定,因此其在工作温度变化环境中可自由伸缩,不易因热胀冷缩而发生挤拉变形。
为了降低支撑轮对筒形隔板的磨损,在筒形隔板内壁的支撑轮滚动区域可焊接一个耐磨钢材。
此外,U形烟气加热管的自由一端由钢环集成在一起并用膨胀支撑吊装在筒形壳体的上部,也可避免因烟气加热管热胀挤压筒形壳体,进一步提高设备使用寿命。
为了便于清洁烟气加热管中的灰尘,U形烟气加热管的后端设置可拆卸封闭板,同时,在后端板对应于U形烟气加热管后端的部位设置检修门。在清灰时,将该封闭板拆下,进行烟气管清理;清灰结束后,再装上该封闭端板,即形成后端封闭的U形烟气管。
所述筒形隔板、导内板及筒形燃烧室可采用耐高温不锈钢板制作。
在实际使用时,热风炉燃油(气)燃烧器产生的火焰冲向筒形燃烧室内,由于筒形燃烧室的尾部是密闭的,在筒内反冲气流的作用下,高温烟气气流沿筒内壁涌出进入压力较低的U形烟气加热管内,并沿U形烟气加热管直至设置于热风炉筒形壳体后端的烟气出口排出。另一方面,冷空气由设置在热风炉筒形壳体前端的冷空气进口进入,首先进入筒形壳体与筒形隔板之间的低温加热区内,被该区域内的U形烟气加热管加热,被加热空气在接近到达燃烧器一端时,即进入高温加热区,被加热空气向远离燃烧器的方向运动并被再次加热,并从设置于后端板的热空气出口进入相配套的干燥装置中。
在上述工作过程中,冷空气在低温加热区和高温加热区进行了两次加热,被加热空气在炉内一去一回两个加热过程,热交换温差相对平均,热交换效率明显提高;同时,其两回程换热过程让冷空气在炉内不断被加热的同时,也在不断地冷却着炉内各钢板部件和钢管部件的散热面,避免了由于散热不好导致炉体内部钢板和钢管部件烧毁、变形的弊病;另外,由于前后端板为可拆卸结构,对于定时清理烟气加热管内的灰尘也十分方便。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
图1是本实用新型的剖视结构示意图;
图2是图1中沿A-A线剖视结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括带保温层的钢板壳体1和可拆卸的由钢板制成的前端板11及后端板12,前端板11及后端板12外表面也带有保温层;前端板11上安装有燃烧器21、筒形燃烧室2及火焰观测镜22,后端板12的中心设置热空气出口13;为了便于拆卸,前端板11及后端板12是由几个单元拼接安装而成。钢板壳体1的前后端分别设置了进风口14和烟气出口15,钢板壳体1的下部设有支腿16和排污水管17。
如图1、图2所示,在钢板壳体1内设置有筒形隔板3,该筒形隔板3将钢板壳体1内的空气加热区,分隔为在钢板壳体1与筒形隔板3之间的低温加热区5,和在筒形隔板3与筒形燃烧室2外壳之间的高温加热区6;在低温加热区5内安装有若干组沿筒形隔板3外圆周等分排列的U形烟气加热管4,U形烟气加热管4的开口的一端与筒形燃烧室2相连通,U形烟气加热管4同向的开口的另一端与烟气出口15连通。
如图1所示,在低温加热区5内,在筒形隔板外圆周面上设有螺旋分布的低温区导风板7;在高温加热区6内,有由耐高温不锈钢板制成的筒形燃烧室2,以及在筒形燃烧室2的外圆周面上也设有螺旋分布的高温区导风板8。
如图1所示,筒形燃烧室2的尾端下部有一个可沿筒形隔板3内壁移动的支撑轮9,筒形燃烧室2在工作温度变化环境中可自由伸缩。
如图1所示,U形烟气加热管4的自由一端由钢环集成在一起并用膨胀支撑42吊装在钢板壳体1的上部。U形烟气加热管4的后端设置可拆卸封闭板41,同时,在后端板12对应于U形烟气加热管4后端的部位设置检修门10。
如图1所示,在实际使用时,燃烧器21产生的火焰冲向筒形燃烧室2内,在筒内反冲气流的作用下,如图1中所标示的箭头方向,高温烟气气流沿筒内壁涌出进入压力较低的U形烟气加热管4内,并沿U形烟气加热管4直至烟气出口15排出。与此同时,冷空气由进风口14进入,首先进入筒形壳体1与筒形隔板3之间的低温加热区5内,被该区域内的U形烟气加热管4加热,被加热空气在接近到达燃烧器21一端时,即进入高温加热区6,被加热空气向远离燃烧器21的方向运动并被再次加热,并从热空气出口13进入相配套的干燥装置中。