CN203336983U - 助燃空气多级热交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种助燃空气多级热交换装置，包括高温筒体、烟气入口和烟气出口，其中：高温筒体上穿设有至少两级预热管组，预热管组的两端开口朝外且固定在高温筒体壁上，中部置于高温筒体内；所述各级预热管组均包括至少二根预热管，其中首级预热管组一端设置接入常温助燃空气的进风口，末级预热管组一端设置连接燃烧器的预热后高温助燃空气出风口，首级预热管组的另一端与中部预热管组及末级预热管组另一端之间设置连接通道连接并构成S型空气流道，各预热管内流经的空气与高温筒体内穿过预热管外的高温烟气形成交叉换热。本实用新型使燃烧热效率提高15%，节约能源消耗20%；真正实现了高效、节能、经济、方便维护的使用效果。

Description

助燃空气多级热交换装置

技术领域

本实用新型涉及热交换设备，特别指工业炉窑加热燃烧系统的助燃空气与燃烧产生的高温烟气进行热交换的助燃空气多级热交换装置。

背景技术

相应国家发改委节能减排的号召，面对日益紧张的能源趋势，随着科学技术的发展和节能工艺设备的完善，人们对工业炉窑燃烧排放的高温烟气的回收利用提出了更高的要求，在追求高效的回收成果的同时，人们要求热交换装置投入成本更低、使用寿命长、占空间位置更小和要求热交换装置操作维护更简单，维护成本更低的装置。现行利用的不锈钢列管式结合单管换热器能够达到换热温度400℃，换热温度高，能够增加10%的热效率，然而在生产过程中我们发现这种换热装置存在一定的缺陷，由于采用的不锈钢管作为热辐射管，管壁薄，在加温过程中升温幅度大，且温度高；在停止加热的情况下，由于烟道阀门的控制，换热管降温幅度大，在这种急冷急热的环境下，不锈钢辐射管在使用不到半年就会出现烧穿，就必须更换不锈钢辐射管；采用单级助燃空气管空气流速快，预热温度偏低；不锈钢列管式与单管式结合内部助燃空气管连接处容易出现漏风现象，因结构设计是整体式更换维护不便，需要整体拆卸后更换，过多占据生产时间；不锈钢列管式与单管式结合换热装置设计结构大，占用空间大，小型的工业窑炉因设备顶部面积小，无法进行安装，所以小型工业窑炉无法应用；采用不锈钢列管式和单管式结合换热器要达到设计换热温度，必须加长换热管长度，因而整体制作费用成本高。

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，提供一种能使助燃空气通过热交换后预热到450℃参与燃烧，提高燃烧热效率和降低生产能耗的助燃空气多级热交换装置。

本实用新型的技术方案是构造一种包括高温筒体，设置在筒体一端连接炉窑排烟管道的烟气入口，和设置在筒体另一端连接主烟道的烟气出口，其中：

高温筒体上穿设有至少两级预热管组，预热管组的两端开口朝外且固定在高温筒体壁上，中部置于高温筒体内；所述各级预热管组均包括至少二根预热管，其中首级预热管组一端设置接入常温助燃空气的进风口，末级预热管组一端设置连接燃烧器的预热后高温助燃空气出风口，首级预热管组的另一端与中部预热管组及末级预热管组另一端之间设置连接通道连接并构成S型空气流道，各预热管内流经的空气与高温筒体内穿过预热管外的高温烟气形成交叉换热。

本实用新型的优点及有益效果：

本实用新型将工业炉窑产生的高温烟气与助燃空气通过制作成双通道，在交换场所高温筒体内进行，高温烟气直接从高温筒体内通过，助燃空气设置三级通道，提高了将空气预热的温度提高到450℃；通过进行预热后的助燃空气输送到燃烧设备参与燃烧，比助燃空气未经预热的燃烧热效率提高15%，节约能源消耗20%；真正实现了高效、节能、经济、方便维护的使用效果。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

由图1可知，本实用新型包括高温筒体2，设置在筒体一端连接炉窑排烟管道的烟气入口1，和设置在筒体另一端连接主烟道的烟气出口3，其中：

高温筒体2上穿设有至少两级预热管组，预热管组的两端开口朝外且固定在高温筒体2壁上，中部置于高温筒体2内；所述各级预热管组均包括至少二根预热管，其中首级预热管组一端设置接入常温助燃空气的进风口4，末级预热管组一端设置连接燃烧器的预热后高温助燃空气出风口10，首级预热管组的另一端与中部预热管组及末级预热管组另一端之间设置连接通道6连接并构成S型空气流道，各预热管内流经的空气与高温筒体2内穿过预热管外的高温烟气形成交叉换热。

本实用新型所述的预热管组包括一级预热管组5、二级预热管组7和三级预热管组9，各预热管组的预热管数从烟气出口3端至烟气入口1端呈递增状态设置，且各预热管组的两端均通过密封压盖8固定在高温筒体2外壁上，密封压盖8内填充陶瓷纤维绳软物质。所述的烟气入口1和烟气出口3均为变径口，其中烟气入口1处设置有烟气导流块，烟气出口3上设置有烟气测量热电偶12。所述的高温筒体2由钢结构外壳和水泥浇注的内衬组成，且高温筒体2的一侧还设置有清渣口。所述的预热管组的各预热管均为氮化硅结合碳化硅材质的中空管。所述的预热后高温助燃空气出风口10上设置有空气测量热电偶11。

本实用新型的结构原理：

本实用新型高温筒体采用钢结构作外壳，筒体壁内衬采用低水泥浇注料整体分块浇注 ，筒体耐温性好，热膨胀系数低，使用寿命长。助燃空气预热管采用氮化硅结合碳化硅材质，热稳定型好，热辐射传导能力强，使用寿命长。采用多级换热管，助燃空气预热时间长，预热后温度高；助燃空气预热管两端固定采用压盖密封，压盖内填充陶瓷纤维绳软物质，保障预热管膨胀空间大且不会造成漏风的现象。

本实用新型连接的工业炉窑排放的高温烟气由内衬浇注耐火材料的管道从烟气入口1进入高温筒体2内，烟气入口1设置烟气导流块，使烟气进入呈旋转状态，再通过安装有预热管组的高温筒体2，从烟气出口3排往烟气排放主烟道。助燃空气从进风口4进入一级预热管5内，预热后的助燃空气经连接通道6再进入二级预热管7内，经过再次预热的助燃空气经连接通道6进入三级预热管9，最后由预热后高温助燃空气出风口10连接高温助燃空气管输送到燃烧器。预热后高温助燃空气出风口10设有一支测量空气温度的空气测量热电偶11，烟气出口3设有测量出口烟气温度的烟气测量热电偶12。高温筒体2另一侧设有清渣口。

本实用新型的工作原理：

本实用新型采用多级预热管组，助燃空气从进风口进入一级氮化硅结合碳化硅预热管组内，经过预热后的助燃空气温度达到200℃，预热后的高温助燃空气经连接通道再进入二级氮化硅结合碳化硅预热管组内，经过再次预热的助燃空气温度达到350℃，预热后的高温烟气再次经连接通道进入三级氮化硅结合碳化硅预热管组，通过预热管后的助燃空气温度达到450℃，最后由助燃空气出风口连接高温助燃空气管输送到燃烧器参与燃烧。同时，工业炉窑排放的烟气温度由1000℃经过换热后降低到600℃，这个排放温度可以直接进入除尘器进行处理，减少了高温烟气进入除尘设备前需要降温设备投入。

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 (6)

1.一种助燃空气多级热交换装置，包括高温筒体（2），设置在筒体一端连接炉窑排烟管道的烟气入口（1），和设置在筒体另一端连接主烟道的烟气出口（3），其特征在于：

高温筒体（2）上穿设有至少两级预热管组，预热管组的两端开口朝外且固定在高温筒体（2）壁上，中部置于高温筒体（2）内；所述各级预热管组均包括至少二根预热管，其中首级预热管组一端设置接入常温助燃空气的进风口（4），末级预热管组一端设置连接燃烧器的预热后高温助燃空气出风口（10），首级预热管组的另一端与中部预热管组及末级预热管组另一端之间设置连接通道（6）连接并构成S型空气流道，各预热管内流经的空气与高温筒体（2）内穿过预热管外的高温烟气形成交叉换热。

2.根据权利要求1所述的助燃空气多级热交换装置，其特征在于所述的预热管组包括一级预热管组（5）、二级预热管组（7）和三级预热管组（9），各预热管组的预热管数从烟气出口（3）端至烟气入口（1）端呈递增状态设置，且各预热管组的两端均通过密封压盖（8）固定在高温筒体（2）外壁上，密封压盖（8）内填充陶瓷纤维绳软物质。

3.根据权利要求1所述的助燃空气多级热交换装置，其特征在于所述的烟气入口（1）和烟气出口（3）均为变径口，其中烟气入口（1）处设置有烟气导流块，烟气出口（3）上设置有烟气测量热电偶（12）。

4.根据权利要求1所述的助燃空气多级热交换装置，其特征在于所述的高温筒体（2）由钢结构外壳和水泥浇注的内衬组成，且高温筒体（2）的一侧还设置有清渣口。

5.根据权利要求1所述的助燃空气多级热交换装置，其特征在于所述的预热管组的各预热管均为氮化硅结合碳化硅材质的中空管。

6.根据权利要求1所述的助燃空气多级热交换装置，其特征在于所述的预热后高温助燃空气出风口（10）上设置有空气测量热电偶（11）。

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