CN2503370Y - 加热炉空气预热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是利用加热炉内排出的高温烟气将空气或煤气预热的装置。其特点是采用了内翅片管,能将空气或煤气预热到较高的温度,并降低管壁温度,它具有较高的综合传热系数,克服了传统管式空气预热器存在的综合传热系数低、管壁温度较高的不足。它也适用于与一般工业炉相同的应用场所。
Description
本实用新型是一种以对流换热为主的换热器，是利用加热炉内排出的高温烟气将空气或煤气预热的装置。
传统的管式换热器有直管式、弯管式和U型管式等。它们的共同特点是钢管为光滑管，管内无强化传热的措施，存在着综合传热系数低、管壁温度高等不足。为了提高管内的给热系数，人们采用插件换热器，即在管内安装插件，用增强管内气体的紊流程度来实现强化管内换热。常用的插件有螺旋型，如图4所示；十字型，如图5所示。
传统管式换热器的综合传热系数约为20W/m2℃左右，插件换热器的综合传热系数约为30W/m2℃左右。
提高管式换热器的综合传热性能和温度效率是本实用新型的目的，它具有综合传热系数高、管壁温度低等优点，可以提高预热器的温度效率，提高空气的预热温度。
本实用新型采用内翅片管(2)、(3)为换热元件，通过在预热管(3)内扩展表面，强化管内的传热途径来提高换热器的综合性能。所涉及的技术方案为：
1.一种加热炉空气预热装置，包括冷热风室、预热管、风箱。其特征在于：预热管(3)内固定有内翅片(2)。
2.如权利要求1所述的加热炉空气预热装置，其特征在于：内翅片均匀分布在预热管(3)内，翅片数n＝8～24片，翅片高h＝10～16mm，翅片厚度δ＝1.0～1.4mm，翅片管长度L＜10000m，内翅化比βi＝2～5.6，预热管(2)的直径Do＝38～57mm。
3.如权利要求1所述的加热炉空气预热装置，其特征在于：在预热管(2)的内外均固定有翅片(2)(6)。
内翅片管采用高翅片，其管内翅化比可达5以上。本实用新型与一般管式换热器相比其管内给热系数提高可达4倍左右，其综合传热系数可提高2倍以上，达到50 W/m2℃左右。本实用新型还可根据实际工况采用内外翅片管，使换热器获得更佳的性能。
在换热器体积相同的条件下，内翅片管式空气预热器与一般管式空气预热器相比，具有如下优点：
1.空气预热器温度高。例如，当烟气温度为800℃时，在标准流速下，管式空气预热器的空气预热温度为320℃，而内翅片管式空气预热器可将空气预热到500℃左右。
2.综合传热系数大。一般管式空气预热器的综合传热系数仅为20W/m2℃左右，而内翅片管式预热器的综合传热系数可达～50W/m2℃左右。若采用内外翅片管时，综合传热系数将会更高。
3.管壁温度低。当烟气温度为800℃时，一般管式空气预热器的管壁温度为570℃，而内翅片管式空气预热器的管壁温度为～420℃，从而有利于延长设备的使用寿命。
4.适应性强。由于内翅片管式空气预热器在结构上与管式空气预热器相同，所以它适合于老企业的技术改造，设备更新。
附图中
图1是传统的直管式换热器；
图2是传统的弯管式换热器；
图3是传统的U型管式换热器；
图4是带有螺旋形插件的预热管；
图5是带有十形插件的预热管；
图6是内翅片管；
图7是内外翅片管；
图8是新型内翅片直管式换热器；
图9是新型内外翅片弯管式换热器；
图10是新型内翅片U型管式换热器；
下面结合附图对该实用新型作进一步的描述本实用新型在外形结构上与传统管式换热器相似，主要区别在于采用了内翅片管(2)、(3)和外翅片(6)，其结构如图8、图9、图10所示，图中1为冷风室、2为内翅片、3内翅片管、4为风箱、5为热风室、6为外翅片。
例如，在工艺参数相同的情况下，将光滑管空气预热器和内翅片管空气预热器进行对比，结果如下表：
表一
| 光滑管空气预热器 | 内翅片管空气预热器 | |
| 传热系数W/m2·℃ | 23.8 | 47.5 |
| 传热面积m2 | 80 | 40.2 |
| 管壁温度(入口/出口)℃ | 640/500 | 408/405 |
注：
工艺条件如下：烟气流量9170Nm3/h 空气流量7550Nm3/h烟气温度(入口/出口)805/590℃ 空气温度(入口/出口)20/320℃管内翅化比 βi＝4管子规格 Φ50X3管内空气流速 10Nm/s管外最大烟气流速2.5Nm/s
可见内翅片管空气预热器与光滑管空气预热器相比具有如下特点：
①传热系数提高约1倍；
②换热面积减少约50％；
③管壁温度降低约100～200℃。
冶金工业炉管式空气预热器一般采用直径Φ32-Φ89mm的无缝钢管制作，起特点是密封性能好。
管式空气预热器的结构形式较多，管子形状有直管、弯管和U型管，管子的排列有并列和错列之分，安装方式有水平安装和垂直安装，被加热的介质可以在管内流动，也可以在管外流动，图1、图2、图3均为垂直安装，其中图1为直管式，冷空气经冷风室进入管组合风箱再由管组和热风室流出，其特点是：预热器热膨胀应力较小，预热器的支架一般用来支撑或吊挂上部冷热风室，而下部悬空，，以补偿预热器的热膨胀。弯管式预热器如图2，这种型式的预热器热膨胀应力较小。而U型管式预热器如图3，其管组的热膨胀应力最小，但管内积灰无法清除，管内只适合走干净的空气和净煤气。
内翅片管规格推荐值：
其中：do——管外径 mm
| do | di | h | n | δ | βi |
| 32 | 26 | 8 | 12 | 1.2 | 3.1 |
| 38 | 30 | 10 | 12 | 1.2 | 3.3 |
| 45 | 37 | 12 | 16 | 1.2 | 4.1 |
| 51 | 43 | 14 | 20 | 1.2 | 4.9 |
| 57 | 49 | 16 | 24 | 1.2 | 5.8 |
| 63.5 | 54.5 | 18 | 24 | 1.2 | 5.8 |
| 70 | 60 | 20 | 24 | 1.2 | 5.9 |
| 83 | 73 | 24 | 30 | 1.2 | 7.1 |
| 89 | 79 | 26 | 30 | 1.2 | 7.1 |
di——管内径 mm
n——内翅片数 个
h——内翅片高度 mm
δ——内翅片厚度 mm
βi——内翅化比
Claims (3)
1.一种加热炉空气预热装置，包括冷热风室、预热管、风箱。其特征在于：预热管(3)内固定有内翅片(2)
2.如权利要求1所述的加热炉空气预热装置，其特征在于：内翅片均匀分布在预热管(3)内，翅片数n＝8～24片，翅片高h＝10～16mm，翅片厚度δ＝1.0～1.4，翅片管长度L＜10000m，内翅化比βi＝2～5.6，预热管(2)的直径Do＝38～57mm
3.如权利要求1所述的加热炉空气预热装置，其特征在于：在预热管(2)的内外均固定有翅片(2)(6)
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| CN01270261U CN2503370Y (zh) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | 加热炉空气预热装置 |
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| CN2503370Y true CN2503370Y (zh) | 2002-07-31 |
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| CN (1) | CN2503370Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102147115A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-08-10 | 张家港市江南锅炉压力容器有限公司 | 一种卧式空气预热器 |
| CN102645116A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-22 | 中南大学 | 一种连续蓄热式热交换器 |
| CN105066166A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 天津辰创环境工程科技有限责任公司 | 扰流子-铸铁管组合式空气预热器及加热炉余热回收方法 |
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2001
- 2001-11-06 CN CN01270261U patent/CN2503370Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN102147115A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-08-10 | 张家港市江南锅炉压力容器有限公司 | 一种卧式空气预热器 |
| CN102645116A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-22 | 中南大学 | 一种连续蓄热式热交换器 |
| CN102645116B (zh) * | 2012-04-27 | 2014-04-23 | 中南大学 | 一种连续蓄热式热交换器 |
| CN105066166A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 天津辰创环境工程科技有限责任公司 | 扰流子-铸铁管组合式空气预热器及加热炉余热回收方法 |
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