CN2784851Y - 烟管式喷流换热器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种对各类炉窑尾部烟气的余热进行回收的烟管式喷流换热器，具有较高的换热效率。其外管和内管设置在壳体内部，内管套装在外管中并间隔有距离，外管的外壁与壳体的内壁之间形成冷风室，外管上设置有喷流小孔，外管的两端开口与冷风室隔断，空气进口与冷风室连通，空气出口与外管连通，烟气进口和烟气出口分别与内管的两端连通。其壳体的外部无需保温层、耐火材料，换热效率高，其最高综合传热系数可达100W/(m2·℃)。另外，还具有烟气侧阻力较低、内管壁平均温度低、烟气侧不易结灰且清灰容易、设备使用寿命长的优点，预热后热空气温度较高，可达350℃以上，可广泛用于各类炉窑尾部烟气余热的回收。

Description

烟管式喷流换热器
技术领域
本实用新型涉及一种进行余热回收的热工设备，尤其是一种对各类炉窑尾部烟气的余热进行回收的烟管式喷流换热器。
背景技术
目前，采用喷流换热技术的喷流换热器已广泛的利用于炉窑的余热回收工艺中，喷流换热器也叫喷流预热器，是利用炉窑尾部烟气的余热与待加热空气进行热交换，从而达到回收余热的目的。现有的喷流换热器有管状、筒状等，管状喷流换热器主要以对流换热为主，筒状喷流换热器主要以辐射传热为主。管状喷流换热器由内管和外管组成，外管为热交换管，烟气走管外由外侧流过；内管通预热气体，由管壁上的密集小孔喷至外管内壁。预热气体由小孔喷至热交换管内壁时，因喷出速度大且系垂直喷向管壁，破坏了管壁上的气流附面层，使对流换热加强，同时管壁的温度相对降低，有利于提高换热器的使用寿命，但这种管状喷流换热器的综合传热系数只有45～55W/(m2·℃)，在相同的容积空间内的有效换热面积不大，同时由于烟气走管外，使得在容纳内管和外管并形成烟气通道的壳体上温度较高，需要在壳体的外部增加保温层、耐火材料等，不仅不利于余热的进一步回收，还增加了制造和使用成本，也不利于提高壳体的使用寿命。
实用新型内容
为了克服现有管状喷流换热器的换热效率不高的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效率的烟管式喷流换热器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该烟管式喷流换热器，包括壳体、设置在壳体内部的外管和内管，内管套装在外管中并间隔有距离，壳体上设置有空气进口、空气出口、烟气进口以及烟气出口，其特征是：外管的外壁与壳体的内壁之间形成冷风室，外管上设置有喷流小孔，外管的两端开口与冷风室隔断，空气进口与冷风室连通，空气出口与外管连通，烟气进口和烟气出口分别与内管的两端连通。
作为对上述技术方案的进一步改进，在上述壳体的内部设置有上管板、中管板和下管板，并将壳体的内部容腔隔断为冷风室和热风室，内管固定连接在上管板和下管板上，外管固定连接在中管板和下管板上，冷风室和热风室之间通过外管及喷流小孔连通，空气出口设置在热风室的外壁上。
本实用新型的有益效果是：由于采用了上述结构，高温烟气从内管中通过，而预热气体从冷风室、喷流小孔和外管与内管之间的间隔中通过，从而不需要在壳体的外部增加保温层、耐火材料等，并且在相同的容积空间内比传统产品具有更大的换热面积，提高了换热效率，其最高综合传热系数可达100W/(m2·℃)。安装使用方便，可根据实际需要采用卧式或立式安装，空气进口和空气出口可以根据需要任意选择安装方位。另外，还具有烟气侧阻力较低、内管壁平均温度低、烟气侧不易结灰且清灰容易、设备使用寿命长的优点，预热后热空气温度较高，可达350℃以上，可广泛用于各类炉窑尾部烟气余热的回收。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
图中标记为，壳体1、内管2、外管3、空气进口4、空气出口5、烟气进口6、烟气出口7、冷风室8、喷流小孔9、上管板10、中管板11、下管板12、热风室13。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型的烟管式喷流换热器，包括壳体1、设置在壳体1内的外管3和内管2，内管2套装在外管3中并间隔有距离。每个套装的外管3和内管2形成一个单元，多个单元形成管列。壳体1上设置有空气进口4、空气出口5、烟气进口6以及烟气出口7，外管3的外壁与壳体1的内壁之间形成冷风室8，外管3上设置有喷流小孔9，外管3的两端开口与冷风室8隔断，空气进口4与冷风室8连通，空气出口5与外管3连通，烟气进口6和烟气出口7分别与内管2的两端连通。
如图中的箭头所示，高温烟气从烟气进口6进入内管2，并在一定的设计流速下与内管2的内壁进行对流和辐射传热，经过换热降温后的烟气由烟气出口7排出。冷空气由空气进口4进入冷风室8，在冷风室8内均压后均匀进入外管3上的喷流小孔9，以高速喷射到内管2的外壁上，与内管2的外壁进行强烈的对流热交换。由于喷射速度较高，能有效破坏内管2的外壁表面的空气附面层，强化表面传热。经过换热后的热空气沿外管3和内管2之间的环缝流向空气出口5排出。
实施例：本实用新型的烟管式喷流换热器，包括壳体1、设置在壳体1内的外管3和内管2，内管2套装在外管3中并间隔有距离。每个套装的外管3和内管2形成一个单元，多个单元形成管列，外管3的外壁与壳体1的内壁之间形成冷风室8，外管3上设置有喷流小孔9。壳体1的内部设置有上管板10、中管板11和下管板12，并将壳体1的内部容腔隔断为冷风室8和热风室13。内管2固定连接在上管板10和下管板12上，外管3固定连接在中管板11和下管板12上，外管3的两端开口与冷风室8隔断，烟气进口6和烟气出口7分别与内管2的两端连通。空气进口4与冷风室8连通，冷风室8和热风室13之间通过外管3及喷流小孔9连通，空气出口5设置在热风室13的外壁上。这样，经过换热后的热空气沿外管3和内管2之间的环缝流向热风室13，并在热风室13中进一步与内管2进行热交换，升温后从空气出口5排出。这样既有利于提高换热效率，同时还进一步降低了内管2的壁表面平均温度，使烟气侧不易结灰，有利于提高设备的使用寿命。
冷风室8和热风室13的布置形式可以采用多种方式，可根据实际情况选取，例如：冷风室8和热风室13上下布置，冷风室8设置在热风室13的下方。空气进口4与空气出口5一般布置在远端，例如在圆周方向上的交角为180°等，这样有利于增加换热行程，进一步提高换热效率。

Claims (5)

1、烟管式喷流换热器，包括壳体(1)、设置在壳体(1)内的外管(3)和内管(2)，内管(2)套装在外管(3)中并间隔有距离，壳体(1)上设置有空气进口(4)、空气出口(5)、烟气进口(6)以及烟气出口(7)，其特征是：外管(3)的外壁与壳体(1)的内壁之间形成冷风室(8)，外管(3)上设置有喷流小孔(9)，外管(3)的两端开口与冷风室(8)隔断，空气进口(4)与冷风室(8)连通，空气出口(5)与外管(3)连通，烟气进口(6)和烟气出口(7)分别与内管(2)的两端连通。
2、如权利要求1所述的烟管式喷流换热器，其特征是：壳体(1)的内部设置有上管板(10)、中管板(11)和下管板(12)，并将壳体(1)的内部容腔隔断为冷风室(8)和热风室(13)，内管(2)固定连接在上管板(10)和下管板(12)上，外管(3)固定连接在中管板(11)和下管板(12)上，冷风室(8)和热风室(13)之间通过外管(3)及喷流小孔(9)连通，空气出口(5)设置在热风室(13)的外壁上。
3、如权利要求2所述的烟管式喷流换热器，其特征是：冷风室(8)和热风室(13)上下布置。
4、如权利要求3所述的烟管式喷流换热器，其特征是：冷风室(8)设置在热风室(13)的下方。
5、如权利要求2、3或4所述的烟管式喷流换热器，其特征是：空气进口(4)与空气出口(5)在圆周方向上的交角为180°。
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