專(zhuān)利名稱(chēng)：復(fù)合管空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱交換技術(shù)，特別指一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器。
背景技術(shù)：
我國(guó)爐型結(jié)構(gòu)、工藝和操作管理較落后，能量有效利用程度低，工業(yè)爐節(jié)能潛力十 分巨大。要降低燃料消耗除應(yīng)滿負(fù)荷生產(chǎn)、盡量提高爐子生產(chǎn)率以外，還要減少爐子砌體的 蓄熱和散熱損失，以及高溫?zé)煔鈳ё叩臒釗p失等。國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍使用的工業(yè)爐窯由于爐內(nèi) 排出的煙氣溫度多達(dá)600-1200°C，約占供入爐內(nèi)熱量的30-60%，使?fàn)t內(nèi)工作實(shí)際熱效率低 下。部分企業(yè)已經(jīng)利用簡(jiǎn)易的空氣預(yù)熱器來(lái)回收這部分熱量用以預(yù)熱空氣和煤氣，但預(yù)熱 效果差，使用壽命短等缺點(diǎn)，現(xiàn)就幾種常見(jiàn)簡(jiǎn)易空氣預(yù)熱器的使用情況如下
蓄熱式預(yù)熱器是指換熱面本身為蓄熱體，利用排出的高溫?zé)煔忸A(yù)熱蓄熱體吸熱，之后 再向助燃空氣放熱的預(yù)熱器；優(yōu)點(diǎn)蓄熱溫度高。缺點(diǎn)生產(chǎn)成本高、體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 空氣過(guò)剩系數(shù)不穩(wěn)定；需經(jīng)常更換蓄熱體，維護(hù)成本高；間壁式空氣預(yù)熱器是指煙氣將 熱量連續(xù)不斷地通過(guò)固體壁傳給助燃空氣的預(yù)熱器；優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；自成系 統(tǒng)，與其他工藝過(guò)程無(wú)關(guān)；缺點(diǎn)不適用于大型爐膛，使用壽命短；氣一氣傳熱效果差(預(yù)熱 空氣溫度彡400 °C) ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種預(yù) 熱溫度高，使用壽命長(zhǎng)，污染少，操作簡(jiǎn)單，成本低的復(fù)合管空氣預(yù)熱器。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)造一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特點(diǎn)包括
由碳化硅管組成容納空氣集散的預(yù)熱箱體作高溫?zé)煔獾倪M(jìn)氣端通道，由金屬管式預(yù)熱 箱體作為高溫?zé)煔獾牡某鰵舛送ǖ?，再由高溫?zé)煿芗敖宇^串連碳化硅管預(yù)熱箱體和金屬管 式預(yù)熱箱體將降溫后的煙氣排出；
由金屬管式預(yù)熱箱體作為燃燒器助燃空氣的進(jìn)氣端通道，由碳化硅管組成的預(yù)熱箱體 作為助燃空氣的出氣端通道，由高溫風(fēng)管及高溫接頭串連金屬管式預(yù)熱箱體和碳化硅管預(yù) 熱箱體將預(yù)熱后助燃空氣排出；
所述的碳化硅管預(yù)熱箱體設(shè)置為上下兩個(gè)，構(gòu)成高溫?zé)煔獯怪鄙闲型ǖ?，金屬管式預(yù) 熱箱體設(shè)置在相鄰的高溫?zé)煔獯怪毕滦型ǖ郎希邷責(zé)煔鈴念A(yù)熱箱體管外通過(guò)，助燃空氣 從預(yù)熱箱體管內(nèi)通過(guò)；
所述的碳化硅管水平設(shè)置在碳化硅管下預(yù)熱箱體和碳化硅管上預(yù)熱箱體內(nèi)，碳化硅管 上預(yù)熱箱體一側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管，碳化硅管下預(yù)熱箱體 一側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管連接至燃燒器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果
1、提高助燃空氣預(yù)熱溫度、提高燃料的理論燃燒溫度空氣預(yù)熱后可以提高燃料的理 論燃燒溫度。溫度的提高程度與氣體的預(yù)熱溫度有關(guān)，一般空氣預(yù)熱溫度每提高100°c可提高理論燃燒溫度50 V左右。2、提高助燃空氣預(yù)熱溫度節(jié)約燃料可將空氣溫度預(yù)熱到800°C。理論計(jì)算每提 高空氣預(yù)熱溫度100°c，可節(jié)約燃料5%左右，是有效的節(jié)能手段，投資回收期短，有很高的 經(jīng)濟(jì)效率。3、提高燃燒效率空氣預(yù)熱后由于體積膨脹使氣體流動(dòng)速度加快，促使可燃物混 合加強(qiáng)，混合物活性增加，從而能實(shí)現(xiàn)低氧完全燃燒并提高了燃燒效率。4、減少煙氣排放量有利保護(hù)環(huán)境隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，不僅要求降低煙氣 中S02和NOx的排放濃度，同時(shí)要求煙氣的總排放量也要減少，這是因?yàn)闊煔庵蠧02的大量 排放將影響全球的大氣質(zhì)量。回收煙氣余熱可在總供熱能力不變的情況下減少燃料的供給 量，亦即減少了煙氣的生成量和排放量?；厥盏臒崃吭蕉?，則煙氣排放量越少，對(duì)環(huán)境保護(hù) 的意義就更大。5、提高使用壽命預(yù)熱器殼體內(nèi)襯耐火材料，使高溫?zé)煔獠慌c普通鋼材接觸，提高 外殼鋼材的使用壽命；預(yù)熱空氣管采用碳化硅管與滲鋁管相結(jié)合，從而避免了預(yù)熱的高溫 助燃空氣在滲鋁管內(nèi)的停留。本發(fā)明復(fù)合管高效空氣預(yù)熱器將碳化硅管與滲鋁管有機(jī)的結(jié)合在一起，采用兩個(gè) 獨(dú)立的預(yù)熱體系，高溫?zé)煔庀冉?jīng)碳化硅管箱體后到達(dá)滲鋁管箱體，常溫助燃空氣先經(jīng)滲鋁 管箱體后到達(dá)碳化硅管箱體，結(jié)合了蓄熱體預(yù)熱器的助燃空氣預(yù)熱溫度高、間壁式預(yù)熱器 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。并采用多項(xiàng)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)達(dá)到上述發(fā)明目的。本發(fā)明有以下特點(diǎn)
1、高溫區(qū)采用碳化硅管空氣預(yù)熱器
A 碳化硅有較好的物理化學(xué)性能，可耐1000°C高溫?zé)煔?、NOx和二惡英及其他有害煙 氣的腐蝕；
B、導(dǎo)熱性強(qiáng)，由于進(jìn)入碳化硅管的高溫?zé)煔膺_(dá)1000°C，助燃空氣在經(jīng)過(guò)碳化硅管時(shí)，空 氣預(yù)熱溫度可達(dá)800-1000°C。C:箱體外殼采用鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯耐火材料相結(jié)合，鋼結(jié)構(gòu)不與高溫接觸，提高使用 壽命；同時(shí)，在側(cè)部安裝清灰口，便于碳化硅管的清灰與保養(yǎng)。2、低溫區(qū)采用金屬管式空氣預(yù)熱器
A 高溫?zé)煔饨?jīng)碳化硅管預(yù)熱器后，溫度降至600°C左右，進(jìn)入金屬管空氣預(yù)熱器。B:為了減少普通鋼管在煙氣中的氧化，金屬管采用滲鋁鋼管，在普通鋼管的表面 附一層鋁質(zhì)，提高其金屬管的使用壽命；
C、箱體外殼采用鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯耐火材料相結(jié)合，鋼結(jié)構(gòu)不與高溫接觸，提高使用壽命； 同時(shí)，在側(cè)部安裝清灰口，便于碳化硅管的清灰與保養(yǎng)。3、降低排煙溫度1000°C的高溫?zé)煔庠诮?jīng)過(guò)碳化硅管預(yù)熱器時(shí)，煙氣溫度降低至 500-600°C，在經(jīng)過(guò)金屬管空氣預(yù)熱器后，煙氣降低至150-200°C，再經(jīng)普能排煙管路排出；
4、提高助燃空氣溫度常溫下的助燃空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)送入到金屬管空氣預(yù)熱器，在經(jīng)金屬 管預(yù)熱器第一次預(yù)熱后進(jìn)入碳化硅管式空氣預(yù)熱器，經(jīng)過(guò)碳化管的預(yù)熱后，助燃空氣預(yù)熱 溫度達(dá)到800-1000°C。


圖1是本發(fā)明主視圖。圖2是圖1剖視圖。圖3是圖1俯視圖。圖4是圖1右視圖。
具體實(shí)施例方式由圖1至4可知，本發(fā)明由碳化硅管8組成容納空氣集散的預(yù)熱箱體作高溫?zé)煔?的進(jìn)氣端通道，由金屬管式預(yù)熱箱體17作為高溫?zé)煔獾牡某鰵舛送ǖ?，再由高溫?zé)煿芗敖?頭串連碳化硅管預(yù)熱箱體和金屬管式預(yù)熱箱體17將降溫后的煙氣排出；
由金屬管式預(yù)熱箱體17作為燃燒器助燃空氣的進(jìn)氣端通道，由碳化硅管8組成的預(yù)熱 箱體作為助燃空氣的出氣端通道，由高溫風(fēng)管及高溫接頭串連金屬管式預(yù)熱箱體17和碳 化硅管預(yù)熱箱體將預(yù)熱后助燃空氣排出；
所述的碳化硅管預(yù)熱箱體設(shè)置為上下兩個(gè)，構(gòu)成高溫?zé)煔獯怪鄙闲型ǖ?，金屬管式預(yù) 熱箱體設(shè)置在相鄰的高溫?zé)煔獯怪毕滦型ǖ郎?，高溫?zé)煔鈴念A(yù)熱箱體管外通過(guò)，助燃空氣 從預(yù)熱箱體管內(nèi)通過(guò)；
所述的碳化硅管8水平設(shè)置在碳化硅管下預(yù)熱箱體2和碳化硅管上預(yù)熱箱體7內(nèi)，碳 化硅管上預(yù)熱箱體7 —側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管16，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管6，碳化硅管 下預(yù)熱箱體2 —側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管4，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管連接至燃燒器23。本發(fā)明所述的碳化硅管下預(yù)熱箱體2底部由天方地圓接頭1連接一高溫水平煙閥 22，下預(yù)熱箱體2—側(cè)設(shè)有清灰爐門(mén)3。所述的碳化硅管上預(yù)熱箱體7頂部由上部聚煙斗9 連接水平高溫?zé)煿?1和高溫四通煙管12，上預(yù)熱箱體7 —側(cè)設(shè)有清灰爐門(mén)3。所述的碳化 硅管上預(yù)熱箱體7 —側(cè)的助燃空氣進(jìn)風(fēng)管16依次連接高溫彎頭15、高溫風(fēng)管14、高溫天方 地圓接頭13至相鄰的高溫空氣垂直下行通道。所述的金屬管熱式預(yù)熱箱體17下方連接高 溫?zé)煔馀懦鋈ü?9和助燃空氣進(jìn)風(fēng)管路20，箱體17設(shè)有清灰爐門(mén)3。所述的聚煙斗9 的頂部設(shè)有維修用的懸吊臂10，水平高溫?zé)煿?1上連接一冷卻風(fēng)管21。所述的碳化硅管 預(yù)熱箱體和金屬管式預(yù)熱箱體的外殼采用鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁襯有耐火材料。所述的金屬管式預(yù) 熱器的金屬管采用滲鋁鋼管，在鋼管表面附一層鋁質(zhì)。本發(fā)明的工作過(guò)程及原理
1、高溫?zé)煔庠趶母邷厮綗熼y22、經(jīng)過(guò)天方地圓1后進(jìn)入碳化硅下箱體2對(duì)箱體內(nèi) 的碳化硅管進(jìn)行第一次預(yù)熱，使煙氣溫度從最初的1100°c降到800°C，然后進(jìn)入碳化硅 管上箱體7，對(duì)碳化硅上箱體7內(nèi)的碳化硅進(jìn)行第二次預(yù)熱，使煙氣溫度從800°C下降到 500-600 °C 左右。2、500-600°C的中溫?zé)煔庠诮?jīng)過(guò)碳化硅管箱體后，通過(guò)上部聚煙斗9，水平高溫?zé)?管11及高溫四通煙管12進(jìn)入金屬管式預(yù)熱器17，此時(shí)，由于煙氣溫度的下降，煙氣中含塵 量減小，從而對(duì)金屬管預(yù)熱器17的損壞也相應(yīng)減小，煙氣在經(jīng)過(guò)金屬管式預(yù)熱器17后，煙 氣溫度降至200°C，再經(jīng)過(guò)排煙三通19排出，減少了煙氣對(duì)環(huán)境的污染。3、助燃空氣由風(fēng)機(jī)先經(jīng)過(guò)金屬管式空氣預(yù)熱器17，將空氣溫度由常溫提高到 300°C后，通過(guò)高溫天方地圓13、高溫風(fēng)管14、高溫彎頭15及高溫風(fēng)管16進(jìn)入碳化硅管上
5箱體，由箱體碳化管8傳熱至助燃空氣，使助燃空氣溫度提高到600°C左右，再經(jīng)過(guò)高溫異 性變徑頭5與高溫彎頭6到碳化硅下箱體，助燃空氣在經(jīng)過(guò)下箱體內(nèi)的碳化硅后，空氣溫度 急速提高到800-1000°C，最后經(jīng)高溫風(fēng)管送到燃燒器內(nèi)助燃。4、為了方便清理和檢修預(yù)熱器內(nèi)部的預(yù)熱空氣管，在各箱體上都安裝了清灰爐門(mén) 3，在正常情況下處于密封狀態(tài)，同時(shí)安裝了簡(jiǎn)易懸吊臂10，方便拆卸上部的高溫?zé)煿?。本發(fā)明所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本發(fā)明 構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā) 明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技 術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
權(quán)利要求
一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于包括由碳化硅管(8)組成容納空氣集散的預(yù)熱箱體作高溫?zé)煔獾倪M(jìn)氣端通道，由金屬管式預(yù)熱箱體(17)作為高溫?zé)煔獾牡某鰵舛送ǖ溃儆筛邷責(zé)煿芗敖宇^串連碳化硅管預(yù)熱箱體和金屬管式預(yù)熱箱體(17)將降溫后的煙氣排出；由金屬管式預(yù)熱箱體(17)作為燃燒器助燃空氣的進(jìn)氣端通道，由碳化硅管(8)組成的預(yù)熱箱體作為助燃空氣的出氣端通道，由高溫風(fēng)管及高溫接頭串連金屬管式預(yù)熱箱體(17)和碳化硅管預(yù)熱箱體將預(yù)熱后助燃空氣排出；所述的碳化硅管預(yù)熱箱體設(shè)置為上下兩個(gè)，構(gòu)成高溫?zé)煔獯怪鄙闲型ǖ溃饘俟苁筋A(yù)熱箱體設(shè)置在相鄰的高溫?zé)煔獯怪毕滦型ǖ郎?，高溫?zé)煔鈴念A(yù)熱箱體管外通過(guò)，助燃空氣從預(yù)熱箱體管內(nèi)通過(guò)；所述的碳化硅管(8)水平設(shè)置在碳化硅管下預(yù)熱箱體(2)和碳化硅管上預(yù)熱箱體(7)內(nèi)，碳化硅管上預(yù)熱箱體(7)一側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管(16)，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管(6)，碳化硅管下預(yù)熱箱體(2)一側(cè)設(shè)有助燃空氣進(jìn)風(fēng)管(4)，另一側(cè)設(shè)有助燃空氣出風(fēng)管連接至燃燒器(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的碳化硅管下預(yù)熱 箱體(2)底部由天方地圓接頭(1)連接一高溫水平煙閥(22)，下預(yù)熱箱體(2)—側(cè)設(shè)有清灰 爐門(mén)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的碳化硅管上預(yù)熱 箱體(7)頂部由上部聚煙斗(9)連接水平高溫?zé)煿?11)和高溫四通煙管(12)，上預(yù)熱箱體(7)—側(cè)設(shè)有清灰爐門(mén)(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的碳化硅管上預(yù)熱 箱體(7) —側(cè)的助燃空氣進(jìn)風(fēng)管(16)依次連接高溫彎頭(15)、高溫風(fēng)管(14)、高溫天方地 圓接頭(13)至相鄰的高溫空氣垂直下行通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的金屬管熱式預(yù)熱 箱體(17)下方連接高溫?zé)煔馀懦鋈ü?19)和助燃空氣進(jìn)風(fēng)管路(20)，箱體(17)設(shè)有清 灰爐門(mén)(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的聚煙斗(9)的頂 部設(shè)有維修用的懸吊臂(10)，水平高溫?zé)煿?11)上連接一冷卻風(fēng)管(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的碳化硅管預(yù)熱箱 體和金屬管式預(yù)熱箱體的外殼采用鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁襯有耐火材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器，其特征在于所述的金屬管式預(yù)熱器 的金屬管采用滲鋁鋼管，在鋼管表面附一層鋁質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及熱交換技術(shù)，特別指一種復(fù)合管空氣預(yù)熱器。它是由碳化硅管組成容納空氣集散的預(yù)熱箱體作高溫?zé)煔獾倪M(jìn)氣端通道，由金屬管式預(yù)熱箱體作為高溫?zé)煔獾某鰵舛送ǖ?，再由高溫?zé)煿芗敖宇^串連碳化硅管預(yù)熱箱體和金屬管式預(yù)熱箱體將降溫后的煙氣排出；由金屬管式預(yù)熱箱體作為燃燒器助燃空氣的進(jìn)氣端通道，由碳化硅管組成的預(yù)熱箱體作為助燃空氣的出氣端通道，由高溫風(fēng)管及高溫接頭串連金屬管式預(yù)熱箱體和碳化硅管預(yù)熱箱體將預(yù)熱后助燃空氣排出；本發(fā)明采用兩個(gè)獨(dú)立的預(yù)熱體系，高溫?zé)煔庀冉?jīng)碳化硅管箱體后到達(dá)滲鋁管箱體，常溫助燃空氣先經(jīng)滲鋁管箱體后到達(dá)碳化硅管箱體，結(jié)合了蓄熱體預(yù)熱器的助燃空氣預(yù)熱溫度高、間壁式預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23L15/00GK101956995SQ20101051293
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者周紹芳, 孫賢剛 申請(qǐng)人:岳陽(yáng)市巴陵節(jié)能爐窯工程有限公司