專利名稱：換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空氣預(yù)熱器，尤其涉及換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器。
背景技術(shù)：
噴流式空氣預(yù)熱器在化工、冶金、能源動(dòng)力、建材等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，主要用于熱風(fēng)爐、加熱爐、工業(yè)爐窯、鍋爐等設(shè)備的余熱利用工程及空氣預(yù)熱工程，它可充分回收余熱，提供純凈的高溫空氣，可以節(jié)約大量能源。隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和能源緊缺壓力的困擾，對(duì)噴流空氣預(yù)熱器的熱利用率和功能也提出了越來(lái)越高的要求。噴流式空氣預(yù)熱器主要用于回收高溫?zé)煔獾挠酂?，其承受的溫度高達(dá)800 900°C，因而其在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)期受到高溫?zé)煔獾臒彷椛?，特別是靠煙氣入口的前幾排換熱管受到的煙氣熱輻射更為嚴(yán)重，其承受的溫度遠(yuǎn)比中間位置換熱管所承受的溫度高，這導(dǎo)致各排換熱管的熱膨脹不一，當(dāng)一根換熱管損壞時(shí)，整個(gè)噴流式空氣預(yù)熱器都將報(bào)廢，因而在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中通常從煙氣入口處至出口處選用不同材料型號(hào)的換熱管，在靠煙氣入口處的換熱管選擇耐高溫的合金管材，而靠煙氣出口處的換熱管選用一般的不銹鋼管， 然而由于換熱管所選用的材料不同，其熱膨脹能力也有很大差別，在制造加工與應(yīng)用過(guò)程中，容易出現(xiàn)由于熱膨脹性能不匹配而導(dǎo)致個(gè)別換熱管損壞，這造成噴流式空氣預(yù)熱器造價(jià)昂貴、壽命短，影響噴流式空氣預(yù)熱器的總體性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可減小換熱管之間的管壁溫差、使各排換熱管內(nèi)被加熱的空氣具有相同進(jìn)出口溫差、具有最優(yōu)綜合換熱效果的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，包括風(fēng)箱和多排換熱管，所述風(fēng)箱上端設(shè)有冷空氣入口，風(fēng)箱下端設(shè)有熱空氣出口，風(fēng)箱一側(cè)設(shè)有煙氣入口，風(fēng)箱另一側(cè)設(shè)有煙氣出口，所述多排換熱管均勻布置于風(fēng)箱內(nèi)并連通冷空氣入口與熱空氣出口，所述換熱管由同軸套設(shè)的內(nèi)管和外管組成，所述內(nèi)管為開有若干噴流孔的噴流管。從所述煙氣入口一側(cè)至所述煙氣出口一側(cè)，各換熱管中內(nèi)管上所設(shè)噴流孔的數(shù)量逐漸減少。所述外管上端封閉，所述內(nèi)管下端封閉。所述冷空氣入口位于靠近煙氣入口的一側(cè)。所述熱空氣出口位于靠近煙氣出口的一側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，通過(guò)同軸套設(shè)的內(nèi)管和外管組成換熱管，并在內(nèi)管上開設(shè)若干噴流孔作為噴流管，冷空氣進(jìn)入內(nèi)管后從噴流孔垂直地射向外管內(nèi)壁，形成高速空氣氣流對(duì)換熱面進(jìn)行沖擊，使層流邊界層受到破壞，極大地強(qiáng)化對(duì)流換熱過(guò)程，而煙氣入口側(cè)則利用高溫?zé)煔獾妮椛浞艧釓?qiáng)化煙氣側(cè)的輻射換熱，這不僅提高了噴流式空氣預(yù)熱器的總換熱系數(shù)，而且也有效地降低了煙氣入口側(cè)換熱管的溫度。本發(fā)明可從煙氣入口一側(cè)至所述煙氣出口一側(cè)，將各換熱管中內(nèi)管上所設(shè)噴流孔的數(shù)量逐漸減少，在煙氣入口一側(cè)高溫?zé)煔獾妮椛浞艧崃看?，設(shè)置的噴流孔數(shù)量越多，則流過(guò)的空氣流量越大，管壁受到的冷卻就越大；而煙氣出口一側(cè)煙氣的輻射放熱量小，設(shè)置的噴流孔數(shù)量越少，則流過(guò)的空氣流量越小，管壁受到的冷卻就越小，從而通過(guò)設(shè)置噴流孔數(shù)量可達(dá)到控制換熱管的管壁溫差、控制被加熱的空氣具有相同的進(jìn)出口溫差的目的，使換熱管具有相同的壁溫，便于統(tǒng)一換熱管的材料選型，可以減少耐高溫材料的使用，降低空氣預(yù)熱器的材料成本，解決了由于選用不同換熱管材料的熱膨脹性不一的問(wèn)題，從而可避免煙氣入口側(cè)因管內(nèi)溫度高而造成換熱管的燒壞，提高了空氣預(yù)熱器的整體壽命；同時(shí)，由于越靠近煙氣入口側(cè)，空氣與煙氣的溫差越大，而根據(jù)傳熱學(xué)與流體力學(xué)原理，此處強(qiáng)化傳熱的潛力越大， 因而增加此處的空氣流量則空氣垂直射向換熱表面的流速越高，強(qiáng)化傳熱的效果越好。本發(fā)明的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器制造成本低、使用壽命長(zhǎng)，總體換熱性能好， 可實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器高效穩(wěn)定的運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的主剖視圖3是本發(fā)明的俯視圖； 圖4是本發(fā)明的換熱管的立體放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號(hào)表示
1、風(fēng)箱；2、換熱管；11、冷空氣入口 ；12、熱空氣出口 ；13、煙氣入口 ；14、煙氣出口 ；15、 連接板；21、內(nèi)管；22、外管；211、噴流孔。
具體實(shí)施例方式圖1至圖4示出了本發(fā)明的一種換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器實(shí)施例， 該預(yù)熱器包括風(fēng)箱1和多排換熱管2，風(fēng)箱1上端設(shè)有冷空氣入口 11，風(fēng)箱1下端設(shè)有熱空氣出口 12，風(fēng)箱1 一側(cè)設(shè)有煙氣入口 13，風(fēng)箱1另一側(cè)設(shè)有煙氣出口 14，冷空氣入口 11位于靠近煙氣入口 13的一側(cè)，熱空氣出口 12位于靠近煙氣出口 14的一側(cè)，風(fēng)箱1內(nèi)設(shè)有上、 下兩塊連接板15，并通過(guò)兩塊連接板15將煙氣出入口與空氣出入口隔開，多排換熱管2均勻布置于風(fēng)箱1內(nèi)并連通冷空氣入口 11與熱空氣出口 12，本實(shí)施例共設(shè)有四排換熱管2， 每排設(shè)六根，四排換熱管2均勻布置于風(fēng)箱1內(nèi)，各換熱管2的上、下兩端分別與一連接板 15連接固定，換熱管2由同軸套設(shè)的內(nèi)管21和外管22組成，內(nèi)管21為開有若干噴流孔211 的噴流管，冷空氣經(jīng)冷空氣入口 11進(jìn)入內(nèi)管21后從噴流孔211垂直地射向外管22內(nèi)壁， 形成高速空氣氣流對(duì)換熱面進(jìn)行沖擊，使層流邊界層受到破壞，極大地強(qiáng)化對(duì)流換熱過(guò)程， 而煙氣入口 13的一側(cè)則利用高溫?zé)煔獾妮椛浞艧釓?qiáng)化煙氣側(cè)的輻射換熱，這不僅提高了噴流式空氣預(yù)熱器的總換熱系數(shù)，而且也有效地降低了煙氣入口 13處換熱管2的溫度。本發(fā)明的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器制造成本低、使用壽命長(zhǎng)，總體換熱性能好， 可實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器高效穩(wěn)定的運(yùn)行。
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本實(shí)施例中，從煙氣入口 13 —側(cè)至煙氣出口 14 一側(cè)，各換熱管2中內(nèi)管21上所設(shè)噴流孔211的數(shù)量逐漸減少，在煙氣入口 13 —側(cè)高溫?zé)煔獾妮椛浞艧崃看?，設(shè)置的噴流孔211數(shù)量越多，則流過(guò)的空氣流量越大，外管22的管壁受到的冷卻就越大；而煙氣出口 14 一側(cè)煙氣的輻射放熱量小，設(shè)置的噴流孔211數(shù)量越少，則流過(guò)的空氣流量越小，外管22 的管壁受到的冷卻就越小，從而通過(guò)設(shè)置噴流孔211的數(shù)量可達(dá)到控制換熱管2的管壁溫差、控制被加熱的空氣具有相同的進(jìn)出口溫差的目的，使換熱管2具有相同的壁溫，便于統(tǒng)一換熱管2的材料選型，可以減少耐高溫材料的使用，降低空氣預(yù)熱器的材料成本，解決了由于選用不同換熱管材料的熱膨脹性不一的問(wèn)題，從而可避免煙氣入口 13—側(cè)因管內(nèi)溫度高而造成換熱管2的燒壞，提高了空氣預(yù)熱器的整體壽命；同時(shí)，由于越靠近煙氣入口 13 一側(cè)，空氣與煙氣的溫差越大，而根據(jù)傳熱學(xué)與流體力學(xué)原理，此處強(qiáng)化傳熱的潛力越大， 因而增加此處的空氣流量則空氣垂直射向換熱表面的流速越高，強(qiáng)化傳熱的效果越好。進(jìn)一步，可將外管22上端封閉，內(nèi)管21下端封閉，這樣的結(jié)構(gòu)使冷空氣只能從內(nèi)管21上端進(jìn)入換熱管2，從外管22下端排出換熱管2，并且進(jìn)入內(nèi)管21的冷空氣只能通過(guò)噴流孔211噴入外管22，從而可加強(qiáng)氣流噴射力度，充分破壞層流邊界層，提高換熱效果。上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，包括風(fēng)箱(1)和多排換熱管(2)，所述風(fēng)箱(1)上端設(shè)有冷空氣入口( 11 )，風(fēng)箱(1)下端設(shè)有熱空氣出口( 12)，風(fēng)箱(1) 一側(cè)設(shè)有煙氣入口(13)，風(fēng)箱(1)另一側(cè)設(shè)有煙氣出口(14)，所述多排換熱管(2)均勻布置于風(fēng)箱 (1)內(nèi)并連通冷空氣入口(11)與熱空氣出口( 12)，其特征在于所述換熱管(2)由同軸套設(shè)的內(nèi)管(21)和外管(22)組成，所述內(nèi)管(21)為開有若干噴流孔(211)的噴流管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于從所述煙氣入口( 13)—側(cè)至所述煙氣出口(14) 一側(cè)，各換熱管(2)中內(nèi)管(21)上所設(shè)噴流孔 (211)的數(shù)量逐漸減少。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述外管(22 )上端封閉，所述內(nèi)管(21)下端封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述冷空氣入口( 11)位于靠近煙氣入口(13)的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述冷空氣入口(11)位于靠近煙氣入口(13)的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于 所述熱空氣出口( 12)位于靠近煙氣出口(14)的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，其特征在于所述熱空氣出口( 12)位于靠近煙氣出口( 14)的一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器，包括風(fēng)箱和多排換熱管，所述風(fēng)箱上端設(shè)有冷空氣入口，風(fēng)箱下端設(shè)有熱空氣出口，風(fēng)箱一側(cè)設(shè)有煙氣入口，風(fēng)箱另一側(cè)設(shè)有煙氣出口，所述多排換熱管均勻布置于風(fēng)箱內(nèi)并連通冷空氣入口與熱空氣出口，所述換熱管由同軸套設(shè)的內(nèi)管和外管組成，所述內(nèi)管為開有若干噴流孔的噴流管。該換熱管進(jìn)出口同溫差噴流式空氣預(yù)熱器具有可減小換熱管之間的管壁溫差、使各排換熱管內(nèi)被加熱的空氣具有相同進(jìn)出口溫差、具有最優(yōu)綜合換熱效果的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23L15/00GK102213441SQ20111014392
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者姜建榮, 姜昌偉, 李行, 柴榮才, 童永清 申請(qǐng)人:杭州美寶爐窯工程有限公司, 長(zhǎng)沙理工大學(xué)