[实用新型]一种组合式高温空气预热器

说明书

技术领域

本实用新型属换热装置，涉及一种利用热辐射原理设计的一种高温空气预热器。

背景技术

利用烟气加热空气的技术，经过多年的研究已取得了很大的发展，出现了各种形式的空气预热器，如热管式空气预热器、列管式空气预热器、回转式空气预热器、翅片管式空气预热器及板式空气预热器等，这些预热器都为充分利用烟气热量做出了很大的贡献，但是能将空气预热到700℃以上的设备很少，这主要是以上的设备很难解决由于热胀冷缩引起的热应力问题，常常出现管道与管板的焊接在高温差下由于以上应力而出现拉裂的现象。其次设备设计基本上基于对流传热的原理，利用热辐射原理设计的设备几乎没有。

发明内容

本实用新型正是为了克服上述不足，提供一种组合式高温空气预热器，能利用高于1200℃的烟气间接加热空气，充分回收烟气热能，主要创新是利用烟气在不同温度阶段的传热原理，将空气加热部分设计为热辐射加热段和对流加热段二个部分。具体是这样来实施的：一种组合式高温空气预热器，其特征在于预热器由辐射传热段和对流传热段组成，辐射传热段前端面上置有烟气进口，对流传热段后端面上置有烟气出口，靠近烟气出口的对流传热段侧壁上置有冷空气进口，靠近对流传热段另一端的侧壁上置有对流段热空气出口，靠近烟气进口的辐射传热段侧壁上置有高温空气出口，靠近辐射传热段另一端的侧壁上置有辐射段空气进口，对流段热空气出口与辐射段空气进口管道相接。当烟气在700℃以上时，以热辐射传热为主，而且热辐射的传热强度远远大于对流传热的强度，可以利用很少的传热面积，传递大量的热量，热辐射换热段就是利用高温烟气辐射传热原理设计了该传热段的传热设备。

本发明辐射传热段为换热筒结构，由中央烟气通道及其外围的热空气流道构成，中央烟气通道筒壁上置有波纹结构的膨胀节用以吸收热膨胀，解决了管板式换热器难以解决的由于热应力引起的管与板的热应力拉裂问题；中央烟气通道内还置有导流羽，增强热空气的流体的扰动，强化传热，减少气流短路。为了防止热量流失，辐射传热段热空气流道筒壁与换热筒外壳间置有保温浇注料。该传热段不仅可以大幅度降低烟气温度，还大幅降低了对对流段的换热设备的要求，是对流段可以采用各种化热结构的设备。

当烟气温度低于700℃后，传热由热辐射传热为主改为以对流传热为主，本实用新型对流传热段可以采用板式换热器结构、翅片管换热器结构、列管换热器结构以及热管换热器的结构。尤其是双面强化的板式换热器，由于具有较高的传热膜系数，用钢量少、体积小传、热效率高等优点，在次高温的条件下，与其它换热器相比，可以节省近50％的投资。对流传热设备能将700℃的烟气温度一直降到低于150℃以下，充分回收烟气的热量，达到节能的效果。

本实用新型利用烟气在不同温度阶段的传热原理，将辐射换热与对流换热组合一体，充分回收了烟气的热量，而且解决了因热胀冷缩引起的热应力导致管道与管板焊接在高温差下拉裂的问题，该传热设备结构简单、制造容易、节能、使用寿命长。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

实施例1，一种组合式高温空气预热器，预热器由辐射传热段1和对流传热段2组成，辐射传热段1为换热筒结构，由中央烟气通道13及其外围的热空气流道10构成，烟气通道13筒壁上置有膨胀节6，烟气通道13内还置有导流羽7，辐射传热段1热空气流道10筒壁与换热筒外壳8间置有保温浇注料9；对流传热段2可以采用板式换热器结构或翅片管换热器结构或列管换热器结构或热管换热器结构；辐射传热段1前端面上置有烟气进口3，对流传热段2后端面上置有烟气出口14，靠近烟气出口14的对流传热段2侧壁上置有冷空气进口12，靠近对流传热段2另一端的侧壁上置有对流段热空气出口11，靠近烟气进口3的辐射传热段1侧壁上置有高温空气出口4，靠近辐射传热段1另一端的侧壁上置有辐射段空气进口5，对流段热空气出口11与辐射段空气进口5管道相接。

实施例2，参考实施例1，烟气通道13筒壁上置有的膨胀节6为波纹结构的膨胀节，对流传热段2采用双面板式换热器。

冷空气从冷空气进口12进入换热器，在对流传热段2中利用对流传热原理空气被加热到600℃以上，再进入到辐射传热段1中，继续利用热辐射传热原理空气继续被加热到800℃以上，供给用户；1200℃以上的烟气从烟气进口3进入空气加热器，在辐射段被冷却到850℃左右进入到对流段，继续被空气冷却低于150℃后，排出设备。