[发明专利]一种用于烘烤烟叶的高效换热器

说明书

技术领域

本发明属于烟叶烤制设施技术领域，涉及一种用于烘烤烟叶的高效换热器。 

背景技术

在烟叶烤制干燥过程中，空气作为工作介质，既是热的载体，又是湿的载体，可以把它看作烟叶的干燥剂。空气与烟叶之间，以及叶组织内部发生热交换和质(水分)交换，热交换是热量由空气传递给烟叶，质交换是将水分由烟叶传递给空气。烤房是烟叶烘烤重要的基础设备，先进的烘烤工艺只有通过性能良好的烤房才能产生其应有的效果。目前，我国已推广的烤房主要分为普通烤房和密集烤房，其中密集型烤房是推广的重点。密集型烤房的结构主要包括装烟室和加热室，换热器和风机布置在烤房的加热室，而烟架和排湿装置布置在装烟室。进入加热室的空气通过换热器对其加热后，在循环风机的作用下进入装烟室内对烟叶进行烘烤。 

换热器是烟叶烤房的主体设备之一，它的性能直接影响着烟叶烘烤的质量和单位能耗。随着烟农对烟叶烤房换热器质量要求的不断提高，国家烟草专卖局对烟叶烤房换热器的钢材选择、厚度、散热面积以及炉体结构等都做了严格的要求。目前的换热器存在的问题主要在以下几个方面：(1)换热器热效率不高，致使烟农烘烤用煤量大，烘烤成本高、收益减少，到目前为止还没有任何一家烟叶烘烤设备供应厂家设计或使用高效换热器。(2)大多数换热器由于需要达到烟叶烘烤工艺对散热面积和材料厚度的要求，换热器整体比较笨重，不利于安装和维护，在机械化程度不发达的边远山区矛盾尤其突出；(3)换热器清灰困难，灰粒黏附在换热管内壁后，严重影响金属的热传导过程，导致换热器换热效率急剧下降。而由于采购 成本有限，目前烟叶烘烤使用的换热器无法安装自动清灰装置，清灰过程主要通过打开采用螺栓连接的清灰门后人工清灰，经过几个烘烤周期后，螺栓由于高温作用变形，给换热器的清理和维护造成了极大的困难，进而影响换热器传热性能。(4)大多数换热器的主要散热区域位置比较分散，不利于在风机强制对流的条件下强化换热；(5)采用传统的煤车加煤方式，劳动强度大，费工费时。 

换热器作为一种通用换热设备，其换热性能的提高将带来很大的社会与经济效益。节能降耗是当今世界能源经济的主题，烟叶烤房换热器的开发和设计应当符合节能降耗的思想。提高烟叶烤房的热效率已成为换热器设计的迫切要求。翅片管是一种高效的换热管件，其发展始于1950年的美国石化行业，近年来我国石化和电力行业中的空气冷却器大都采用翅片管做换热原件，迄今尚无任何一家烟叶烘烤设备供应厂家设计或使用高效换热器，将翅片管运用到烟叶烘烤换热器中，必将能提高烟叶烤房的热效率，实现烟叶烘烤的节能降耗。在石化和电力行业，由于是水和空气两种干净的介质相互传热，只有物理过程，因此翅片管换热器的设计较为简单。与此不同，当翅片管换热器用于烟叶烘烤过程时，由于烟叶烘烤过程不只是简单地将烟叶中的水分蒸干，其中烟叶会发生复杂的生理生化作用，针对整个烘烤过程同时含有化学过程和物理过程的特点，换热器的设计必须按照烘烤工艺要求进行，因此烟叶烘烤用换热器的设计更为复杂，同时由于烟气中含有大量的灰尘，也给换热器的设计、清灰等带来了难度。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于烘烤烟叶的高效换热器，该换热器可以有效增大换热器的换热面积、减少换热器制造的钢材用量、提高换热器的换热效率，同时清灰过程简单、易操作。 

本发明提供的用于烘烤烟叶的高效换热器，其特征在于：采用翅片管作为换热元件，第一、第二联箱之间通过翅片管连接，第一联箱内设有隔 板，第一联箱、翅片管和第二联箱之间形成烟气通道，该烟气通道的入口处与炉体的出口相连，该烟气通道的出口处与烟囱相连。 

为尽量克服现有烤房换热器存在的换热效率不高，质量较大、结构笨重、安装维护不便，清灰困难，散热区域分散，煤车加煤费工费时，螺栓连接容易变形失效等问题，本发明提供了一种烟叶烘烤用的高效翅片式换热器。具体而言，本发明具有以下特点： 

(1)换热器采用体积小、传热面积大、效率高的翅片管散热。翅片管采用顺排或叉排的管列组合方式排列。从炉膛出来的烟气通过管道或联箱进入翅片管内部，并将热量传导给管外翅片。在风机强制对流的作用下，空气与受烟气加热的翅片管进行强化换热。以长1m、外径133mm、厚3mm的散热钢管为例，采用光管时，其外表换热面积为0.42m²，重量为9.8kg；采用翅高20mm、翅厚1.2mm、翅间距5mm的翅片管时，其外表换热面积为4.14m²，约为光管散热面积的10倍，而重量仅26.3kg，约为光管重量的3倍。