[实用新型]一种换热效率高、寿命长的换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及换热器设计领域，特别涉及一种通过结构改进得到的换热效率高、寿命长的换热器。

背景技术

钢管换热器是回收各种加热炉窑烟气热量的主要设备，应用于钢铁冶金、有色冶金、化工、建材等领域。

钢管换热器的使用方法：一般将钢管换热器放置在烟道中，烟气在钢管换热器的换热钢管间流动，烟气的热量传递给钢管，空气在钢管换热器的换热钢管内流动，钢管的热量传递给空气，完成烟气→钢管→空气的热量传递过程，即将烟气的余热经过钢管换热器传递给空气，完成烟气余热的回收。

 通常，钢铁厂轧钢式加热炉的烟气温度在700～850℃，在加热炉烟道中都加装钢管换热器来回收烟气的余热，用于加热加热炉燃烧用的煤气和空气。

轧钢式加热炉用钢管换热器的形式一般是光管换热器，有二行程和四行程的组合形式。

按照钢管换热器的换热钢管材质分，有碳钢20g钢管换热器、耐热钢1Gr18Ni9Ti钢管换热器、耐热钢Cr25Ni20钢管换热器、碳钢表面渗铝换热器，这些换热器分别在加热炉高温烟气中应用获得很好的效果。

钢管换热器由空气进口天圆地方、空气出口天圆地方、下联箱和两个钢管管束换热集箱（记为钢管管束换热集箱一和钢管管束换热集箱二）组成。烟气的行程是水平通过两个换热集箱，而空气的行程是经过空气管道依次进入空气进口天圆地方，钢管管束换热集箱一，下联箱，钢管管束换热集箱二，再汇集到空气出口天圆地方，然后进入热风管道。

在生产过程中发现有些大型钢管换热器的损坏有一定的规律，就是在钢管管束换热集箱中空气进出口中心线附近钢管基本完好，在钢管管束换热集箱的四角和四周边钢管烧损数量多，损坏程度明显。而且这种情况在多座加热炉的大型钢管换热器中出现。

对于这些换热器进行研究发现，空气进口天圆地方的高度在400～500mm，天圆直径/地方（长或者宽）=1:3左右，而空气管道中的空气流速在10～12米/秒，这样空气进入天圆地方后由于动头的作用，在空气管道中心线附近的钢管空气流量比钢管管束集箱四周和四周边钢管中的空气流量多，这样钢管管束集箱四周和四周边钢管中的空气流量少，钢管壁温度过高造成换热钢管烧损。

实用新型内容

本实用新型提供一种换热效率高、寿命长的换热器，该换热器在其空气进口天圆地方和空气出口天圆地方中和下联箱中分别加装导流钢板，有利于换热器钢管中空气流动量均匀，有效杜绝由于换热器钢管内空气流动不均匀，而造成换热集箱四周换热钢管寿命低的问题。另外，换热钢管外缠绕翅片，增加换热器的换热面积，内部安装螺旋内插件，增加换热钢管内部空气流动的紊流程度，破坏换热钢管内空气流动的附面层，提高总传热系数提高换热器的换热效率，以解决现有技术中的上述缺陷。

本实用新型提高换热效率的原理为：

提高钢管换热器的换热效率是有效回收烟气热量的重要手段，换热器回收的热量的计算公式如下：

Q=F×K×△t_p

式中：Ｑ－被预热气体需要的热量，即换热器回收的热量，千焦／小时

　　　Ｆ－换热器换热面积，m²

          K－换热器总传热系数，千焦／米²·小时·℃

　　　△t_p－烟气和空气的对数平均温差，℃

可以看出换热器回收的热量与换热器换热面积成正比，和换热器总的传热系数成正比。在增加换热器的换热面积方面，仅通过增加钢管换热器钢管的数量是有限的，钢管的数量受烟道尺寸、烟道抽力等多种因素限制，变化起来需考虑多种因素，相当复杂。可以通过在钢管外表面缠绕金属翅片的方法，来扩大换热管换热面积，在钢管数量不增加的前提下提高换热钢管的换热面积，从而提高换热量。 

提高换热器总传热系数，能够提高热量的回收。空气在钢管内流动，由于是稳态流动，所以在钢管内壁表面形成附面层，在附面层内空气流动的速度趋近于0米/秒，导致钢管壁传热给空气的热阻大，传递的热量变小。消除钢管内壁空气的附面层可以使空气在钢管内紊态流动，增加传热系数。因此在钢管内加装螺旋内插件，破坏管内的附面层以形成紊流，提高换热器总传热系数，提高传热效率。

本实用新型的技术方案如下：

一种换热器，其由空气进口天圆地方、下联箱和两个钢管管束换热集箱、空气出口天圆地方组成，所述空气进口天圆地方内、空气出口天圆地方内和下联箱内分别设置若干导流钢板。