[其他]复合式金属换热器

说明书

复合式金属换热器是直接回收工业炉窑排出的高温烟气所带走的大量物理显热，予热供燃烧用的空气或气体燃料，使废热回收再生重新输入炉内的一种新型的热交换装置。

一般高中温火焰炉，烟气所带走的热量约占炉子热支出的40～60％。在各种炉窑烟气废热回收装置中，通常以烟气显热直接予热燃烧用空气，或空气与气体燃料同时予热。目前，工业炉窑采用的金属换热器按其结构或换热方式分为：圆筒辐射换热器；管状对流换热器；内外带有筋片铸件单元组合换热器；管状加隔板型换热器；喷流换热器等，这些换热器按介质流程均为一种结构形式，不适应介质在交换过程中温度变化而改变其传热方式的要求，也难使换热器两侧的给热系数达到最佳值，介质的予热效果不理想。另外，换热器单一的结构形式，使得其各部分受热及热冲击不均，产生的热应力使换热器遭到破坏。上述各种换热器体积庞大，造价高，安装不方便。

本复合式金属换热器克服了上述换热器存在的缺点，利用复合结构形式，使得介质在各种温度状态下充分进行辐射、对流及传导换热，提高综合换热系数，达到了高效传热的目的，提高了炉窑的热效率。

本实用新型根据介质温度不同，其传热方式也随之改变的原理，在结构上采用复合结构形式以适应传热方式改变的要求。复合式金属换热器的具体结构是把一端喷流管式换热器〔7〕套插在圆筒辐射换热器〔8〕的上部，并与之构成一体，二者间由均布的90度弯头〔4〕串联相接。也可根据需要不加弯头，用圆筒辐射换热器和端喷流套管式换热器分别予热两种不同的气体介质。复合式金属换热器的下部留有足够空间，以满足高温烟气辐射换热。圆筒辐射换热器〔8〕的内、外壁间焊有大量密集排列的筋片〔5〕，其内套筒的内壁上部和端喷流套管式换热器的外壁表面焊有大量密集排列的筋片〔6a〕〔6b〕，两者对应交错。所有筋片是用来增加介质换热面积，改变介质的流动状态。该换热器带有排烟罩〔1〕，罩内有连通空气介质入口〔3〕的喷射器〔2〕，喷射器〔2〕的排烟能力由闸阀〔10〕控制。予热介质出口〔9〕可与烧嘴直接相连接。

本实用新型所用材质按其各部位所处温度不同，采用耐热钢、不锈钢、普碳钢分别焊制，最终组装焊接为一体，制成复合式金属换热器（如图一）。焊接过程采用标准焊缝密封焊接，换热器由300－3000标米³／时为五种规格。

图一是复合式金属换热器结构纵剖面图。

图二是复合式金属换热器的具体实施例。

本复合式金属换热器考虑到介质流程温度的变化而引起的传热方式的改变，采用合理的结构形式，大大提高予热介质的予热温度，下表是实际测得的结果。

本换热器空气阻力损失为120－140mmH₂O，喷射烟气用的鼓风量约占燃烧空气量的1／4－1／5。本换热器使用寿命大于现有同样材质各种单一结构形式的金属换热器，并且其结构紧凑，重量轻，安装使用方便，比同样性能的换热器可节省材料一半，大大降低了产品造价。

带有一个或两个烧嘴的复合式金属换热器与循环气流炉型，如U型焰或热炉底，热炉顶、热炉壁等回烟形式相结合，使出炉烟气直接进入换热器，予热后的介质直接通过烧嘴供入炉内燃烧，图二为复合式金属换热器在锻造加热炉具体应用例。图中〔11〕复合式金属换热器；〔12〕烧嘴；〔13〕下排烟循环气流加热炉。实践证明，该炉体结构合理，节能效果十分显著。用喷射排烟可控制空气予热温度和炉膛压力。空气阀门最好设于换热器前，以便同时调整风量与喷射排烟能力。