[其他]脉湍流换热装置

说明书

本实用新型是安装在炉窑上用于回收利用排烟余热的一种新型换热装置。

利用排烟余热对助燃空气（或煤气）进行预热，是炉窑节能重要技术之一。目前国内外多采用金属换热器，国内耐热铸铁片状管换热器用的较多，国外则以耐热钢管换热器为主。为进一步提高热效率，要求空气预热温度应达到500℃以上。国内铸铁片状管换热器只能预热到400℃，无法满足这一要求；国外采用铬25钢管可以预热到600℃，但造价昂贵，在我国很难普遍采用。

日本专利昭59－43705是一种在500℃以上高温下用的波形空气－烟气换热装置。这种换热器必须用高温耐腐蚀性好的不锈钢为材质，用Ni基焊锡焊接，Ni基焊锡要在真空加热炉中把焊件加热到1200℃，这样真空加热炉就要升温至1300℃，因此换热器造价高，制造复杂。

鉴于以上换热器存在的缺点，以较小的换热器面积和不过高的材质要求达到较高的预热温度，而且降低制造和使用费用，这就是本发明的主要目的。

为了使多种炉窑都能容易地用上高温换热器，在保持金属换热器制造简单的基础上，除了提高材质外，必须从技术上加大烟气侧和空气侧的给热系数，实现以较小的换热面积和不过高的材质要求达到高的预热温度，并降低制造和使用费用。本实用新型根据在换热行程中周期地形成湍流的构思，设计了该脉冲式湍流换热器（以下称脉湍流换热器），图1、图2是波形板管的正面图与俯视图。其构造原理是用二块波形板对置，将二侧边焊接后构成波形板管1，由数个波形板管1构成换热管组，波形板管1内通预热气体，波形板管间通烟气。波形板管1内装有间隔变换断面的插杆2，如图3，插杆2是由园钢管间断压面构成的，由此使预热气体在从上向下或从下向上流动中产生脉冲式的湍流。烟气在波形板管1间横向流动，由于波形板管壁的规则波形变化，使通路也是间断地收缩和扩张，同样形成脉冲式湍流。波形板管1壁二侧均为脉冲式湍流，在整个流程上不断地冲破附面层的阻碍作用，因而可以同时提高二侧的给水热系数，增大单位面积上的传热强度并降低壁面温度。由此达到换热面积小和材质要求低的目的。与现行各种换热器比较，其特点如下：

1、波形板管与插杆均易加工制造，而换热管组的焊接与一般管式换热器相当，即结构简单，制造容易，单位体积内的换热面积却是一般管式换热器的2倍以上。按钢材成本看，板材价格约为管材的10％，可以充分抵消板管件的制造费。

2、波形板管换热时壁面温度低，用一般的不锈钢或耐热钢板制造即可满足预热600℃的要求，比铬25钢管造价低很多，可以普遍采用。

3、波形板管具有一般板式换热器的特点，给热系数是铸铁片状管换热器的2～3倍，因此有体积小，重量轻的特点。

4、由于利用脉冲式的湍流破坏流动过程中的附面层，因而比多级喷流换热器阻力损失小，可以大幅度地降低动力消耗。

5、与靠增大单位体积内换热面积来提高性能的板翅式或片状管换热器比较，一般是不怕烟尘堵塞，很少受燃料种类限制，可以在燃用煤气、烧油及烧煤的炉窑上使用，这一点与一般的管式换热器相同。

6、与旋转或固定的蓄热式热交换器比较，在使用中本身没有动作机构，一般不需要维护检修。也不存在漏气问题。

本实用新型可以根据实际要求直接设计制造，在各种炉窑上使用。