專利名稱：加熱爐空氣預熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種以對流換熱為主的換熱器，是利用加熱爐內排出的高溫煙氣將空氣或煤氣預熱的裝置。
傳統(tǒng)的管式換熱器有直管式、彎管式和U型管式等。它們的共同特點是鋼管為光滑管，管內無強化傳熱的措施，存在著綜合傳熱系數(shù)低、管壁溫度高等不足。為了提高管內的給熱系數(shù)，人們采用插件換熱器，即在管內安裝插件，用增強管內氣體的紊流程度來實現(xiàn)強化管內換熱。常用的插件有螺旋型，如圖4所示；十字型，如圖5所示。
傳統(tǒng)管式換熱器的綜合傳熱系數(shù)約為20W/m2℃左右，插件換熱器的綜合傳熱系數(shù)約為30W/m2℃左右。
提高管式換熱器的綜合傳熱性能和溫度效率是本實用新型的目的，它具有綜合傳熱系數(shù)高、管壁溫度低等優(yōu)點，可以提高預熱器的溫度效率，提高空氣的預熱溫度。
本實用新型采用內翅片管(2)、(3)為換熱元件，通過在預熱管(3)內擴展表面，強化管內的傳熱途徑來提高換熱器的綜合性能。所涉及的技術方案為1.一種加熱爐空氣預熱裝置，包括冷熱風室、預熱管、風箱。其特征在于預熱管(3)內固定有內翅片(2)。
2.如權利要求1所述的加熱爐空氣預熱裝置，其特征在于內翅片均勻分布在預熱管(3)內，翅片數(shù)n＝8～24片，翅片高h＝10～16mm，翅片厚度δ＝1.0～1.4mm，翅片管長度L＜10000m，內翅化比βi＝2～5.6，預熱管(2)的直徑Do＝38～57mm。
3.如權利要求1所述的加熱爐空氣預熱裝置，其特征在于在預熱管(2)的內外均固定有翅片(2)(6)。
內翅片管采用高翅片，其管內翅化比可達5以上。本實用新型與一般管式換熱器相比其管內給熱系數(shù)提高可達4倍左右，其綜合傳熱系數(shù)可提高2倍以上，達到50 W/m2℃左右。本實用新型還可根據(jù)實際工況采用內外翅片管，使換熱器獲得更佳的性能。
在換熱器體積相同的條件下，內翅片管式空氣預熱器與一般管式空氣預熱器相比，具有如下優(yōu)點1.空氣預熱器溫度高。例如，當煙氣溫度為800℃時，在標準流速下，管式空氣預熱器的空氣預熱溫度為320℃，而內翅片管式空氣預熱器可將空氣預熱到500℃左右。
2.綜合傳熱系數(shù)大。一般管式空氣預熱器的綜合傳熱系數(shù)僅為20W/m2℃左右，而內翅片管式預熱器的綜合傳熱系數(shù)可達～50W/m2℃左右。若采用內外翅片管時，綜合傳熱系數(shù)將會更高。
3.管壁溫度低。當煙氣溫度為800℃時，一般管式空氣預熱器的管壁溫度為570℃，而內翅片管式空氣預熱器的管壁溫度為～420℃，從而有利于延長設備的使用壽命。
4.適應性強。由于內翅片管式空氣預熱器在結構上與管式空氣預熱器相同，所以它適合于老企業(yè)的技術改造，設備更新。
附圖中


圖1是傳統(tǒng)的直管式換熱器；圖2是傳統(tǒng)的彎管式換熱器；圖3是傳統(tǒng)的U型管式換熱器；圖4是帶有螺旋形插件的預熱管；圖5是帶有十形插件的預熱管；圖6是內翅片管；圖7是內外翅片管；圖8是新型內翅片直管式換熱器；圖9是新型內外翅片彎管式換熱器；
圖10是新型內翅片U型管式換熱器；
以下結合附圖對該實用新型作進一步的描述本實用新型在外形結構上與傳統(tǒng)管式換熱器相似，主要區(qū)別在于采用了內翅片管(2)、(3)和外翅片(6)，其結構如圖8、圖9、
圖10所示，圖中1為冷風室、2為內翅片、3內翅片管、4為風箱、5為熱風室、6為外翅片。
例如，在工藝參數(shù)相同的情況下，將光滑管空氣預熱器和內翅片管空氣預熱器進行對比，結果如下表
表一
注工藝條件如下煙氣流量9170Nm3/h 空氣流量7550Nm3/h煙氣溫度(入口/出口)805/590℃ 空氣溫度(入口/出口)20/320℃管內翅化比 βi＝4管子規(guī)格Φ50X3管內空氣流速10Nm/s管外最大煙氣流速2.5Nm/s可見內翅片管空氣預熱器與光滑管空氣預熱器相比具有如下特點①傳熱系數(shù)提高約1倍；②換熱面積減少約50％；③管壁溫度降低約100～200℃。
冶金工業(yè)爐管式空氣預熱器一般采用直徑Φ32-Φ89mm的無縫鋼管制作，起特點是密封性能好。
管式空氣預熱器的結構形式較多，管子形狀有直管、彎管和U型管，管子的排列有并列和錯列之分，安裝方式有水平安裝和垂直安裝，被加熱的介質可以在管內流動，也可以在管外流動，
圖1、圖2、圖3均為垂直安裝，其中
圖1為直管式，冷空氣經冷風室進入管組合風箱再由管組和熱風室流出，其特點是預熱器熱膨脹應力較小，預熱器的支架一般用來支撐或吊掛上部冷熱風室，而下部懸空，，以補償預熱器的熱膨脹。彎管式預熱器如圖2，這種型式的預熱器熱膨脹應力較小。而U型管式預熱器如圖3，其管組的熱膨脹應力最小，但管內積灰無法清除，管內只適合走干凈的空氣和凈煤氣。
內翅片管規(guī)格推薦值
其中do——管外徑 mmdi——管內徑 mmn——內翅片數(shù) 個h——內翅片高度 mmδ——內翅片厚度 mmβi——內翅化比
權利要求1.一種加熱爐空氣預熱裝置，包括冷熱風室、預熱管、風箱。其特征在于預熱管(3)內固定有內翅片(2)
2.如權利要求1所述的加熱爐空氣預熱裝置，其特征在于內翅片均勻分布在預熱管(3)內，翅片數(shù)n＝8～24片，翅片高h＝10～16mm，翅片厚度δ＝1.0～1.4，翅片管長度L＜10000m，內翅化比βi＝2～5.6，預熱管(2)的直徑Do＝38～57mm
3.如權利要求1所述的加熱爐空氣預熱裝置，其特征在于在預熱管(2)的內外均固定有翅片(2)(6)
專利摘要本實用新型是利用加熱爐內排出的高溫煙氣將空氣或煤氣預熱的裝置。其特點是采用了內翅片管,能將空氣或煤氣預熱到較高的溫度,并降低管壁溫度,它具有較高的綜合傳熱系數(shù),克服了傳統(tǒng)管式空氣預熱器存在的綜合傳熱系數(shù)低、管壁溫度較高的不足。它也適用于與一般工業(yè)爐相同的應用場所。
文檔編號F23L15/00GK2503370SQ0127026
公開日2002年7月31日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權日2001年11月6日
發(fā)明者劉庸, 徐亞軍 申請人:首鋼總公司