耐高溫、高效空氣換熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及乳鋼加熱爐或熱處理爐余熱回收領域，具體涉及一種安裝于乳鋼加熱爐或熱處理爐煙道內，回收廢煙氣中的熱能，用于預熱助燃空氣的換熱器。
【背景技術】
[0002]乳鋼加熱爐和熱處理爐排放的煙氣溫度有600°C?1000°C，換熱器是回收高溫煙氣中的熱量，用于預熱助燃空氣降低乳鋼加熱爐和熱處理爐能耗的核心。
[0003]換熱器的核心是換熱器在高溫輻射下的使用壽命和換熱效率。
[0004]現(xiàn)有換熱器管板與高溫煙氣直接接觸，由于換熱器高溫側煙氣溫度很高，因此引起常規(guī)換熱器高溫側上下管板與風箱板連接處焊縫熱脹開裂，影響換熱器的使用壽命和性會泛。
[0005]換熱器的換熱效率高低就是換熱器的綜合傳熱系數(shù)的高低。換熱器換熱介質的流動見圖1，煙氣在換熱管壁外流動，空氣從換熱管中流動，煙氣和空氣的熱交換是通過換熱器換熱管壁間接進行。因此在相同條件下需要提高換熱器的綜合傳熱系數(shù)需要讓空氣在流動過程充分和換熱管壁接觸。現(xiàn)有換熱器也有在換熱管中插入插件，提高空氣在流動過程中和管壁的接觸，相比光管式換熱器綜合傳熱系數(shù)提高很多，但只能達到23?33w/m2.Γ。
[0006]因此本實用新型提出了一種回收乳鋼加熱爐和熱處理爐高溫煙氣中的熱能，并且預熱助燃空氣的預熱器即換熱器。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提出一種新型結構的空氣換熱器，用以解決原有換熱器在高溫下風箱和管板、管板與換熱管之間容易開裂的問題，并且提高換熱器整體換熱效率，增加換熱器綜合傳熱系數(shù)。
[0008]本實用新型解決上述問題的技術方案如下:
[0009]1.適當加高換熱器風箱，把管板向風箱內縮進30?80mm，然后在管板與煙氣接觸面澆筑上隔熱材料，使煙氣和換熱器管板沒有直接接觸；
[0010]2.本實用新型根據(jù)換熱器空氣的流動特性，發(fā)明了一種新型的旋流片式插入件，使空氣通過換熱管內時產(chǎn)生旋轉，保證空氣的附壁流動。
[0011]在上述技術方案的基礎上，本技術方案可作如下調整:
[0012]進一步，所述管板與煙氣接觸面的隔熱材料厚度根據(jù)煙氣溫度作調整，隔熱材料厚度一般為30?80mmo
[0013]進一步，所述新型螺旋片式插入件，可根據(jù)換熱管有效長度、換熱管管徑、換熱管所在區(qū)域煙氣溫度等調節(jié)螺距大小，旋流片插入件螺距一般為1?6Φ(1(Φ(1為換熱管通徑)，旋流片插入件厚度為(1?2mm)。
[0014]本實用新型采用如下技術方案:
[0015]—種空氣換熱器，包括:
[0016]上風箱裝置，包括兩個水平并排布置并且互不直接連通的第一上風箱和第二上風箱，其中第一上風箱具有冷空氣進口，用于接收來自換熱器外部的冷空氣，第二上風箱具有熱空氣出口，用于排出換熱器內部的熱空氣，第一和第二上風箱均由金屬壁圍成；
[0017]第一金屬上管板，用于密封第一上風箱的底部；
[0018]第二金屬上管板，用于密封第二上風箱的底部，其中第一金屬上管板與第二金屬上管板基本在同一水平面上并且分別與第一和第二上風箱的金屬壁焊接在一起；
[0019]由金屬壁和金屬下管板構成的封閉式下風箱，其中金屬下管板與下風箱的金屬壁焊接在一起并用于密封下風箱的頂部；
[0020]由多個豎向延伸的換熱管形成的換熱管陣列，所述多個換熱管向上延伸穿過相應的第一金屬上管板或第二金屬上管板并與其密封焊接在一起，且向下延伸穿過下管板并與其密封焊接在一起；
[0021]其中，第一上管板向上伸入第一上風箱中并因此高出第一上風箱的金屬壁的下緣，第二上管板向上突入第二風箱中并因此高出第二上風箱的金屬壁的下緣；下管板向下伸入下風箱中并因此低于下風箱的金屬壁的上緣，
[0022]第一上管板、第二上管板與分別第一上風箱、第二上風箱的金屬壁之間所形成的縮進空間以及下管板與下風箱的金屬壁之間所形成的縮進空間中均澆注有隔熱材料。
[0023]所述的換熱器，優(yōu)選的:
[0024]換熱管內的空氣由煙換熱管外的煙氣加熱，煙氣流動方向垂直于換熱管的延伸方向。
[0025]所述的換熱器，優(yōu)選的:還包括旋流片式插入件，固定在換熱管中。
[0026]所述的換熱器，優(yōu)選的:旋流片式插入件為螺旋導流片。
[0027]所述的換熱器，優(yōu)選的:隔熱材料原料包括:結合劑、粉料、骨料和燒結劑。
[0028]所述的換熱器，優(yōu)選的:上風箱裝置，換熱管，下風箱均為金屬制成。
[0029]—種換熱器，包括:上風箱，上管板，換熱管，下管板，下風箱，下管板和隔熱材料，其中:
[0030]上風箱與上管板焊接連接，下風箱與下管板焊接連接；
[0031]換熱管上、下兩端分別與上、下管板焊接連接；
[0032]上、下管板上澆注有隔熱材料，覆蓋所述焊接連接的焊縫。
[0033]所述的換熱器，優(yōu)選的:還包括旋流片式插入件，固定換熱管中。
[0034]所述的換熱器，優(yōu)選的:
[0035]上、下管板上均勻開設多排孔，上、下管板上的孔對稱設置，多根換熱管一端插入上、下管板其中之一上的孔，另一端插入另一管板上的對稱設置的孔；
[0036]換熱管管壁與上、下管板之間通過焊接連接。
[0037]所述的換熱器，優(yōu)選的:旋流片式插入件為螺旋導流片。
[0038]所述的換熱器，優(yōu)選的:上、下管板分別與上、下風箱一體成型制作而成。
[0039]本實用新型的有益效果是:
[0040]1、通過管板與煙氣接觸面的隔熱材料可以使煙氣對管板的腐蝕基本沒有，然后煙氣不和管板直接接觸，降低了風箱和管板連接處焊縫的溫度，保護該處焊縫不會因熱脹而引起開裂；
[0041]2、本實用新型的新型旋流片插入件，可以根據(jù)換熱管有效長度、換熱管管徑、換熱管所在區(qū)域煙氣溫度等調節(jié)螺距大小，最大限度的保證空氣在換熱管內的附壁流動，從而達到更高的綜合傳熱系數(shù)。
[0042]3、換熱器結構通過以上改進后，使用壽命比原有空氣換熱器延長1?2年；綜合傳熱系數(shù)更可達27?40w/m2.°C，比原有換熱器提高15?30%。
【附圖說明】
[0043]圖1為現(xiàn)有技術換熱器示意圖；
[0044]圖2為本實用新型所述空氣換熱器的結構示意圖；
[0045]圖3為圖1的I局部放大圖；
[0046]圖4為本實用新型的旋流片式插入件示意圖。
[0047]圖2中，各標號所代表的部件列表如下:
[0048]1、上風箱，2、上管板，3、換熱管，4、下管板，5、下風箱，6、上下管板隔熱材料，7、旋流片式插入件。
【具體實施方式】
[0049]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0050]如圖2所示，本實施例給出了一種安裝于乳鋼加熱爐或熱處理爐煙道內，回收高溫煙氣中的余熱，用于預熱助燃空氣的換熱器。換熱器由上風箱裝置1，上管板2，換熱管3，下管板4，下風箱5，上下管板隔熱材料6，旋流片式插入件7等組成。上風箱裝置1，上管板2，換熱管3，下管板4，下風箱5均為金屬制成，可選的是鐵或鋼。
[0051]如圖2所示，上風箱裝置1包括第一上風箱和第二上風箱，第一上風箱和第二上風箱水平并排布置并且互不直接連通(相互獨立或隔離)，其中第一上風箱具有冷空氣進口，用于接收來自換熱器外部的冷空氣，第二上風箱具有熱空氣出口，用于排出換熱器內部的熱空氣，第一和第二上風箱均由金屬壁圍成。
[0052]換熱管3與上管板2、下管板4固定連接，上管板2與上風箱裝置1固定連接，下管板4與下風箱5固定連接，隔熱材料6固定在上管板2、下管板4煙氣側，旋流片式插入件7固定在換熱管3內，形成空氣換熱器的整體。空氣通過第一上風箱(上風箱裝置低溫側)的冷空氣入口進入換熱管3(低溫側)，旋流片式插入件7使通過換熱管3內的空氣產(chǎn)生旋流，保證空氣3換熱管內3的附壁流動；同時高溫煙氣在上管板2、下管板4之間流過；此時高溫煙氣和換熱管3產(chǎn)生熱交換，同時換熱管和3空氣產(chǎn)生熱交換，以此達到預熱空氣的目的。同樣當空氣和煙氣在低溫側完成間接的熱交換后，空氣通過下風箱5進入換熱管3 (高溫側)，完成熱交換后，通過第二上風箱(上風箱裝置高溫側)的熱空氣出口排出。
[0053]上管板2包括第一金