一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬清潔節(jié)能型間接供熱裝置領(lǐng)域，公開了一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，該熱風(fēng)爐包括爐體（5）和高效板式換熱器（8），爐體（5）外側(cè)設(shè)有環(huán)形空氣風(fēng)道（6），爐體（5）采用波紋型彈性筒體。該設(shè)備將燃燒爐體與輻射段傳熱一體化，燃燒爐體直接作為輻射傳熱的本體，大大增加傳熱強(qiáng)度的同時(shí)縮減了設(shè)備體積和設(shè)備耗材；同時(shí)筒體采用波紋型彈性設(shè)計(jì)，不僅增大了爐體本身的有效傳熱面積而且可以有效解決高溫下爐體熱膨脹帶來的材質(zhì)及焊接點(diǎn)拉裂等相關(guān)問題。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，空間小，耗材量少，適應(yīng)范圍廣，成本低廉，傳熱效率高。
【專利說明】一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于清潔節(jié)能型間接供熱裝置領(lǐng)域，尤其適用于被干燥物料不允許被污染，如:奶粉、制藥、合成樹脂、精細(xì)化工等領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于提供潔凈熱空氣的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐。
技術(shù)背景
[0002]目前，節(jié)能降耗已成為各行各業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題，通過技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展節(jié)能型供熱設(shè)備已成為業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)，尤其是十八大以來，國家大力倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，技術(shù)創(chuàng)新，鼓勵(lì)企業(yè)盡量使用清潔能源，減少對(duì)煤炭等高污染燃料的使用，因此，在不久的將來工業(yè)供熱領(lǐng)域燃?xì)?燃輕質(zhì)油)熱風(fēng)爐必將取代現(xiàn)階段用量最大的燃煤熱風(fēng)爐，成為企業(yè)的新寵。
[0003]熱風(fēng)爐是一種將熱能轉(zhuǎn)換應(yīng)用的干燥設(shè)備。根據(jù)輸出熱介質(zhì)不同，熱風(fēng)爐可分為直燃式熱風(fēng)爐和間接換熱式熱風(fēng)爐。直燃式熱風(fēng)爐輸出的熱介質(zhì)為燃燒產(chǎn)生的直接煙氣，適用于進(jìn)風(fēng)溫度較高、對(duì)進(jìn)風(fēng)潔凈度要求不嚴(yán)格的產(chǎn)品干燥；間接換熱式熱風(fēng)爐適用于被干燥物料不允許被污染的行業(yè)和領(lǐng)域，此種加熱裝置的原理是燃料在燃燒室內(nèi)充分燃燒，燃燒后的熱煙氣，通過多種形式的熱交換器，把熱量換給新鮮的冷空氣。
[0004]對(duì)于間接換熱式熱風(fēng)爐而言，其節(jié)能效果的好壞取決于熱轉(zhuǎn)換率的高低即核心問題就是熱交換的效率。目前，普通間接換熱式熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)形式一般為燃料在燃燒筒里燃燒，由于金屬材質(zhì)換熱器在克服氣體熱膨脹方面存在一些難題，設(shè)備很容易被拉裂，因此，燃燒后的煙氣首先要經(jīng)過一個(gè)輻射段(或混風(fēng)室即直接兌入部分冷空氣)把煙氣溫度降到400?500°C，再進(jìn)入后一段的熱交換器(換熱器形式可為列管、熱管、板式等任意形式)，如此一來，大量的高位熱能被浪費(fèi)，被加熱的潔凈空氣的溫度上限同樣受限；此外，由于傳統(tǒng)間接換熱式熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)形式過于單一，占地面積較大，耗材量大，熱交換器生產(chǎn)廠家的技術(shù)能力參差不齊，設(shè)備整體熱效率也不盡如人意。
[0005]針對(duì)以上所述問題，行業(yè)內(nèi)急需一種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單新穎，耗材量小，制作成本低廉，熱效率高且可提供較高溫度潔凈空氣的間接換熱式熱風(fēng)爐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有間接換熱式熱風(fēng)爐存在的困難，提供一種新型間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，燃燒筒爐體采用波紋型彈性設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)形式上省去傳統(tǒng)間接換熱式熱風(fēng)爐中的輻射段或混風(fēng)室，把燃燒爐體和輻射段一體化，提高高位熱能的利用效率，提高被加熱潔凈空氣的上限預(yù)熱溫度；同時(shí)防止了針對(duì)設(shè)備受熱膨脹帶來的熱應(yīng)力損壞。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，設(shè)備緊湊，空間小，耗材量少，適應(yīng)范圍廣和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，該熱風(fēng)爐包括爐體和高效板式換熱器，爐體外側(cè)設(shè)有環(huán)形空氣風(fēng)道，空氣在吸收強(qiáng)輻射傳熱和對(duì)流傳熱的同時(shí)對(duì)爐體及支撐點(diǎn)還能起到降溫保護(hù)作用。爐體采用波紋型彈性筒體。在爐體的前端設(shè)有燃燒機(jī)接口，末端設(shè)有溫度檢測(cè)口，用于控制燃燒機(jī)的出力，防止過高煙氣進(jìn)入對(duì)流段，保護(hù)換熱板片。在爐體側(cè)面設(shè)置空氣出口。在高效板式換熱器的末端設(shè)置煙氣出口，在板式換熱器的側(cè)面，即與空氣出口相向處設(shè)置空氣進(jìn)口。使得環(huán)形空氣風(fēng)道中空氣的流向與波紋型彈性筒體中煙氣成交叉流向，可避免燃燒筒與風(fēng)道板連接部位出現(xiàn)高溫死區(qū)，延長設(shè)備壽命。所述波紋型彈性筒體的波紋高度及波紋間距可調(diào)節(jié)，波紋高度不小于50mm，波紋間距不大于100mm。高效板式換熱器的氣體通道板間距及回程數(shù)可調(diào)節(jié)，燃燒機(jī)接口可連接燃燒機(jī)出口。
[0009]本發(fā)明設(shè)備爐體采用波紋型彈性筒體，將燃燒爐體與輻射段傳熱一體化，燃燒爐體直接作為輻射傳熱的本體，省去傳統(tǒng)間接換熱式熱風(fēng)爐中的輻射段或混風(fēng)室，大大增加傳熱強(qiáng)度而且在充分回收煙氣熱量的同時(shí)縮減了設(shè)備體積和設(shè)備耗材；同時(shí)筒體采用波紋型彈性設(shè)計(jì)，不僅增大了爐體本身的有效傳熱面積而且可以有效解決高溫下爐體熱膨脹帶來的材質(zhì)及焊接點(diǎn)拉裂等相關(guān)問題。燃料在爐體燃燒后的煙氣可直接進(jìn)入爐體后端的高效板式換熱器與空氣進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流換熱。波紋型彈性筒體可使用耐高溫不銹鋼材料，該材料外不加澆注料，耐火磚等任何耐火材料。
[0010]本發(fā)明所述的波紋型彈性爐體中的波紋高度及波紋間距可調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)依據(jù)由幾方面綜合決定:①燃料的火焰直徑及火焰長度；②所需被加熱潔凈空氣的氣量及要求溫度；③燃燒爐體煙氣末端即溫度檢測(cè)口處位置的煙氣溫度。
[0011]波紋壓制過程中，波紋高度一般不小于50_，對(duì)于長度2米之內(nèi)的波紋筒，波紋高度在60-70mm為最佳；波間距一般不大于100mm,長度2米之內(nèi)的波紋筒,波間距在70_80mm為最佳。如果波紋彈性筒體大于2米，為保證傳熱效果，可適當(dāng)增加波高和縮小波間距。
[0012]本發(fā)明所述的爐體外側(cè)的環(huán)形空氣風(fēng)道為被加熱潔凈空氣的通道，其流向與爐體中煙氣流向成交叉流向，吸收爐體輻射熱及對(duì)流熱的同時(shí)，對(duì)爐體與通道連接處的焊接點(diǎn)及風(fēng)道板具有降溫保護(hù)作用；同時(shí)消除逆向?qū)α鲙淼木植扛邷孛^(qū)。
[0013]本發(fā)明所述的高效板式換熱器可為反鏡像對(duì)稱的雙向波紋板式換熱器，優(yōu)選為專利號(hào)為ZL200910035417.0實(shí)施方式所述的氣相板式換熱器,其中氣相板式換熱器板片之間設(shè)有特制的Ω型支撐件，可有效緩解高溫帶來的材質(zhì)膨脹熱應(yīng)力，最高使用煙氣溫度可達(dá) 900°C。
[0014]本發(fā)明所述的高效板式換熱器中的煙氣及空氣通道可根據(jù)用戶對(duì)設(shè)備阻力降的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)用戶要求的設(shè)備阻力降較小時(shí)，設(shè)計(jì)的煙氣及空氣通道可調(diào)大即做大板間距，從而通過降低氣體流速來減小設(shè)備阻力損失；當(dāng)用戶能夠提供的設(shè)備阻力損失較充足時(shí)，可通過縮小板間距來提高氣體流速從而增強(qiáng)對(duì)流傳熱系數(shù)。同樣的本發(fā)明所述的高效板式換熱器中的空氣通道回程數(shù)也可調(diào)節(jié)，通過氣體回程數(shù)的匹配來保證氣流速度達(dá)到最佳，從而達(dá)到最佳的換熱效果。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果:
[0016]1、本發(fā)明所述的波紋型彈性爐體具有多重作用:
[0017]①作為燃料燃燒的場(chǎng)所；
[0018]②同時(shí)取代了傳統(tǒng)熱風(fēng)爐的輻射段，對(duì)環(huán)形風(fēng)道內(nèi)的空氣進(jìn)行高溫輻射傳熱及對(duì)流傳熱；燃燒爐體與后續(xù)換熱單元之間省去輻射段或混風(fēng)室，大大縮小整體設(shè)備空間及設(shè)備耗材。
[0019]③波紋型爐體增大了輻射及對(duì)流傳熱的有效傳熱面積，一般為不加波紋筒體的2倍以上；
[0020]④可緩解爐體本身高溫下膨脹帶來的熱應(yīng)力。
[0021]2、波紋型彈性爐體外側(cè)設(shè)有環(huán)形空氣風(fēng)道，空氣在吸收強(qiáng)輻射傳熱和對(duì)流傳熱的同時(shí)對(duì)爐體及焊接位置還能起到降溫保護(hù)作用。
[0022]3、本發(fā)明燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐的煙氣排煙溫度可低至60°C以下，總熱效率可達(dá)95%
[0023]4、本發(fā)明燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐所提供的被加熱潔凈空氣的上限溫度可達(dá)800°C。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐的主視圖
[0025]圖2為本發(fā)明間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐的俯視圖
[0026]圖3為本發(fā)明間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐爐體(即波紋型彈性筒體)示意圖
[0027]圖中:1_燃燒機(jī)接口 ；2_煙氣出口 ；3_空氣進(jìn)口 ；4_空氣出口 ；5_爐體；6-環(huán)形空氣風(fēng)道；7_溫度檢測(cè)口 ；8_高效板式換熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1、2和3所示，一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，包括爐體5和高效板式換熱器8，爐體5外側(cè)設(shè)有環(huán)形空氣風(fēng)道6，爐體5采用波紋型彈性筒體。在爐體5的前端設(shè)有燃燒機(jī)接口 1，末端設(shè)有溫度檢測(cè)口 7，在爐體側(cè)面設(shè)置空氣出口 4。在板式換熱器的末端設(shè)置煙氣出口 2，在板式換熱器的側(cè)面，與空氣出口 4相向處設(shè)置空氣進(jìn)口 3。波紋型彈性筒體的波紋高度及波紋間距可調(diào)節(jié)，波紋高度不小于50mm，波紋間距不大于100mm，環(huán)形空氣風(fēng)道6中空氣的流向與筒體中煙氣成交叉流向，高效板式換熱器8的氣體通道板間距及回程數(shù)可調(diào)節(jié)。
[0029]具體是這樣來實(shí)現(xiàn)的:燃燒機(jī)接口 I外接燃燒機(jī)，燃料及所需的助燃空氣通過外接燃燒機(jī)通入波紋型彈性筒體5中充分燃燒，火焰溫度一般在1200?1500°C，燃燒后的煙氣通過波紋型彈性筒體5對(duì)環(huán)形空氣風(fēng)道6中的潔凈空氣進(jìn)行高強(qiáng)度輻射傳熱和強(qiáng)制對(duì)流傳熱，通過爐體末端的溫度檢測(cè)口 7控制煙氣溫度在進(jìn)入后段高效板式換熱器8之前降溫至IJ 900°C以下，以保證高效板式換熱器8的使用壽命，煙氣進(jìn)入高效板式換熱器8后，通過間壁與相鄰?fù)ǖ乐械臐崈艨諝獍l(fā)生強(qiáng)制對(duì)流傳熱，最終通過煙氣出口 2排出，根據(jù)用戶對(duì)熱能利用效率的要求，煙氣排煙溫度可低至60°C以下，總熱效率可達(dá)95% ;潔凈空氣通過空氣進(jìn)口 3進(jìn)入設(shè)備，在高效板式換熱器8中與相鄰?fù)ǖ乐械娜剂蠠煔獍l(fā)生逆向強(qiáng)制對(duì)流傳熱，隨后，空氣進(jìn)入波紋型彈性筒體5外的環(huán)形空氣風(fēng)道6中接受爐膛中煙氣的高強(qiáng)度輻射熱及對(duì)流熱，最終通過空氣出口 4進(jìn)入用戶所需潔凈熱空氣的烘干工藝系統(tǒng)，根據(jù)工藝對(duì)潔凈空氣溫度的不同要求，被加熱潔凈空氣的上限溫度可達(dá)800°C。
[0030]實(shí)施例1
[0031]一臺(tái)100萬大卡的間接換熱式燃?xì)鉄犸L(fēng)爐，設(shè)備外形尺寸為2800mmX 2600mmX 1400mm(長X寬X高)，設(shè)備總重在1.8噸左右，波紋型彈性筒體采用耐高溫不銹鋼材料，其中，波紋型彈性筒體的直徑為Φ920mm，筒體長度為2200mm，波高和波距分別設(shè)計(jì)為60mm和75mm ;所使用的高效板式換熱器為按照專利號(hào)為ZL200910035417.0【具體實(shí)施方式】制備得到的氣相板式換熱器，其中煙氣側(cè)板間距為12mm，空氣側(cè)板間距為16_，換熱器的煙氣測(cè)回程數(shù)為3回程，空氣側(cè)為單回程；燃料為天然氣，潔凈空氣溫度由20°C加熱到350°C，空氣氣量為9800Nm3/h，實(shí)際燃料消耗量為140Nm3/h左右，煙氣最終的排煙溫度在120°C左右，總體熱效率在92%。
[0032]對(duì)比傳統(tǒng)燃?xì)鉄犸L(fēng)爐形式為燃燒筒+混風(fēng)室+列管式換熱器，該設(shè)備長度就達(dá)5500mm，設(shè)備總重高達(dá)6噸，熱效率為70_80%，因此，本發(fā)明間接換熱式熱風(fēng)爐在設(shè)備空間及設(shè)備耗材以及熱能利用上均有顯著優(yōu)勢(shì)。
[0033]實(shí)施例2
[0034]一臺(tái)50萬大卡的間接換熱式燃?xì)鉄犸L(fēng)爐，設(shè)備外形尺寸為2200mmX2100mmX 1300mm (長X寬X高)，波紋型彈性筒體采用高溫不銹鋼材料，其中，波紋型彈性筒體的直徑為Φ 700mm，筒體長度為1700mm，波高為60mm，波距為80mm，所使用的高效板式換熱器為按照專利號(hào)為ZL200910035417.0【具體實(shí)施方式】制備得到的氣相板式換熱器，其中煙氣側(cè)板間距為10mm，回程數(shù)為2回程；空氣側(cè)板間距為20mm，空氣側(cè)回程數(shù)為單回程，燃料為天然氣，潔凈空氣溫度由20°C加熱到250°C，空氣氣量為7000Nm3/h，實(shí)際天然氣消耗量為70Nm3/h左右，煙氣最終的排煙溫度在80°C左右，總體熱效率高達(dá)95%。相比傳統(tǒng)熱風(fēng)爐70-80%的熱效率，本發(fā)明在燃料熱能利用上有顯著優(yōu)勢(shì)。
[0035]實(shí)施例3
[0036]一臺(tái)30萬大卡的間接換熱式燃油熱風(fēng)爐，設(shè)備外形尺寸為3800mmX 1500mmX 1200mm (長X寬X高)，波紋型彈性筒體采用高溫不銹鋼材料，其中，波紋型彈性筒體的直徑為Φ600πιπι，筒體長度為1400mm，波高和波距分別設(shè)計(jì)為60mm和80mm ；所使用的高效板式換熱器為按照專利號(hào)為ZL200910035417.0【具體實(shí)施方式】制備得到的氣相板式換熱器，其中煙氣側(cè)板間距為20mm，回程數(shù)為單回程；空氣側(cè)板間距為16mm，與煙氣基本成逆流流向，燃料為輕質(zhì)柴油，實(shí)際柴油消耗量在43-45L/h之間，被加熱空氣氣量為1500Nm3/h,空氣被加熱溫度高達(dá)650°C。煙氣排煙溫度在150°C左右，總體熱效率達(dá)90%。
【權(quán)利要求】
1.一種間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于該熱風(fēng)爐包括爐體(5)和高效板式換熱器(8)，爐體(5)外側(cè)設(shè)有環(huán)形空氣風(fēng)道(6)，爐體(5)采用波紋型彈性筒體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于在爐體(5)的前端設(shè)有燃燒機(jī)接口( I)，末端設(shè)有溫度檢測(cè)口( 7 )，在爐體側(cè)面設(shè)置空氣出口( 4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于在高效板式換熱器(8)的末端設(shè)置煙氣出口(2)，在板式換熱器的側(cè)面，與空氣出口(4)相向處設(shè)置空氣進(jìn)口(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述波紋型彈性筒體的波紋高度及波紋間距可調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述波紋高度不小于 50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述波紋間距不大于 10Omnin
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述環(huán)形空氣風(fēng)道(6)中空氣的流向與筒體中煙氣成交叉流向。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述的高效板式換熱器(8)的氣體通道板間距及回程數(shù)可調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的間接換熱式燃?xì)馊加蜔犸L(fēng)爐，其特征在于所述的波紋型彈性筒體使用耐高溫不銹鋼材料。
【文檔編號(hào)】F26B21/00GK103776160SQ201410079993
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】莫立勤, 郝纏熙, 錢榮忠, 黃斌, 劉建磊, 姚偉 申請(qǐng)人:南京宜熱縱聯(lián)節(jié)能科技有限公司