一种辐射管用空煤气换热器的制作方法

1.本技术涉及燃烧设备技术领域，尤其是涉及一种辐射管用空煤气换热器。


背景技术：

2.在金属热处理、工业干燥等过程中，随着产品质量和性能要求的不断提高，使用辐射管的间接加热技术在工业炉等实际应用领域得到了越来越广泛的应用；对于辐射管余热回收、加热质量和燃烧精度控制的要求也越来越高，但是目前的辐射管用换热装置都只能针对单一气体介质进行换热，且都是针对高热值燃气燃烧时的助燃空气用换热器，不适用于低热值燃气（特别是高炉煤气等）稳定燃烧时需要对两种介质空气和煤气同时换热的要求，另外还存在烟气余热利用率不高和排烟温度过高的问题，此外随着辐射管用换热装置的长时间使用，低热值燃气燃烧所产生的烟尘很容易积累在换热装置内，进而影响烟气的换热效率。


技术实现要素：

3.为了满足低热值燃气特别是高炉煤气稳定燃烧需要同时对两种介质空气和煤气同时换热的需求，并降低辐射管燃烧器加热系统排烟温度，提高燃烧效率的需要，本技术提供一种辐射管用空煤气换热器。
4.本技术提供的一种辐射管用空煤气换热器采用如下的技术方案：一种辐射管用空煤气换热器，用于对低热值燃气燃烧所产生高温烟气的热量进行回收利用，包括煤气换热器，低热值燃气经所述煤气换热器后进入到辐射管内；空气换热器，助燃空气经所述空气换热器后进入到辐射管内；其中，所述低热值燃气配合助燃空气在辐射管内燃烧所产生的高温烟气依次经过空气换热器和煤气换热器后排出；所述辐射管与所述空气换热器之间还设置有一烟气过滤组件。
5.通过采用上述技术方案，将空气换热器和煤气换热器有机的组合在一起，形成一个有机整体，使辐射管内的高温烟气依次通过空气换热器和煤气换热器而对助燃空气和低热值燃料分别进行加热，对高温烟气的热量进行回收利用，助燃空气预热温度和低热值燃气预热温度分别可高达500℃和250℃，极大的提高低热值燃气的燃烧稳定性，并可以显著的提高燃烧效率和能源利用率，从而节约资源，且整体一体化设计，降低了空煤气换热器的制造和维护成本。
6.可选的，所述煤气换热器包括预热筒体，所述预热筒体一端固定有一燃气箱体，燃气箱体内固定有一分隔板，分隔板将燃气箱体分隔为进燃气腔和出燃气腔，所述进燃气腔和出燃气腔之间连接有若干个燃气管道且燃气管道经过预热筒体内，所述进燃气腔上设有燃气进口，所述出燃气腔上设有燃气出口，所述预热筒体上设有供高温烟气进入的第一进气口和低温烟气排出的第一出气口。
7.通过采用上述技术方案，低热值燃气经燃气进口进入到进燃气腔内，并经燃气管道、出燃气腔和燃气出口进入到辐射管内，同时高温烟气由第一进气口进入到预热筒体内，
在低热值燃气经过燃气管道时，燃气管道内的低热值燃气会与燃气管道外的高温烟气通过燃气管道进行热交换，从而实现对高温烟气热量的回收，以及对低热值燃气的加热。
8.可选的，所述燃气管道在预热筒体内由进燃气腔向出燃气腔呈蛇形设置。
9.通过采用上述技术方案，增加了低热值燃气在燃气管道内通过的时间，提升烟气所携带热能的利用率，并达到更好的预热效果。
10.可选的，所述燃气管道在预热筒体内整体呈u型回转布置。
11.通过采用上述技术方案，进一步的的增加了低热值燃气在燃气管道内通过的时间，使低热值燃气有更多的时间与高温烟气进行热交换。
12.可选的，所述空气换热器包括设置在预热筒体第一进气口处的连接筒体，所述连接筒体一侧设有空气管道，空气管道一端封口设置且另一端穿入进连接筒体内与连接筒体内壁连接，且空气管道将连接筒体内的空间分隔为位于空气管道内的第一腔室和位于空气管道外的第二腔室，所述连接筒体上设有与第一腔室连通的空气进口和空气出口，所述连接筒体上设有与第二腔室连通的第二进气口和第二出气口，第二进气口与辐射管连接，第二出气口和预热筒体的第一进气口连接。
13.通过采用上述技术方案，助燃空气经空气进口进入到第一腔室内，并由与第一腔室连通的空气出口导出至辐射管的进气口，同时由连接筒体第二进气口进入的高温烟气会充满第二腔室，而对第一腔室内的助燃空气进行预热，从而实现对高温烟气热量初步的回收，以及对助燃空气的加热。
14.可选的，所述空气管道上固定有多个连接第一腔室和第二腔室的鳍片。
15.通过采用上述技术方案，鳍片的设置，增加了烟气与空气的换热面积，更容易将高温烟气的热量传递给助燃空气，而使助燃空气温度升高，达到更好的预热效果。
16.可选的，所述空气管道内同轴设有一进气管道，所述进气管道一端与空气进口连通，进气管道的另一端向空气管道封口一端延伸且与空气管道底部间隔设置。
17.可选的，所述连接筒体(21)与空气管道(22)封口端的同端为第二进气口(215)，所述第二进气口(215)延伸至空气管道(22)封口端外侧，所述烟气过滤组件包括一固定在连接筒体(21)上的矩形板体，板体所在平面垂直于连接筒体(21)的轴线，连接筒体(21)穿过板体，板体上开设有一连通板体相背两端并与连接筒体连通的滑移孔，所述滑移孔内滑移连接有过滤件。
18.可选的，所述过滤件包括多个框架，多个框架沿滑移孔的长度方向相互固定，每个框架均与滑移孔适配，且每个框架内各可拆卸连接有一过滤网，所述板体上设置有用于带动所有框架形成的整体沿滑移孔长度方向运动的驱动组件。
19.通过采用上述技术方案，过滤网的设置，减少了较大粒径烟尘在空气管道和燃气管道上粘附的可能性，提升了空气管道和燃气管道的换热稳定性，而且降低了对空气管道和燃气管道表面进行清理的频率。
20.可选的，所述板体位于滑移孔的两端各安设有一用于对过滤网进行清理的清理组件。
21.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.提高了低热值燃气的燃烧效率，通过将空气换热器和煤气换热器有机的组合在一起，形成一个有机整体，使辐射管内的高温烟气依次通过空气换热器和煤气换热器而对
助燃空气和低热值燃料分别进行加热，对高温烟气的热量进行回收利用，助燃空气预热温度和低热值燃气预热温度分别可高达500℃和250℃，极大的提高低热值燃气的燃烧稳定性，并可以显著的提高燃烧效率和能源利用率，从而节约资源，且整体一体化设计，降低了空煤气换热器的制造和维护成本；2.提高了对助燃空气的预热效率，助燃空气经空气进口进入到第一腔室内，并由与第一腔室连通的空气出口导出至辐射管的进气口，同时由连接筒体第二进气口进入的高温烟气会充满第二腔室，而对第一腔室内的助燃空气进行预热，从而实现对高温烟气热量初步的回收，以及对助燃空气的加热，通过鳍片的设置，增加了烟气与空气的换热面积，更容易将高温烟气的热量传递给助燃空气，而使助燃空气温度升高，达到更好的预热效果。
附图说明
22.图1是本技术实施例空煤气换热器的整体结构示意图；图2是体现煤气换热器的结构示意图；图3是体现空气换热器的结构示意图；图4是体现烟气过滤组件的结构示意图；图5是体现板体内结构的剖视图；图6是体现清理组件的结构示意图。
23.附图标记说明：1、煤气换热器；11、预热筒体；111、第一进气口；112、第一出气口；12、燃气箱体；121、进燃气腔；122、出燃气腔；123、燃气进口；124、燃气出口；13、分隔板；14、燃气管道；2、空气换热器；21、连接筒体；211、第一腔室；212、第二腔室；213、空气进口；214、空气出口；215、第二进气口；216、第二出气口；22、空气管道；23、鳍片；24、进气管道；3、烟气过滤组件；31、板体；311、滑移孔；312、安装孔；313、环槽；32、框架；33、过滤网；34、齿条；35、齿轮；36、电机；37、信号发射器；38、第一磁铁；39、密封圈；30、底板；301、电动推杆；4、清理组件；41、安装框；42、布袋除尘器；43、吹风机；5、风机系统。
具体实施方式
24.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
25.本技术实施例公开一种辐射管用空煤气换热器。空煤气换热器安装在辐射管带有燃料喷嘴的进气口一端与高温烟气出气口一端之间，空煤气换热器用于对低热值燃气燃烧所产生高温烟气的热量进行回收利用，并用于对低热值燃气和助燃空气分别进行预热，预热后的低热值燃气和助燃空气再经辐射管进气口进入到辐射管内进行混合燃烧，低热值燃气可以为高炉煤气、炼油伴生气、瓦斯气和生物质热解气化气等。
26.参照图1，空煤气换热器包括用于对低热值燃气进行预热的煤气换热器1和用于对助燃空气进行预热的空气换热器2，其中，低热值燃气配合助燃空气在辐射管内燃烧所产生的高温烟气依次经过空气换热器2和煤气换热器1后排出，辐射管与空气换热器2之间还设置有一烟气过滤组件3。
27.参照图2，煤气换热器1包括预热筒体11，预热筒体11顶部设有第一进气口111以供高温烟气进入到预热筒体11内，预热筒体11的侧壁上靠近预热筒体11的底部处设有第一出气口112以供经过预热筒体11的高温气体排出至预热筒体11外；预热筒体11的底端固定有
一燃气箱体12，燃气箱体12内垂直于预热筒体11底部固定有一分隔板13，分隔板13将燃气箱体12内的空间等分为进燃气腔121和出燃气腔122两部分；燃气箱体12的相背两侧对应进燃气腔121处设有燃气进口123，对应出燃气腔122处设有燃气出口124。
28.参照图2，预热筒体11内设置有多个整体呈u型回转布置的燃气管道14，燃气管道14的两端开口分别与进燃气腔121和出燃气腔122连通；低热值燃气首先经燃气进口123进入到进燃气腔121内，之后低热值燃气在进燃气腔121内聚集并进入到燃气管道14内，且此时由预热筒体11第一进气口111进入的高温烟气会充满预热筒体11，在低热值燃气经过燃气管道14时，燃气管道14内的低热值燃气会与燃气管道14外的高温烟气通过燃气管道14进行热交换，从而实现对高温烟气热量的回收，以及对低热值燃气的加热。
29.另外为了进一步的增加低热值燃气经过预热筒体11的时间，提高高温烟气与低热值燃气的热交换效率，燃气管道14在预热筒体11内由进燃气腔121向出燃气腔122呈蛇形设置，使燃气管道14的整体长度更长，从而使低热值燃气有更多的时间与高温烟气进行热交换，提升烟气所携带热能的利用率，并达到更好的预热效果。
30.参照图3，空气换热器2包括设置在预热筒体11顶部的水平布置的连接筒体21，连接筒体21一端设有第二进气口215，连接筒体21的底部设有第二出气口216，第二出气口216与预热筒体11的第一进气口111相互连接，而第二进气口215则用于与辐射管的出气口相连接，连接筒体21内同轴设置有一空气管道22，空气管道22朝向连接筒体21第二进气口215的一端呈封口设置，第二进气口215延伸至空气管道22封口端外侧，空气管道22的另一端与连接筒体21的内壁连接，空气管道22将连接筒体21内的空间分割为位于空气管道22内的第一腔室211以及位于空气管道22外的第二腔室212。
31.参照图3，空气管道22内与空气管道22同轴设置有一进气管道24，进气管道24一端朝向空气管道22封口端延伸并与空气管道22内底间隔布置，进气管道24另一端向空气管道22与连接筒体21内壁相连接的一端延伸并穿出至连接筒体21外形成空气进口213，连接筒体21上还设有一与第二腔室212连通的空气出口214；助燃空气首先经空气进口213进入到进气管道24内，之后助燃空气在进气管道24内聚集并进入到进气管道24与空气管道22之间的第一腔室211内，且此时由连接筒体21第二进气口215进入的高温烟气会充满第二腔室212，在助燃空气经过进气管道24与空气管道22之间的空间时，空气管道22内的助燃空气会与空气管道22外的高温烟气通过空气管道22进行热交换，从而实现对高温烟气热量初步的回收，以及对助燃空气的加热。
32.参照图3，在空气管道22上还固定有多个连通第一腔室211和第二腔室212的鳍片23，当助燃空气经进气管道24进入到进气管道24与空气管道22之间时，在鳍片23的导热作用下，增大烟气与空气的换热面积，更容易将高温烟气的热量传递给助燃空气，而使助燃空气温度升高，达到更好的预热效果；而且当第二进气口215与辐射管出气口相连接时，空气管道22封口一端连同空气管道22上的鳍片23将会一同伸入进辐射管内，从而进一步的提高换热效率；而且通过进气管道24将助燃空气引导至空气管道22最内端，再使助燃空气从进气管道24外壁与空气管道22内壁之间的缝隙流出，从而使空气与鳍片23接触更加充分，起到更好的预热效果。
33.参照图4和图5，烟气过滤组件3包括一固定在连接筒体21上的矩形的板体31，板体31所在平面垂直于连接筒体21的轴线，且连接筒体21穿过板体31，板体31上开设有一连通
板体31相背两端并与连接筒体21连通的滑移孔311，滑移孔311内滑移连接有一过滤件，过滤件包括三个框架32，三个框架32沿滑移孔311的长度方向相互固定，每个框架32均与滑移孔311适配。
34.参照图4和图5，具体的，每个框架32内各可拆卸连接有一过滤网33，板体31上设置有用于带动所有框架32形成的整体沿滑移孔311长度方向运动的驱动组件，驱动组件包括一齿条34，齿条34嵌设在所有框架32的一侧，板体31外侧开设有一与滑移孔311连通的安装孔312，板体31上对应安装孔312处架设并转动连接有一与齿条34配合的齿轮35，板体31上还架设有一用于带动齿轮35转动的电机36；过滤网33能够减少较大粒径烟尘在鳍片23和燃气管道14上粘附的可能性。
35.参照图4和图5，具体的，驱动组件还包括控制器，每个框架32上各嵌设有一信号发射器37，板体31上安设有一信号接收器，控制器在每个框架32滑进板体31的滑移孔311内且信号发射器37和信号接收器对齐时，控制电机36自动关闭；每个框架32上还嵌设有一第一磁铁38，板体31上嵌设有一第二磁铁，在每个框架32滑进板体31的滑移孔311内时，第一磁铁38与第二磁铁相互磁吸。
36.参照图5，具体的，滑移孔311内位于框架32的一还侧嵌设有一用于与框架32相应环面抵接的密封圈39，板体31外侧对应密封圈39处开设有一环槽313，且环槽313内安设有一底板30，密封圈39粘接在底板30上，板体31外侧还架设有多个用于带动底板30和密封圈39在环槽313深度方向往复运动的电动推杆301，当对应框架32内的过滤网33与连接筒体21相对齐时，电动推杆301启动，带动底板30和密封圈39向框架32的方向运动，使密封圈39与框架32侧壁抵紧，从而提高密封性。
37.参照图6，为了方便对过滤网33进行自动清理，在板体31位于滑移孔311的两端各安设有一用于对过滤网33进行清理的清理组件4；清理组件4包括一安装框41，安装框41与板体31连接且安装框41内与滑移孔311相连通，安装框41朝向辐射管的一侧连接有一布袋除尘器42，安装框41背离辐射管的一侧连接有一吹风机43，吹风机43和布袋除尘器42与安装框41内空间连通，在吹风机43的吹动下，将会将对应框架32内过滤网33上积累的烟尘吹入布袋除尘器42中，并截留在布袋除尘器42中，如此方便工作人员对过滤网33进行自动清理，过滤网33疏通，通过对过滤网33的自动清理，降低了工作人员对过滤网33手动清理的频率。
38.参照图2，在预热筒体11的第二出气口216处还安设有一风机系统5，风机系统5包括与第一出气口112连接的引风机，安设在第一出气口112内的风速传感器和温度传感器，以及与风速传感器和温度传感器电连接的控制器，在温度传感器检测到第一出气口112内的温度大于第一设定位置时，控制器控制引风机降低运行功率，使高温烟气在空气管道22和燃气管道14周围停留时间更长，以提高助燃空气和低热值燃气对高温烟气的热量吸收。
39.本技术实施例一种辐射管用空煤气换热器的实施原理为：当辐射管运行时，低热值燃气会依次经过燃气进口123、进燃气腔121、燃气管道14、出燃气腔122和燃气出口124，并最终由辐射管的进气口一端进入到辐射管内，助燃空气会依次经过空气进口213、进气管道24、进气管道24与空气管道22之间的第一腔室211和空气出口214，并最终由辐射管的进气口一端进入到辐射管内，使低热值燃气配合助燃空气进行燃烧，同时辐射管内的低热值燃气燃烧所产生的高温烟气依次通过辐射管、第二进气口215、第一腔室211、第二出气口
216、第一进气口111、预热筒体11和第一出气口112后排出，且高温烟气在经过辐射管、第一腔室211时会对助燃空气进行加热，在经过预热筒体11时会对低热值燃气进行加热，整体结构简单，一体化设计，降低了空煤气换热器的制造和维护成本，并提高了低热值燃气的燃烧效率。
40.经燃气进口123进入到进燃气腔121内，之后低热值燃气在进燃气腔121内聚集并进入到燃气管道14内，且此时由预热筒体11第一进气口111进入的高温烟气会充满预热筒体11，在低热值燃气经过燃气管道14时，燃气管道14内的低热值燃气会与燃气管道14外的高温烟气通过燃气管道14进行热交换，从而实现对高温烟气热量的回收，以及对低热值燃气的加热。
41.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。