烟气扰流管的制作方法

本发明涉及一种烟气扰流管，具体涉及一种强化烟气传热的烟气扰流装置，主要用于烟管式烟气/水换热器或火管式锅炉的烟管中，属于工业换热器和锅炉技术领域。

背景技术：

烟管式烟气/水换热装置，烟气侧的换热具有较大的热阻，故提高该类换热装置效率的主要措施是减小烟气侧的换热热阻，强化烟气侧的换热。对于烟管式换热装置，现有的烟管，烟气侧强化传热的措施一般采用螺纹槽烟管、扭曲的椭圆烟管（扭曲的扁管）、扩缩烟管、带凸起的粗糙管壁烟管、带环状（或半环状）突出物的烟管、带内肋的烟管、内翅片烟管、或者在光管烟管内插入扰流的扭曲带（螺旋片）、螺旋线圈、静态混合器、阻烟片（折烟片）等插入物来实现烟气的扰动，从而达到强化传热的目的。

具有上述强化传热措施的烟管与光管烟管相比，在高烟气流速时，提高对流换热系数可达2-4倍。

但是，上述强化烟管内烟气传热的措施的前提是要保证烟气的流速不能太低，否则烟气强化传热的效果将大打折扣。例如，有研究表明，当螺纹烟管中的烟气流速低于15m/s时，螺纹烟管的换热系数接近于光管的换热系数。而其它的通过插入物增加烟气扰动的强化传热措施的效果也会随烟气流速的降低而明显变差。究其原因，是因为该类强化传热措施不能可靠地减薄层流底层的厚度，使得在低Re数的工况下，烟气没有发生明显的扰动，层流底层增厚所致。即烟气/水换热装置在低负荷工况下，效率不能令人满意。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是为提高烟管的换热系数，同时也为了保证在低烟气流速下也有较高的换热系数，提供一种烟气扰流装置。

该烟气扰流管不但可以对烟气扰流，而且可以有效改变烟气流速，同时可以可靠地减薄对流换热的层流底层厚度至合理的范围，以减小层流底层的热阻，并可以保证烟气的流动阻力在合理的范围内。

按照本发明提供的技术方案，烟气扰流管，包括挡烟前端、扰流管本体和支撑定位部件；所述挡烟前端与扰流管本体连接，扰流管本体上设有支撑定位部件，使得扰流管本体与烟管之间互相固定。

所述扰流管本体为光管。

所述扰流管本体上设有扰流装置，具体为扩缩管、螺纹管、翅片管、带凸起的薄壁管、或在管壁上开有许多小孔的圆管。

所述烟气扰流管用于烟气换热时的层流底层厚度不超过烟管与烟气扰流管半径之差。

将其用于强化烟气传热的烟气扰流，具体为将其插入烟气/水换热器或锅炉的烟管中，以强化烟气侧的换热。

所述烟气扰流管使用时根据需要调整其在烟管内的长度。

所述烟气扰流管在低于或等于450℃使用时材质为碳钢管；高于450℃使用时，材质为耐热合金钢。

所述烟气扰流管使用时，依靠支撑定位部件定位于烟管径向中心位置。

本发明的有益效果：本发明的烟气扰流管，能够使烟管中的烟气在烟管与烟气扰流管两者管壁之间的环形通道内运动，或是烟气作垂直于烟管管壁的径向运动。如果烟气扰流管外径尺寸和烟管内径尺寸接近，则可迫使烟气在窄环缝中通过，则烟气换热的层流底层厚度最厚也不会超过烟管与烟气扰流管半径之差，如此，即可可靠地减薄或破坏烟气对流换热层流底层，增强烟气侧的强化对流传热效果。

为防止高温烟气对扰流管的破坏，本发明的烟气扰流管可采用不锈钢等耐热合金钢。

本发明结构合理，使用后，烟管内烟气对流换热系数将大幅提高，且烟气阻力仍在合理范围内，故可以用其来生产高效的烟气/水换热器或火管锅炉，或用于烟气/水换热装置的节能改造。

附图说明

图1是实施例1结构示意图。

图2是实施例1安装示意图。

图3是实施例2结构示意图。

图4是实施例2安装示意图。

图5是实施例3结构示意图。

图6是实施例3安装示意图。

图7是实施例4结构示意图。

图8是实施例4安装示意图。

附图标记说明：1、挡烟前端；2、扰流管本体；3、支撑定位部件。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，烟气扰流管，包括挡烟前端1、扰流管本体2和支撑定位部件3；所述挡烟前端1与扰流管本体2连接，扰流管本体2上设有支撑定位部件3，使得扰流管本体2与烟管之间互相固定。所述扰流管本体2为光管。

当该烟气扰流管插入烟管后（如图2），F烟气被迫从内外管之间的窄环形通道内流过，烟气流速增加，烟气换热的层流底层减薄，换热得以强化。为了协调烟气阻力的增加和强化传热之间的矛盾，可根据需要增减烟气扰流管直径，以期得到合理的烟气阻力和换热系数。

实施例2

如图3所示，烟气扰流管，包括挡烟前端1、扰流管本体2和支撑定位部件3；所述挡烟前端1与扰流管本体2连接，扰流管本体2上设有支撑定位部件3，使得扰流管本体2与烟管之间互相固定。所述扰流管本体2为带扩缩装置的扩缩管。

当该烟气扰流管插入烟管后（如图4），烟气被迫从内外管之间的扩缩通道内流过，烟气收缩和膨胀交替进行，烟气扰动增加，烟气换热的层流底层减薄，换热得以强化。

实施例3

如图5所示，烟气扰流管，包括挡烟前端1、扰流管本体2和支撑定位部件3；所述挡烟前端1与扰流管本体2连接，扰流管本体2上设有支撑定位部件3，使得扰流管本体2与烟管之间互相固定。所述扰流管本体2为带螺纹的螺纹管。

当该烟气扰流管插入烟管后（如图6），烟气被迫从内外管之间的带有旋转螺纹的通道内流过，烟气旋转流动前进，烟气产生径向运动，烟气换热的层流底层减薄，换热得以强化。

实施例4

如图7所示，烟气扰流管，包括挡烟前端1、扰流管本体2和支撑定位部件3；所述挡烟前端1与扰流管本体2连接，扰流管本体2上设有支撑定位部件3，使得扰流管本体2与烟管之间互相固定。所述扰流管本体2为管壁上开有许多小孔的圆管。

扰流管本体2上开有许多小孔。当该烟气扰流管插入烟管后（如图8），烟气先进入烟气扰流管内部，然后从烟气扰流管上的开孔，径向射流到烟管内壁上。烟气的流动方向与传热方向保持一致，换热得以强化。换热后的温度较低的烟气再次返回烟气扰流管内部，然后进行第二次射流。如此反复直至烟气的温度足够低后排出。变化烟气扰流管的直径，可使烟气的流速发生变化。可根据需要选定合理的烟气扰流管直径和烟气流速。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。