一种热处理炉筒式空气预热器的制作方法

本发明涉及热处理技术领域，特别是涉及一种热处理炉筒式空气预热器。

背景技术：

在热处理时通常需要向热处理炉内燃烧器中通入空气助燃，现有的技术一般是通过风机直接将外界空气通入燃烧器中，冷热温差较大，燃烧不充分，且冷空气直接冲击热处理炉或燃烧器，影响设备使用寿命。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种热处理炉筒式空气预热器，通过热处理的烟气来预热空气，使空气进入热处理炉前预热到相应温度，既能回收废热，又可预热空气，提高热处理炉内燃烧效率，延长设备使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种热处理炉筒式空气预热器，设置于所述热处理炉的空气进口侧，空气预热器包括内筒，所述内筒的内部形成烟气通道，所述烟气通道连接于所述热处理炉的烟气出口，所述内筒外套设有外筒，所述外筒与所述内筒之间形成空气通道，所述外筒的上部设有冷空气进口，所述外筒的下部设有热空气出口连接于所述热处理炉的空气进口，通过所述烟气通道内的高温烟气与所述空气通道内的冷空气热交换，以预热进入所述热处理炉的空气。

进一步，所述内筒的外壁焊接有多个朝向所述外筒延伸的筋片，所述筋片的宽度小于所述内筒与所述外筒之间的距离。

进一步，所述筋片均匀分布于所述内筒的外壁圆周上。

进一步，所述烟气通道的顶部设有烟囱，所述烟囱与所述烟气通道连接处设有自控烟阀，烟气经过所述自控烟阀后由所述烟囱排出。

进一步，所述烟囱顶部设有防风帽和挡雨板。

进一步，所述烟气通道内壁设有测气取样孔和温度测量孔，分别设置有气体测量装置和温度测量装置，用于测量烟气通道内烟气的流量和温度。

进一步，所述空气通道内设有温度测量装置及掺冷控制阀，当所述温度测量装置测量到所述空气通道温度超过预设温度时，所述掺冷控制阀自动开启，向所述空气通道内引入冷空气。

进一步，所述空气管道与所述热处理炉连接的端头处设有防爆片。

进一步，所述外筒由硅酸铝耐火纤维制成，且外敷白铁皮。

进一步，所述内筒由不锈钢耐热合金钢制作，其内衬有硅酸铝耐火纤维。

本发明的有益效果：

在烟气通道的外侧设有空气通道，热处理炉排出的高温烟气与冷空气进行热交换，既可以回收废热，又可以预热空气，在空气预热到一定温度，进入热处理炉助燃时，燃料易于着火、燃烧稳定，能够提高燃烧效率，也可避免冷空气对设备的冲击，延长了设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明热处理炉筒式空气预热器及热处理炉的结构示意图；

图2为图1中热处理炉筒式空气预热器及烟囱的结构示意图；

图3为图2中空气预热器的结构示意图；

图4为图3中A-A的剖视图；

图中，1—热处理炉、2—内筒、3—外筒、4—烟气通道、5—空气通道、6—冷空气进口、7—热空气出口、8—筋片、9—烟囱、10—自控烟阀、11—防风帽、12—挡雨板、13—钢丝绳、14—膨胀节。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4，本发明提供一种热处理炉筒式空气预热器，设置于热处理炉1的空气进口侧。筒式空气预热器包括内筒2，内筒2的内部形成烟气通道4，烟气通道4连接于热处理炉1的烟气出口，内筒2外套设有外筒3，外筒3与内筒2之间形成空气通道5，外筒3的上部设有冷空气进口6，以供冷空气进入空气通道5内，外筒3的下部设有热空气出口7连接于热处理炉1的空气进口，通过烟气通道4内的高温烟气与空气通道5内的冷空气热交换，以预热进入热处理炉1的空气。本发明预热器回收烟气部分热量以提高助燃空气的温度，预热后的助燃空气温度控制在200～300℃，能够节能10%，节省了能源。

如图3及图4，优选的，内筒2的外壁焊接有多个朝向外筒3延伸的筋片8，筋片8的宽度小于内筒2与外筒3之间的距离，即筋片8在内筒2径向上延伸的长度小于空气通道5的宽度，通过筋片8的设置可以延长冷空气在空气通道5内的流动路径，且可延长预热时间，使冷空气能够与高温烟气有足够的换热时间。在本实施例中，筋片8均匀分布于内筒2的外壁圆周上，在其它实施例中，筋片8也可以分别焊接在内筒2的外壁和外筒3的内壁上，交错设置。

烟气通道5的顶部连接于烟囱9，烟囱9穿过热处理炉1所在屋子的屋顶，烟囱9采用钢质材料制成，烟囱9与烟气通道4连接处设有自控烟阀10，烟气经过自控烟阀10后由烟囱9排出到大气中。自控烟阀10可以根据实际情况来设定打开或关闭时间及时间间隔，也可以根据烟气通道4内烟气的温度来自动调节。烟囱9的顶部设有防风帽11及挡雨板12，避免风或雨进入烟囱9，进而进入预热器内。烟囱9的上方设有钢丝绳13，钢丝绳13的另一端固定在厂房立柱或地面能承受拉力处，钢丝绳13设有三个，在烟囱9圆周上对称分布，通过钢丝绳13的固定作用，能够使烟囱9更加牢固。

烟气通道4内壁设有测气取样孔和温度测量孔，分别设置有气体测量装置和温度测量装置，用于测量烟气通道4内烟气的流量和温度，温度和流量自动测量并显示，在温度超过预设范围时报警。空气通道5内设有温度测量装置用于自动测量预热空气的温度，空气通道5的底部设有掺冷控制阀，当温度测量装置测量到空气通道温度超过预设温度时，掺冷控制阀自动开启，向空气通道5内引入冷空气，以保证进入热处理炉1的空气温度在预定的范围内，确保预热器使用安全，延长其使用寿命。空气管道5的上部设有膨胀节14，在冷空气刚进入空气通道5时温差较大，对内筒2造成冲击，膨胀节14则用于补偿冲击应力。在空气管道5与热处理炉1连接的端头处设有防爆片，防止天然气渗入空气通道中发生危险。

由于热处理炉1在加热过程中对助燃空气的需求量变化很大，而脉冲控制系统对空气、天然气压力要求非常严格。因此为保证在任何工况下空气总管压力稳定，该系统配置需具有很大的助燃空气流量调节范围。热处理炉风机采用一台高压离心高压风机,风机进出口加可挠曲橡胶接头，以减轻震动，风机房设隔音措施，风机进口设电子式电动执行机构自调风阀与西门子S7-300 PLC PID调节模块组成风压定值闭环调节系统，随着供风量的改变，自动控制和调节炉前总风管压力，使风压控制在最佳值，即风压调节有自动和控制室手操遥控两种控制方式,自动调节炉前助燃风压,使其恒定在4PKa～4.5KPa。可根据燃烧情况，自动调节空气通道压力和供风量，控制合理的燃烧比例，一般空气和天然气比值控制在1.05～1.1。

为提高预热器及烟囱9的使用寿命，本发明预热器外筒3由硅酸铝耐火纤维制成，且外敷白铁皮，在空气预热时，外表温升小于或等于20℃，外筒3的外表做防锈防腐处理，以降低环境温度。内筒2和烟囱9由不锈钢耐热合金钢制作，其内衬有硅酸铝耐火纤维。

本发明将热处理炉1排出的高温烟气与冷空气进行热交换，既可以回收废热，又可以预热空气，在空气预热到一定温度，进入热处理炉1助燃时，燃料易于着火、燃烧稳定，能够提高燃烧效率，也可避免冷空气对设备的冲击，延长了设备使用寿命。上述预热器热回收效率高，密封性好，结构紧凑，安装方便，并且具有低阻力损失的特点。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。