专利名称：塞式阀非金属蓄热式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对工业炉窑燃用空气进行加热的热交换装置。所用热源是工业炉窑排放掉的高温烟气。是一种新型的节能设备，可广泛应用于钢铁、机械、建材等各工业领域的工业炉上。
据统计，钢铁行业，工业燃料炉窑，以高温烟气形式排放掉的余热，约占其总能耗的30-50％，为了节省燃料消耗，多数工业炉都要对所用空气进行预热。经过计算与实践得知，空气温度每提高100℃，其节脂率约在5％左右。根据对全国19个重点和地方骨干钢铁企业216座轧钢加热炉的余热利用现状调查表明，目前炉子余热回收率很低，70％以上的炉子换热器后的排烟温度在360-560℃之间。被调查的19个企业换热器的平均风温仅有222℃。目前国内大多数企业所使用的热交换器多数为换热式的金属换热器，约占换热器总数的90％，其类型有翅片管，带插入件钢管，辐射，喷流等。它们的温度效率只有30-55％，大部分因积灰问题风温衰减速度极快，一两年后，风温仅为设计值的一半，并由于换热器是用普通钢制造的，在实际使用中很容易达到氧化温度。因而限制了空气预热温度的提高。而常规的蓄热式(非金属的)换热器，换热元件多为耐火格子砖做蓄热体，其比表面积只有10-25m2/m3，因此要想获得高风温，必须加大蓄热室体积。目前此种换热器的体积由几十立方米到几百立方米不等，体积非常庞大，并且其漏风率较高，通常为10％左右。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小、耐高温，温度效率可达70％左右，造价低，热工特性稳定，安装使用方便，容易操作，可将烟气排放温度降至200℃以下的，采用工业炉窑排放的废烟道气为热源的炉用空气换热器。
塞式阀非金属蓄热式换热器，是由换热器本体、空气换向装置、烟气换向装置、抽烟机、换向传动机构和电控调节仪表组成。换热器本体是横断面为“□□”形的长方形箱体，内部带有绝热层内衬，分别组成甲、乙两室，在两室内装有非金属耐火球蓄热体做为换热元件，同时在换热器两侧设置有上部为空气、下部为烟气的两组活塞式气动换向装置。在换向装置左右两边同时设有空气和烟气连接管。在左边一侧与空气通风机和烟气抽烟机相连，另一侧与换热器本体相连。在右边，一侧与换热器相连，另一侧与热空气出口管道和来烟管相连，组成一个气流相通的回路。温度控制与显示仪表的进口温度和出口温度及热空气温度的测量感应元件分别装于换热器的进口烟管和出口烟管内及换热器热空气出口管处。换向装置的动作由控制仪表自动控制，以保证出口烟温在设定的温度范围内，确保热空气温度稳定。
采用塞式阀非金属蓄热式换热器对空气进行加热时，首先设定排烟温度，开机后由抽烟机将炉窑排放掉的烟气抽入换热器之中的一个蓄热室(甲室)，将蓄热体进行加热。与此同时，冷空气由通风机吹入另一个蓄热室(乙室)。当排烟温度达到设定值时，此时空气、烟气换向装置的换向阀同时动作，将阀位移到与开始状态时的相反方向位置。此时由炉窑排放掉的烟气流经蓄热室(乙室)，对蓄热体进行加热，而冷空气流经另一个蓄热室(甲室)，将上周期留给蓄热体之热量传给冷空气，使其由冷变热，变成热空气，供炉窑燃烧使用。如此往复进行下去，即称为换热器的换热过程。上述各项动作，均由控制仪表自动完成。当换热器运行过程中出现异常，温度控制系统可发出报警信号，以便及时调整操作或停机。
塞式阀非金属蓄热式换热器，可将炉用空气由环境温度20℃，加热到450℃(设入换热器烟温为650℃)，温度效率可达70％，几乎是常规换热器的2倍，获得高风温空气容易实现，可以取得高节能效益，节能率可达20％以上。
本换热器体积小，是常规换热器的1/3，结构简单，紧凑。
本换热器具有耐高温性能，所采用的非金属耐火球做蓄热体，抗腐蚀、耐高温、热工特性好，价格低廉，不易积灰，易更换，换热性能稳定。
本换热器换向装置结构独特、新颖、换向动作及功能可靠，不需要水冷和密封，不漏风，气动传动运行平稳。
本换热器所采用的控制仪表，具有自我保护功能，如遇通风机断电，它可在2秒钟内，自动关闭抽烟机，以防换热器被烧坏。
附图是本实用新型实施例，下面结合实施例详细说明本实用新型。
图1、图2、图3分别是塞式阀非金属蓄热式换热器立面结构示意图、空气通道俯视剖面结构示意图、烟气通道俯视剖面结构示意图。
如图所示，塞式阀非金属蓄热式换热器由换热器本体1、空气换向装置2、烟气换向装置3、抽烟机4、换向传动气缸5和电控调节仪表箱6组成。换热器本体1由带绝热层内衬的金属箱体甲室7和乙室8及装在甲、乙箱体内的蓄热体9构成。在换热器箱体的上半部，位于箱体两侧连接有空气换向装置2，而空气换向装置2是由金属筒体10和位于筒体内的活塞11和活塞12及活塞连杆13组成，在换向装置筒体两侧设有冷空气连接短管14、15、16和热空气连接短管17、18、19，短管14与通风机来气管32相连，短管15和16分别与换热器甲、乙箱体进气管20、21相连，而热空气短管17和18分别与换热器出气管22、23相连，热空气短管19与供给炉窑的热风管路33相连。另外，空气换向装置的活塞杆13与气缸连杆24和换向传动气缸5连接在一起组成一个换向联动系统，实现换向功能。
同理，在换热器箱体下半部，位于箱体两侧还设置有烟气换向装置3，其结构组成以及连接方式和传动机构与空气换向装置完全相同，其换向动作与空气换向装置同步，其中不同的是，换向装置烟气出口短管25与抽烟机4相连，而烟气入口短管26与炉窑来烟管27相连。换向气缸5采用电磁阀与压缩空气管路相连。
温度控制、显示仪表出口烟气感温探头28装于换热器烟气出口短管34内，以设定和显示出烟温，并依设定烟温为信号，控制仪表自动完成空气、烟气换向。而入口烟气感温探头29装在换热器烟气入口短管31内，以显示来烟温度状况。热空气测量元件30，装在换热器出口热空气短管22内，随时显示热空气温度质量情况，另外设计有通风机与抽烟机进行连锁，一量通风机断电，抽烟机能立即在2秒钟停机，保证做到换热器的安全。同时在控制系统中设有手动换向功能，以防止自动换向失灵或换向不到位时可以采取手动方式进行换向，为了及时发现换热器在运行中发生的问题，控制系统设有报警装置，所有上述测量与控制线路均装于电控调节仪表箱6内。温度控制显示仪表可采用通常使用的双位调节温控仪表及通常使用的温度显示仪表。控制电路都是采用常规电路。
塞式阀非金属蓄热式换热器，可对各种燃料工业炉所用空气进行加热。包括煤气炉和燃油工业炉。用此换热器可以获得高风温。并可以做到燃用低热值燃料如高炉煤气等。应用领域十分广阔，可以取得节约能源，减少氧化烧损和增加产量三种效果。
权利要求1.一种用于对工业炉窑燃用空气进行加热的塞式阀非金属蓄热式换热器，由换热器本体、空气换向装置，烟气换向装置，抽烟机，换向传动机构和电控调节仪表组成，换热器本体由带有绝热层内衬的金属箱体甲室和乙室及装在甲、乙室内的蓄热体构成，其特征是在换热器箱体上半部，位于箱体两侧各连接有一个空气换向装置；而在换热器箱体下半部，于箱体两侧各连接有一个烟气换向装置；在空气、烟气换向装置两侧设有空气、烟气连接管，分别与空气来气管，换热器出气管和抽烟机抽烟管、换热器及来烟管相连；温度控制显示仪表的进口烟气和出口烟气温度及热空气温度的测量感应元件，分别装于换热器的进口烟管和出口烟管内及换热器热空气出口管处。
2.按权利要求1所述的塞式阀非金属蓄热式换热器，其特征在于所说的空气、烟气换向装置是由金属筒体和位于筒体内的两个活塞阀和活塞连杆组成，而活塞杆与气缸连杆和换向气缸连在一起组成一个换向联动机构。
专利摘要塞式阀非金属蓄热式换热器是一种利用工业炉窑排放掉的烟气,将炉用空气进行高效加热的热交换装置。换热器本体由带有绝热层内衬的金属箱体甲、乙两室以及装在甲、乙两室内的蓄热体构成,在换热器箱体的上半部和下半部,位于箱体两侧设置有空气和烟气换向装置。它的温度效率高达70%,体积是常规换热器的1/3,耐高温不怕氧化,无水冷不密封,不积灰,不漏气,运行操作采用电控制仪表自动完成,可广泛应用于钢铁、机械、建材等各工业领域的工业炉上,可取得节能、增产、低耗的经济效益。
文档编号F24H7/00GK2390149SQ9922504
公开日2000年8月2日 申请日期1999年9月8日 优先权日1999年9月8日
发明者吴雅卿, 邵忠伦 申请人:付其祥