CN101660840A - 带燃烧设备的热风炉 - Google Patents

Abstract

一种带燃烧设备的热风炉，包括燃烧设备和换热体，燃烧设备为燃煤机械炉排或燃油、燃气燃烧室，燃烧设备与换热体采用法兰连接，换热体包括外层筒式翅片换热器、管状换热器、内层筒式翅片换热器、套管喷流换热器、弯管换热器、辐射筒式换热器和上盖，所述外层筒式翅片换热器包括外筒体和烟气外筒，所述内层筒式翅片换热器包括烟气内筒和空气隔筒，所述套管喷流换热器包括套管内管、套管外管、凹陷形球面封头和烟气筒封板，所述的上盖与外筒体连接，在上盖的下面设置有盖板，盖板下端固定在烟气内筒上，在内层筒式翅片换热器的空气隔筒顶部安装加工有通孔的空气隔板，所述套管内管上端管口对应通孔固定在空气隔板上。

Description

带燃烧设备的热风炉

技术领域

本发明属于热能工程技术领域。

背景技术

现有的热风炉，如专利号为00265544.6的实用新型：带反射拱能二次燃烧的大型热风炉，和专利号为00265546.2的实用新型：带反射拱能二次燃烧的热风炉，其空气入口设置在换热体上部涡旋型箱体一侧，热风出口在炉顶，热风温度最高点在封头部位，易发生烧损，影响热风炉寿命，4层筒体，换热面积小，热效率低。专利号为02274110.0实用新型筒式热风炉，空气入口在炉顶，空气首先进入套管换热器，再进入外层筒体，由于套管换热器温度较高，因此空气在套管换热器处被加热，出来的空气温度较高，但是外层筒体的温度相对较低，从套管换热器出来的高温空气进入外层筒体，直到从热风出口排出的过程中会散失大量热量，导致输出的空气温度下降，热风温度和热效率受到影响。而且热风炉顶部空气集箱部分空气阻力较大，结构比较复杂，不利于设备的生产制造。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种空气从炉顶进入，依次进入外层筒式翅片换热器、管状换热器、内层筒式翅片换热器、弯管换热器、套管喷流换热器、辐射筒式换热器，热风从设置在下部的热风箱热风出口输出的带燃烧设备的热风炉。该热风炉有效的减少了空气运行过程中的热损耗，降低了空气运行过程中的阻力。

本发明采用如下的技术方案：

本发明带燃烧设备的热风炉，外形呈圆筒形或椭圆形结构，包括燃烧设备和换热体，燃烧设备为燃煤机械炉排或燃油、燃气燃烧室，燃烧设备上部设置换热体，燃烧设备与换热体采用法兰连接。

所述的换热体由外向内依次设置有外筒体、烟气外筒、烟气内筒、空气隔筒和烟气筒。在换热体的上部设置有上盖，上盖的下部与外筒体连接，在上盖的上部设置有空气入口，在烟气外筒顶部与烟气内筒之间安装有烟气上封板，在上盖的下面设置有盖板，盖板下端固定在烟气内筒上构成外层筒式翅片换热器；在烟气外筒底部与烟气内筒之间安装有烟气下封板，烟气外筒、烟气内筒、烟气上封板和烟气下封板构成排烟通道，在烟气下封板下部沿烟气下封板一周布置有多个烟管，在外筒体的下部与空气隔筒之间安装有环形的换热体底板，烟管下端与换热体底板连接，烟管、烟气下封板和换热体底板组成管状换热器；在烟气内筒内部设置有空气隔筒，在空气隔筒的上部设置有补偿器，并在空气隔筒顶部安装加工有通孔的空气隔板构成内层筒式翅片换热器；在空气隔筒内部设置烟气筒，烟气筒下部与法兰连接，在烟气筒上部安装加工有通孔的烟气筒封板，在烟气筒封板上对应通孔位置安装有多个套管外管，套管外管底端安装有凹陷形球面封头，在套管外管内部设置有套管内管，套管内管上端管口与空气隔板上的通孔相对应并固定在空气隔板上，组成套管喷流换热器；在换热体上部，沿着换热体一周设置多个弯形烟管，弯形烟管一端固定在烟气筒封板上，与换热体内部连通，另一端穿过空气隔筒和烟气内筒通向烟气外筒和烟气内筒之间的排烟通道组成弯管换热器；空气隔筒和烟气筒组成辐射筒式换热器；在换热体底板下面的外筒体和空气隔筒之间设置有环形的隔板，隔板和换热体底板构成烟箱，烟箱侧面设置有清灰孔和烟气出口，烟管穿过烟箱上面的换热体底板与烟箱相连；隔板与燃烧设备上部的法兰构成热风箱，热风箱四周设置有保温层，热风箱侧面设置有热风出口；在空气隔筒的下部设置有托块，在烟气筒下部与法兰连接，并在烟气筒下部的内壁上装有耐火内衬。位于换热体外部的外层筒式翅片换热器与下部的管状换热器相连，管状换热器与换热体内层设置的内层筒式翅片换热器相连接，内层筒式翅片换热器与换热体里面中心部位的套管喷流换热器连接，套管喷流换热器经过弯管换热器与辐射筒式换热器相连接。

所述的盖板形状为锥形体，上盖和盖板构成空气进入外层筒式翅片换热器的入口通道。

所述的燃油、燃气燃烧室的外部是由拱形护板和护板构成的壳体，在壳体的内部侧面设置有内衬耐火纤维，底部设置轻质耐火材料，在内衬耐火纤维和轻质耐火材料内设置有重质耐火材料，在拱形护板下面设置有耐火拱顶，在拱形护板的侧面设置有燃油、燃气燃烧器，燃烧器上设置有控温仪。

本发明的有益效果：

本发明将燃烧设备与换热体合为一体，换热体由辐射筒式换热器、套管喷流换热器、弯管换热器、内筒式翅片换热器、外筒式翅片换热器和管状换热器组成，辐射、喷流、对流传热集于同一换热体。空气在换热体内由外层低温区向内层高温区运行，然后排出，避免了以往空气先进入内层高温区，再进入外层低温区过程中由于热量散失，导致输出的空气温度下降。本发明热风炉形成低、中、高温烟气与空气依次同体进行热交换，提高了排出空气的温度，降低了热量损失。同时降低了空气运行过程中的阻力。烟气以薄气层同时与两侧空气换热，具有燃料燃烧完全、热交换充分、高效、节能、寿命长等特点，热风温度90～650℃，供热量120～6960kw，热效率85％以上。由于热风温度的最高点位置不在凹陷形球面封头，因此凹陷形球面封头不会发生因为温度过高而烧损，增加了凹陷形球面封头的使用寿命。热风炉整体结构科学合理，占地面积小，操作简单，常压设备，运行安全。

附图说明

图1为本发明机烧燃煤热风炉示意图

图2为图1的A-A向视图

图3为图1的B-B向视图

图4为本发明燃油、燃气自动控温热风炉示意图

图5为图4的C-C向视图

图6为换热体内的空气流向图

图中：1-机械炉排，2-法兰，3-托块，4-热风箱，5-隔板，6-清灰孔，7-换热体底板，8-烟管，9-烟气下封板，10-凹陷形球面封头，11-套管外管，12-套管内管，13-外筒体，14-烟气外筒，15-烟气内筒，16-空气隔筒，17-烟气筒，18-烟气筒封板，19-补偿器，20-弯形烟管，21-烟气上封板，22-空气隔板，23-盖板，24-上盖，25-空气入口，26-换热体，27-烟箱，28-烟气出口，29-耐火内衬，30-热风出口，31-燃油、燃气燃烧室，32-拱形护板，33-耐火拱顶，34-耐火纤维，35-重质耐火材料，36-护板，37-轻质耐火材料，38-燃油、燃气燃烧器，39-温控仪，40-热电偶

具体实施方式

实施例1：机烧燃煤热风炉

如图1所示，本发明带燃烧设备的热风炉，外形呈圆筒形结构，包括燃烧设备和换热体26，燃烧设备为燃煤机械炉排1，燃烧设备上部设置换热体26，燃烧设备与换热体26采用法兰2连接。

所述的换热体26从外向内依次设置有外筒体13、烟气外筒14、烟气内筒15、空气隔筒16和烟气筒17。在换热体26的上部设置有上盖24，上盖24下部边缘与外筒体13上部边缘焊接在一起，在上盖24的顶部中心位置安装有空气入口25，在烟气外筒14顶部与烟气内筒15之间安装有环形的烟气上封板21，在上盖24的下面设置有圆锥体形状的盖板23，盖板23下端边缘与烟气内筒15上端边缘部位焊接在一起构成外层筒式翅片换热器。在烟气外筒14底部与烟气内筒15之间安装有环形的烟气下封板9，烟气外筒14、烟气内筒15、烟气上封板21和烟气下封板9构成排烟通道，在烟气下封板9下部沿烟气下封板9一周布置有多个烟管8，在外筒体13的下部与空气隔筒16之间安装有环形的换热体底板7，烟管8下端与换热体底板7连接，烟管8、烟气下封板9和换热体底板7组成管状换热器。在烟气内筒15内部设置有空气隔筒16，在空气隔筒16的上部设置有补偿器19，并在空气隔筒16顶部安装加工有通孔的空气隔板22构成内层筒式翅片换热器。在空气隔筒16内部设置烟气筒17，烟气筒17下部与法兰2连接，在烟气筒17上部安装加工有通孔的烟气筒封板18，在烟气筒封板18上对应通孔位置安装有多个套管外管11，套管外管11通过烟气筒封板18上的通孔通向烟气筒封板18和空气隔板22之间的空间，套管外管11底端安装有凹陷形球面封头10，在套管外管11内部设置有套管内管12，套管内管12上端管口与空气隔板22通孔相对应，并固定在空气隔板22上，组成套管喷流换热器。套管内管12通过空气隔板22上的通孔通向空气隔板22和盖板23之间的空间。在换热体26上部，沿着换热体26一周设置多个弯形烟管20，弯形烟管20一端固定在烟气筒封板18上，与换热体26内部连通，另一端穿过空气隔筒16和烟气内筒15通向烟气外筒14和烟气内筒15之间的排烟通道组成弯管换热器。空气隔筒16和烟气筒17组成辐射筒式换热器。在换热体底板7下面的外筒体13和空气隔筒16之间设置有隔板5，隔板5和换热体底板7构成烟箱27，烟箱27侧面设置有清灰孔6和烟气出口28，烟管8穿过烟箱27上面的换热体底板7与烟箱27相连；隔板5与燃烧设备上部的法兰2构成热风箱4，热风箱4四周设置有保温层，热风箱4侧面设置有热风出口30；在空气隔筒16的下部设置有托块3，在烟气筒17下部与法兰2连接，并在烟气筒17下部的内壁上锚固有耐火内衬29。位于换热体26外部的外层筒式翅片换热器与下部的管状换热器相连，管状换热器与换热体26内层设置的内层筒式翅片换热器相连接，内层筒式翅片换热器与换热体26里面中心部位的套管喷流换热器连接，套管喷流换热器经过弯管换热器与辐射筒式换热器相连接。

所述的盖板23形状为锥形体，上盖24和盖板23构成空气进入外层筒式翅片换热器的入口通道。

加热空气输出热风时，燃料煤(型煤、生物质能燃烧)在炉排上燃烧，高温烟气经耐火内衬29进入换热体烟气筒17，以辐射和喷流传热方式将热量传给烟气筒17、凹陷形球面封头10、套管外管11，再经弯形烟管20进入烟气内筒15和烟气外筒14组成的排烟通道，以对流传热方式将热量传给烟气内筒15和烟气外筒14，再经烟管8入烟箱27，由引烟机经烟气出口28排出。

空气经鼓风机从空气入口25进入外层筒式翅片换热器向下运行，掠过管状换热器的烟管8进入内层筒式翅片换热器向上运行，至盖板23后进入套管喷流换热器的套管内管12向下喷向凹陷形球面封头10，然后沿套管向上运行，掠过弯管换热器的弯形烟管20进入辐射筒式换热器向下运行，与烟气进行热交换，空气被加热进入热风箱4，经热风出口30输出。

实施例2：燃油、燃气自动控温热风炉

如图4所示，本发明带燃烧设备的热风炉，外形椭圆形结构，包括燃烧设备和换热体26，燃烧设备为燃油、燃气燃烧室31，燃烧设备上部设置换热体26，燃烧设备与换热体26采用法兰2连接。

如图4所示，所述的燃油、燃气燃烧室31的外部是由拱形护板32和护板36构成的壳体，在壳体的内部侧面设置有内衬耐火纤维34，底部设置轻质耐火材料37，在侧面的内衬耐火纤维34和底部的轻质耐火材料37里面设置有重质耐火材料35，在拱形护板32和内衬耐火纤维34下面设置有耐火拱顶33，在拱形护板32的侧面设置有燃油、燃气燃烧器38，燃烧器上设置有控温仪39。

如图5所示，在热风出口30处设置了热电偶40，热电偶40可输出温度信号。

加热空气输出热风时，油(重油、轻油)煤气(天然气、液化气、煤层气)经燃烧器在燃烧室内燃烧，高温烟气进入换热体26，沿着实施例1的路径运行，进行热交换，由引烟机经烟囱排出。空气由鼓风机送入换热体26，沿着实施例1的路径运行，空气被加热，经热风出口30输出。热风温度由设置在燃烧器上的温控仪39控制，热电偶40输出温度信号，温控仪控39制燃烧器燃油、燃气量，控制热风温度。

Claims (5)

1.一种带燃烧设备的热风炉，包括燃烧设备和换热体，燃烧设备为燃煤机械炉排或燃油、燃气燃烧室，燃烧设备与换热体采用法兰连接，换热体包括外层筒式翅片换热器、管状换热器、内层筒式翅片换热器、套管喷流换热器、弯管换热器、辐射筒式换热器和上盖，所述外层筒式翅片换热器包括外筒体和烟气外筒，所述内层筒式翅片换热器包括烟气内筒和空气隔筒，所述套管喷流换热器包括套管内管、套管外管、凹陷形球面封头和烟气筒封板，其特征在于，所述的上盖下端与外层筒式翅片换热器的外筒体连接，在上盖的下面设置有盖板，盖板下端固定在所述内层筒式翅片换热器的烟气内筒上，在内层筒式翅片换热器的空气隔筒顶部安装加工有通孔的空气隔板，所述套管内管上端管口对应通孔固定在空气隔板上。

2.根据权利要求1所述的一种带燃烧设备的热风炉，其特征在于，所述的管状换热器是在烟气外筒底部与烟气内筒之间安装有烟气下封板，烟气外筒、烟气内筒、烟气上封板和烟气下封板构成排烟通道，在烟气下封板下部沿烟气下封板一周布置有烟管，在外筒体的下部与空气隔筒之间安装有环形的换热体底板，烟管下端与换热体底板连接，烟管、烟气下封板和换热体底板组成管状换热器。

3.根据权利要求1所述的一种带燃烧设备的热风炉，其特征在于，所述的弯管换热器是在换热体上部，沿着换热体一周设置有弯形烟管，弯形烟管一端固定在烟气筒封板上，与换热体内部连通，另一端穿过空气隔筒和烟气内筒通向烟气外筒和烟气内筒之间的排烟通道组成弯管换热器。

4.根据权利要求1所述的一种带燃烧设备的热风炉，其特征在于，所述的盖板形状为锥形体，上盖和盖板构成空气进入外层筒式翅片换热器的入口通道。

5.根据权利要求1所述的一种带燃烧设备的热风炉，其特征在于，所述的空气隔筒的上部设置有补偿器。

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