CN202733934U - 空气预热器 - Google Patents

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陈燕才
张雪荣
李华
胡诚
严开勇
陈良
万险峰
李恒山
李良洪
谢斌
何国赛
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Abstract

本实用新型涉及一种空气预热器，它包括有空气通腔和烟气通腔，在空气通腔和烟气通腔之间设有防止两个通腔窜气的隔板；所述的隔板上安装有一个或多个重力热管；所述的空气通腔的空气入口与风机的排出口相连通，空气通腔的空气出口处设有用于测量预热后的空气温度的温度计；所述的烟气通腔的烟气入口与CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口相连通，烟气通腔的烟气出口通过分烟气调节阀与烟囱相连通；在CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口与烟囱之间还设有总烟气调节阀。本实用新型利用CSP厂辊底式加热炉尾部高温烟气余热对空气进行预热，且预热温度可控、可调，结构简单、操作维护方便，换热效率高。

Description

空气预热器
技术领域
本实用新型涉及一种应用于CSP（薄板坯连铸连轧）厂辊底式加热炉尾部烟气余热回收利用中的空气预热器。
背景技术
紧凑式带钢生产线，简称CSP(Compact Strip Production)。是指50~80 mm厚的薄板连铸坯，出连铸机后剪切，进入辊底式加热炉，出炉后供连续轧制。该工艺既充分利用了铸坯的热能，又依靠辊底式加热炉的特殊功能和作用，使连铸与连轧顺畅生产，因此，在世界范围内正被逐步推广和应用。
CSP产线中辊底式加热炉的功能颇多，其中之一就是连续接收铸机生产的高温板坯，并对其进行加热和均热。目前，辊底式加热炉燃烧产生的尾部烟气经处理利用后温度仍高达400~500℃，这部分尾部烟气现在是直接排放到大气中，既造成热量的巨大损失，又产生温室效应污染环境。因此，如何回收利用这部分烟气余热，达到节能减排的目的，是生产厂方及各研究机构亟需解决的问题。公开号为CN 201322564Y，公开日为2009年10月7日，专利名称为空气预热器的专利公开了一种利用罩式炉的废热气体对空气进行预热的空气预热装置，该装置采用无缝钢管作换热管，并在管壁外侧焊接螺旋翅片，以增大传热面积。与普通换热器相比，该装置换热效率有所提高，但仍存在以下诸多缺点：一是空气的预热温度无法调节，不能满足某些特定需求。二是该装置结构较为复杂，制造加工比较困难。三是该装置换热效率有待进一步提高。四是烟气中所携带的灰尘易汇聚在该装置的烟气出口段下部，不便清理，检修维护甚不方便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空气预热器，该空气预热器利用CSP厂辊底式加热炉尾部高温烟气余热对空气进行预热，且预热温度可控、可调，结构简单、操作维护方便，换热效率高。
本实用新型所采用的技术方案是：一种空气预热器，它包括有空气通腔和烟气通腔，在空气通腔和烟气通腔之间设有防止两个通腔窜气的隔板；所述的隔板上安装有一个或多个重力热管，重力热管的放热段置于空气通腔内，重力热管的吸热段置于烟气通腔内；所述的空气通腔的空气入口与风机的排出口相连通，空气通腔的空气出口处设有用于测量预热后的空气温度的温度计；所述的烟气通腔的烟气入口与CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口相连通，烟气通腔的烟气出口通过分烟气调节阀与烟囱相连通；在CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口与烟囱之间还设有总烟气调节阀。
按上述方案，所述的重力热管的表面高频焊接有若干片以增加传热面积的平翅片。
按上述方案，所述的重力热管为圆形封闭式重力热管，密闭管内抽成1~2×10-4Pa的负压，且在管内充以适量液态传热介质—无机盐；所述的重力热管的管件材质为碳钢。
按上述方案，所述的烟气通腔内设有多个清灰门。
按上述方案，所述的烟气通腔的烟气入口处设有保证烟气合理均匀通过热交换区的烟气挡板。
本实用新型中，重力热管分为两段，下段为吸热段，上段为放热段。当高温烟气冲刷吸热段时，管内液态传热介质吸收热量由液态变为气态，介质上升到放热段，向外放出热量，释放的热量被风机吹入的冷空气吸收，介质自身凝结为液体，顺着管壁在重力的作用下返回吸热段。由于管内呈真空状态，热阻很小，所以热管有等温特性，即上端与下端温差很小，有超导特性，换热效率高。
重力热管表面高频焊接有翅片，翅片表面结构为平翅，材质采用耐热钢片。平翅片与重力热管采用高频焊的方法焊接在一起。加工过程中，利用高频发生器产生的高频电感应，使重力热管的表面与平翅片接触处产生高温，在10um左右的深度范围内使两者溶化，再加压使平翅片与重力热管连为一体。
在烟气入口处设置烟气挡板，保证烟气合理均匀通过热交换区，使换热效果达到最好，在烟气通腔中设置多处清灰门，方便设备的维护。
总烟气调节阀与分烟气调节阀可独立调节，也可相互连锁。
本实用新型的有益效果在于：1、直接回收CSP厂辊底式加热炉排出的尾部高温烟气余热，用来预加热冷空气，加热后空气温度可自行调节，既可用来对CSP厂的轧辊进行预热，也可以在冬季对操作室进行供暖，不仅减少了热损失，提高了热利用效率，而且降低了生产成本，减少了环境污染。2、重力热管的管内呈真空状态，热阻很小，所以热管有等温特性，即上端与下端温差很小，有超导特性，换热效率高。3、烟气进口处设置烟气挡板，保证烟气合理均匀通过热交换区，使换热效果达到最好。4、设置有多处清灰门，方便设备的检修维护。5、总烟气调节阀和分烟气调节阀配合使用，从而达到调节预热温度的目的。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是本实用新型空气通腔和烟气通腔的结构示意图。
图中：1、温度计，2、空气出口，3、空气通腔，4、平翅片，5、空气入口，6、总烟气调节阀，7、放热段，8、吸热段，9、分烟气调节阀，10、烟气出口，11、重力热管，12、传热介质，13、烟气通腔，14、清灰门，15、烟气入口，16、隔板，17、风机，18、CSP厂辊底式加热炉尾部烟气，19、烟囱。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
参见图1和图2，一种空气预热器，它包括有空气通腔3和烟气通腔13。所述的空气通腔3的右侧设置有空气入口5，该入口与风机17的排出口相连通；空气通腔3的左侧设置有空气出口2，在空气出口2处设置有用于测量预热后的空气温度的温度计1。所述的烟气通腔13的左侧设置有烟气入口15，该入口与CSP厂辊底式加热炉尾部烟气18的排出口相连通；烟气通腔13的右侧设置有烟气出口10，烟气出口10通过分烟气调节阀9与烟囱19相连通，该分烟气调节阀用于控制进入热交换器的烟气量。在空气通腔3与烟气通腔13中间设置有防止两个腔体窜气的隔板16。在隔板16上安装有若干个重力热管11，重力热管11由两段组成：下段为吸热段8，上段为放热段7，管内抽成1~2×10-4Pa的负压，并填充适量液态传热介质12；在重力热管的表面高频焊接有若干片以增加传热面积的平翅片4。在CSP厂辊底式加热炉尾部烟气18与烟囱19之间的管道中设置总烟气调节阀6，总烟气调节阀6与分烟气调节阀9共同控制预热后的空气温度。
本实施例中，在烟气通腔13内设置有多个清灰门14，方便设备的维护。所述的烟气通腔13的烟气入口15处设有保证烟气合理均匀通过热交换区的烟气挡板。所述的重力热管11为圆形封闭式重力热管，管件材质为碳钢。
工作时，CSP厂辊底式加热炉尾部烟气部分经过总烟气调节阀6进入烟囱19，直接排入空气中。部分高温烟气经烟气入口15进入烟气通腔13，流经重力热管8，进行热交换，交换完毕后的低温烟气经过烟气出口10、分烟气调节阀9后，进入烟囱19，直接排入空气中。重力热管8在高温烟气的冲刷下，吸热段8开始吸收热量，管内液态传热介质12吸收热量变成气态，上升到放热段7。此时，由风机17吹往空气通腔3的冷空气吸收放热段7释放的热量，变成热空气，经空气出口2排出，排出的热空气可由温度计1检测。放热段7的液态传热介质12释放热量后，由气态冷凝成液态，沿重力热管11的管壁内侧在重力的作用下，返回到吸热段8，液态传热介质12在整个工作过程中形成自循环。
在上述过程中，调节装在高温烟气出口的总烟气调节阀6和低温烟气出口的分烟气调节阀9的开度可对加热后热空气的温度进行调节和控制：当预热后热空气的温度偏高时，可调大总烟气调节阀6的开度和调小分调节阀9的开度，使大部分高温烟气直接由高温烟气出口排出，以减少进入空气预热器中参与热交换的高温烟气，并减少高温烟气在空气预热器中的停留时间；当预热后热空气的温度偏低时，可调小总烟气调节阀6的开度和调大分调节阀9的开度，使大部分高温烟气进入空气预热器中参与热交换，并延长高温烟气在空气预热器中的停留时间。
此外，为便于检修和维护，在烟气通腔设置有数个清灰门14，烟气中所携带的灰尘汇聚在烟气通腔底部后，可通过清灰门14进行清理。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改，等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种空气预热器，其特征在于：包括有空气通腔和烟气通腔，在空气通腔和烟气通腔之间设有防止两个通腔窜气的隔板；所述的隔板上安装有一个或多个重力热管，重力热管的放热段置于空气通腔内，重力热管的吸热段置于烟气通腔内；所述的空气通腔的空气入口与风机的排出口相连通，空气通腔的空气出口处设有用于测量预热后的空气温度的温度计；所述的烟气通腔的烟气入口与CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口相连通，烟气通腔的烟气出口通过分烟气调节阀与烟囱相连通；在CSP厂辊底式加热炉尾部烟气的排出口与烟囱之间还设有总烟气调节阀。
2.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：所述的重力热管的表面高频焊接有若干片以增加传热面积的平翅片。
3.如权利要求1或2所述的空气预热器，其特征在于：所述的重力热管为圆形封闭式重力热管，密闭管内抽成1~2×10-4Pa的负压，且在管内充以液态换热介质；所述的重力热管的管件材质为碳钢。
4.如权利要求1所述的空气预热器，其特征在于：所述的烟气通腔内设有多个清灰门。
5.如权利要求1或4所述的空气预热器，其特征在于：所述的烟气通腔的烟气入口处设有保证烟气合理均匀通过热交换区的烟气挡板。
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Patentee before: Wuhan Iron & Steel (Group) Corp.

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