CN203980334U - 一种空气预热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气预热器，该空气预热器为U型管式空气预热器，包括：U型壳体、换热芯体、烟气进口、冷空气进口、热空气进口、烟气出口和清灰口；所述换热芯体设置在所述U型壳体内部，并由多根竖直平行排列的热交换管组成；所述烟气进口设置在所述预热器的上部；所述烟气出口和清灰口设置在所述预热器的底部。本实用新型结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度、相比传统燃烧器能大大提高燃料利用率，减低能耗，减少环境污染。使用全铝制翅片热交换管以及U型的热交换流道设计，显著提高热交换率，减小体积结构，全铝制结构重量轻，耐腐蚀且造价低，适合用于垃圾焚化炉燃烧器油枪与点火枪的保护。

Description

一种空气预热器

技术领域

本实用新型涉及工业热设备废气余热回收利用装置，尤其涉及一种空气预热器。

背景技术

燃油、燃气热媒载体炉一直来以高排烟温度运行，排烟温低则330-350℃，高则超过400℃，如此高的排烟温度，从烟道中带走较大的热量，一不利于提高燃油燃气热媒炉运行效率，能源利用率低，二不利于现场及周边环境环保，三不利于燃油、燃气热媒炉房的操作。现有的燃油、燃气工业燃烧器大多直接采用常温下的空气与燃料直接进行配比进入燃烧室，这样会导致燃料的部分热值在加热空气的过程中白白损耗。近年来，已有开始有利用排烟余热加热空气的研究，管式空气预热器密封性好、传热效率高，但体积大，受工作空间大小限制，如何有效减小空气预热器体积同时兼顾传热效率是管式空气预热器的研究方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种燃烧器U型管式空气预热器，该装置结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度，相比传统燃烧器能大大提高燃料利用率，减低能耗，减少环境污染。

本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：

一种空气预热器，该空气预热器为U型管式空气预热器，包括：

U型壳体、换热芯体、烟气进口、冷空气进口、热空气进口、烟气出口和清灰口；

所述换热芯体设置在所述U型壳体内部，并由多根竖直平行排列的热交换管组成；

所述烟气进口设置在所述预热器的上部；所述烟气出口和清灰口设置在所述预热器的底部。

与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：

结构简单、实用性强，能充分利用烟气余热，降低了锅炉烟气温度，相比传统燃烧器能大大提高燃料利用率，减低能耗，减少环境污染。

附图说明

图1是空气预热器主视结构图；

图2是空气预热器侧视结构图；

图3是U型的热交换流道示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述：

如图1和图2所示，展示了空气预热器结构，包括U型壳体6、换热芯体8、烟气进口3、冷空气进口2、热空气进口1、烟气出口7和清灰口5；所述换热芯体设置在所述U型壳体内部，并由多根竖直平行排列的热交换管组成；所述烟气进口设置在所述预热器的上部；所述烟气出口和清灰口设置在所述预热器的底部。

上述热交换管为铝制翅片管。

上述热交换管的内腔形成烟气通道，该烟气通道一端与烟气进口相连，另一端与烟气出口相连。

上述多根热交换管之间设置有间隙，并使所述间隙形成U型结构的空气通道。

上述空气通道的两端分别与冷空气进口和热空气出口相连。

烟气进口和烟气出口连接的烟气通道与空气通道垂直交错放置。

上述U型壳体为全铝壳体，该全铝壳体和上述全铝制翅片热交换管以及U型的热交换流道设计，显著提高热交换率，减小体积结构，且全铝制结构重量轻、耐腐蚀、造价低等特点。

本实施例U型结构的设计大大减小了管式空气预热器的体积。

如图3所示，为U型的热交换流道工作流程，烟气在烟气通道内做纵向冲刷，空气横向进入空气流道并做U型冲刷，与高温烟气做逆流交叉换热，达到空气与烟气的动态热平衡，从热空气出口出来的空气温度可达200℃以上。

上述U型管式空气预热器的热交换流道传热过程由5部分组成：

1、烟气在换热管内对管壁的放热过程；

2、换热管的内管壁污垢的热阻过程；

3、从换热管的内管壁到换热管的管外壁的导热过程；

4、换热管的外管壁污垢的热阻过程；

5、换热管的管外壁和换热管的管外空气的对流换热过程。

设烟气到管内壁的放热系数为α(单位：W/m²·℃)、烟气侧污垢层的厚度为δ_h(单位：m)、烟气侧污垢层的导热系数为λ_h(单位：W/m·℃)、烟气金属管壁的厚度为δ_g(单位：m)、烟气金属管壁的导热系数为λ_g(单位：W/m·℃)、空气侧污垢层的厚度为δ_s(单位：m)、空气侧污垢层的导热系数为λ_s(单位：W/m·℃)、管外壁到管外空气的放热系数为β(单位：W/m²·℃)，则烟气侧的热阻为(单位：m²·℃/W)、烟气侧污秽层的热阻为(单位：m²·℃/W)、管内壁到管外壁的热阻为(单位：m²·℃/W)、空气侧污秽层的热阻为(单位：m²·℃/W)、空气侧的热阻为(单位：m²·℃/W)，最终可得到换热器总传热系数k用下式表示：

$k=\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\α}}+\frac{{\mathrm{\δ}}_h}{{\mathrm{\λ}}_h}+\frac{{\mathrm{\δ}}_g}{{\mathrm{\λ}}_g}+\frac{{\mathrm{\δ}}_s}{{\mathrm{\λ}}_s}+\frac{1}{\mathrm{\β}}}$

式中分母第一项是烟气侧的热阻与烟气到管内壁的放热系数α有关，采用带翅片结构的内管壁可提高α，从而增大k；分母第二、三、四项分别是烟气侧污秽层的热阻管内壁到管外壁的热阻空气侧污秽层的热阻其中烟气金属管壁的导热系数λ_g较大，因而第三项管内壁到管外壁的热阻较小，可忽略，通过定期的吹扫，可以减小第二、四项中污秽层的厚度，从而增大k；分母第五项是空气侧的热阻与管外壁到管外空气的放热系数β有关，采用带翅片结构的内管壁可提高β，从而增大k。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种空气预热器，其特征在于，所述空气预热器为U型管式空气预热器，包括：U型壳体、换热芯体、烟气进口、冷空气进口、热空气进口、烟气出口和清灰口；

所述换热芯体设置在所述U型壳体内部，并由多根竖直平行排列的热交换管组成；

所述烟气进口设置在所述预热器的上部；所述烟气出口和清灰口设置在所述预热器的底部。

2.根据权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述热交换管为铝制翅片管。

3.根据权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述热交换管的内腔形成烟气通道，该烟气通道一端与烟气进口相连，另一端与烟气出口相连。

4.根据权利要求1所述的空气预热器，其特征在于，所述多根热交换管之间设置有间隙，并使所述间隙形成U型结构的空气通道。

5.根据权利要求4所述的空气预热器，其特征在于，所述空气通道的两端分别与冷空气进口和热空气出口相连。

6.根据权利要求3所述的空气预热器，其特征在于，烟气进口和烟气出口连接的烟气通道与空气通道垂直交错放置。