一種提供高溫潔凈熱風的系統裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種對流體進行間接加熱的熱風裝置，尤其涉及到氣體換熱溫度超過600°C的高溫熱風工況，特別適合提供高溫空氣燃燒助燃以及干凈氣體進行物料烘干加熱。
【背景技術】
[0002]目前在鋼鐵熱處理和礦物棉加工行業碰到的高溫熱風裝置多采用輻射套管和對流換熱組件的組合式換熱裝置，結構多為直通式機構，即前端采用輻射套管，末端采用管式換熱組件，設備笨重且占地面積大，空氣出口溫度低，內部配風結構不合理，設備局部易超溫，尤其是孔板處易產生應力集中問題。隨著未來頁巖氣技術的開發，和當前環境問題的日益突出，“煤改氣”已經在很多行業提上日程，而往往在改造過程中都面臨場地空間限制和溫度提升瓶頸的問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型為解決上述現有技術所存在的技術問題，公開一種緊湊型提供高溫潔凈熱風的組合式系統裝置，該裝置能提供600°C以上的高溫空氣的同時克服現有設備存在的笨重且占地面積大，內部配風結構不合理，設備局部易超溫，尤其是孔板處易產生應力集中問題。
[0004]本實用新型是通過如下技術方案來實現的:
[0005]一種提供高溫潔凈熱風的系統裝置，它包括外框架，外框架下部設置高溫換熱室，高溫換熱室的一端連接燃燒機或直接采用法蘭與高溫煙氣管道連接，另一端與一級混風室連接，一級混風室通過高溫波紋換熱板與二級混風室連接，二級混風室通過低溫針狀換熱板與頂層風箱相連。
[0006]高溫換熱室由中央高溫介質通道和環繞其周圍的冷介質通道組成，中央高溫介質通道中間設置波節筒，兩端為高溫換熱室釘頭管，在高溫換熱室的外部，冷介質通道兩端設置螺旋導流板。波節筒用于解決高溫工況下金屬的熱應力所導致的焊縫拉裂問題，釘頭管使整個受熱面充分利用了流體邊界層的起始段薄，熱阻小的有利條件，加強冷介質通道的強制對流。在外部冷介質通道兩端設置的螺旋導流板，增加冷介質的運行距離和運行時間。在高溫換熱室內遠離燃燒機接口端的側面，與冷介質通道相通處設置與冷介質通道相通的空氣出口。
[0007]排煙引風機設置于外框架頂部，并通過煙氣出口管道連接頂層風箱。鼓風機設置于外框架頂部，鼓風機通過連接空氣進口管道連接低溫針狀換熱板。
[0008]鼓風機，燃燒機與空氣出口溫度傳感器連鎖，鼓風機采用變頻控制，與空氣出口溫度傳感器連鎖，燃燒機可采用比例調節，根據空氣出口溫度確定，并在一級混風室設置報警溫度傳感器，保證設備內部不超溫。外框架頂部引風機，一級混風室包含折流板，蜂窩分布板，自動控制風門，二級混風室設置風壓傳感器，引風機及自動控制風門的電動執行機構與該壓力測點連鎖，引風機風壓與高溫換熱室工作壓力要求匹配，保證整個裝置在微負壓狀態運行。
[0009]本實用新型高溫段對流換熱組件采用平行排列的雙向高溫波紋換熱板，板片長邊的長度是短邊長度的2.5-3倍，兩片相鄰的換熱板的長邊焊接構成一個換熱單元，換熱單元中間形成高溫煙氣腔，而相鄰的兩換熱單元之間，各相對的換熱板的兩短邊焊接在一起，在相鄰的兩個換熱單元之間形成冷介質通道，即板片采用“兩正兩反”的折邊方式。高溫波紋換熱板的波紋延展方向與高溫煙氣走向一致，保證煙氣在流經高溫段時的阻力不至于過大，降低排煙風機的風壓要求，并且能吸收材料在高溫時的部分熱膨脹。波紋高度為7?10mm，左右兩片換熱板波紋倒置對稱布置，這樣保證兩片相鄰換熱板焊接組裝時，兩個左右波紋倒置的板片長邊在組焊時形成的熱介質流道中，每一個波峰的兩側均有兩個支撐點的自支撐點，保證設備熱態時的剛性。同樣的道理，在焊接短邊形成冷介質通道時，上述板片的凹面與另一張板片的凹面也會構成自支撐結構。
[0010]低溫段對流換熱組件采用平行排列的雙向低溫針狀換熱板，板片長邊的長度是短邊長度的2.5-3倍，兩片相鄰的換熱板的長邊焊接構成一個換熱單元，換熱單元中間形成高溫煙氣腔，而相鄰的兩換熱單元之間，各相對的換熱板的兩短邊焊接在一起，在相鄰的兩個換熱單元之間形成冷介質通道，即板片采用“兩正兩反”的折邊方式。該板片為針狀形式，針狀波紋高度為3?5_。兩片板配合組裝時，冷介質通道形成三個分區，即針形紋路分布在板片的左中右三個區，兩組板片短邊焊接形成冷介質通道，所有的針狀紋路可以在交叉點處形成支撐點，滿足板片組件的剛性要求。三個區之間電阻焊接L型折邊板形成隔斷，隔斷高度為2倍的波紋高度。這樣，空氣在針形板片經過三個回程之后進入高溫板片，高溫煙氣在流經該組件時，隨著溫度的降低氣體比容已經大幅降低，通過這種針狀板片，充分利用介質邊界層起始段熱阻小的特點，充分擾動加強對流換熱效果。
[0011]高溫波紋換熱板與低溫針狀換熱板均采用十字錯流的換熱方式，高溫波紋換熱板流通間距為14-20mm，優選20mm，低溫針狀換熱板流通間距為6_10mm，換熱組件從下到上，隨著熱流體溫度逐漸降低，材料可按照等級降低，如高溫段使用310S不銹鋼或316L不銹鋼，低溫段使用304不銹鋼或201不銹鋼鋼。流體通道間距依次減小，則對應片數逐漸增加，如圖2所示。
[0012]一級混風室側邊設置有報警溫度傳感器和自動控制風門，在自動控制風門和一級混風室之間設置蜂窩分布板。
[0013]—級混風室與高溫換熱室，一級混風室與高溫波紋換熱板之間連接處均設置過渡膨脹節，并可在其內部設置導流板。燃燒機采用比例調節，根據空氣出口溫度確定。
[0014]與現有技術比較本實用新型的積極效果是:進入的高溫煙氣或燃燒天然氣得到的煙氣溫度為1500°C -160(TC左右，經過該流程，排煙溫度低于100°C ;且各裝置安排合理，采用間接換熱方式，結構緊湊，比現有同類裝置占地面積小1/2以上，對流段采用不同型式不同流道的換熱組件，單位體積換熱面積大，對流傳熱系數可達到45W/ (m2.°C )以上，熱效率高，能夠提供600°C以上的高溫潔凈空氣；設備內部做了多處保護措施，有效解決高溫工況的熱應力集中問題，能夠在高溫工況下安全穩定運行，延長設備使用壽命；設備采用風機采用變頻調節，燃燒機采用比例調節，并增設手動調節風門，調節手段豐富；利用氣體燃料作為熱源，清潔環保，排煙可以直接排放。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型裝置的高溫換熱室及換熱組件剖視圖；
[0017]圖1中:1為外框架，2為燃燒機變徑管，3為高溫換熱室，4為燃燒機，5為高溫波紋換熱板，6為二級混風室，6-1為壓力傳感器，7為低溫針狀換熱板，8為空氣進口，9為空氣送風鼓風機，10為煙氣排煙引風機，11為煙氣出口管道，12為頂層風箱，13為過渡膨脹節，14-1為自動控制風門，14-2為蜂窩分布板，15為一級混風室，16為報警溫度傳感器，17為空氣出口，18為高溫換熱室釘頭管，19為螺旋導流板，20為波節筒。
[0018]圖3-1為高溫波紋換熱板結構圖。
[0019]圖3-2為高溫波紋換熱板順時針旋轉180°結構圖。
[0020]圖3-3兩張高溫波紋換熱板組焊形成自支撐結構圖。
[0021]圖中，圖3-3中的圓點即為自支撐點。
[0022]圖4-1低溫針狀換熱板結構圖。
[0023]圖4-2低溫針狀換熱板翻身朝紙內旋轉180°結構圖。
[0024]圖4-3兩張低溫針狀換熱板組焊形成自支撐結構圖。
[0025]圖中，21為“L”型折邊隔斷。
【具體實施方式】
[0026]下面通過實例并結合附圖對提供高溫潔凈熱風的系統裝置做詳細的說明。
[0027]本實