本發明涉及一種換熱器組件，尤其涉及一種用于高溫煙氣余熱的活動式換熱器。

背景技術：

節能減排、改善環境引起全社會的廣泛關注，受工藝、技術、資金等因素的影響，我國大部分工業企業都存在著能耗高、能源利用效率較低、能源浪費等問題，因此，工業節能是我國節能的重點。從能源消耗結構來看，工業能耗占全國能源消耗總量的70%左右，而工業消耗的60%都轉化為各種各樣的余熱。余熱資源是指在現有條件下有可能回收利用而尚未回收利用的能量，其中，高溫煙氣余熱占有比例較高，達到了余熱總資源的50%左右。

目前對于余熱資源的利用主要集中在余熱助燃空氣、預熱燃料與物料，以及利用換熱器間接使用。工業爐的高溫煙氣經通道對預熱爐的爐料進行預熱后的廢氣仍具有較高溫度，在預熱爐的排煙通道處設計空氣換熱裝置，利用預熱爐排出的廢氣溫度加熱工業爐燃氣噴槍的助燃空氣，可以有效的提高燃燒效率，節省能源。國網浙江省電力公司電力科學研究院的發明專利（申請公布號：CN 105135468）公開了一種煙氣余熱利用系統，可以回收在空氣預熱器與除塵裝置之間的煙氣余熱，還對除塵裝置與脫硫裝置之間的煙氣余熱進行回收，并將回收的熱量通過換熱裝置傳遞給送入空氣預熱器的空氣，進而回收進鍋爐熱力系統，極大地提高了鍋爐煙氣余熱的利用效率。山東岱榮節能環保科技有限公司的實用新型專利（授權公告號：CN 205090849 U）公開了一種用于熱風爐廢煙氣余熱利用的換熱器，通過中間管道連通高溫部分和低溫部分，低溫部分為復合相變換熱器時，高溫部分為熱管式換熱器。在容易出現露點腐蝕的低溫工況時，通過調節低溫部分換熱面積可調熱管式換熱器中擋板的角度來減少流通面積，以達到提高管壁溫度的目的；復合相變換熱器通過調節蒸汽壓力來控制換熱器管壁溫度，從而最大限度的控制壁溫在低溫露點腐蝕的范圍內。上述專利多為固定型換熱器，雖然可以提高高溫煙氣的利用效率，但未考慮換熱器的清理和檢修的難題。由于煙氣中含有的氯化物和氟化物會腐蝕換熱設備，固體顆粒物堵塞氣流通道，附著在熱管上惡化換熱效果，從而使換熱器使用壽命降低。

因此，如何提高工業爐高溫煙氣余熱的利用效率，并有效的提高換熱器的工作效率和使用壽命，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：現有大型工業熔煉爐能源消耗高，高溫煙氣余熱能量利用效率低，而且換熱裝置無法自由的拆卸，不利于換熱構件外部積結塵垢的清洗，導致換熱效果低下。為解決上述問題，本發明提供一種用于高溫煙氣余熱的活動式換熱器。

本發明的目的是以下述方式實現的：

一種用于高溫煙氣余熱的活動式換熱器，包括設置在工業爐爐體上的煙氣室和煙氣旁路，在煙氣室上端和下端分別設置有煙氣室上閘門和煙氣室下閘門，在煙氣旁路上設置有煙氣旁路上閘門和煙氣旁路下閘門，在煙氣室內設置有可拆卸換熱管組，在煙氣室上設置有取放換熱管組的開關式氣室門。

換熱管組包括設置在煙氣室兩端的集氣罩，在集氣罩之間連接有可拆卸的換熱管件，爐體上設置有與集氣罩連接的進氣管和出氣管。

在換熱管件上設置有支撐板，煙氣室上設置有與支撐板連接的滑動導軌。

換熱管件為翅片管。

煙氣室、煙氣旁路和爐體同時砌筑而成。

煙氣室和煙氣旁路由耐火磚拼接而成，耐火磚之間的填充物與耐火磚材質相同。

換熱器利用高溫煙氣余熱來預熱爐體內燃氣噴槍的助燃空氣，其運行方法通過以下步驟實現：

步驟一：關閉煙氣旁路的上下閘門，打開煙氣室的上下閘門，冷空氣由進氣管進入換熱管件及集氣罩；

步驟二：冷空氣在高溫煙氣室經過多個回程的加熱后變為高溫空氣，由出氣管進入燃氣噴槍作為高溫助燃空氣。

相對于現有技術，本發明提供的換熱器采用創新型組合式，換熱器的換熱管組位于煙氣室內部，換熱器的煙氣室與爐體同時砌筑且固定在爐體上，此種組合方式相當于換熱管組與爐體相連，可以大大的簡化設備制造工序，從而降低生產成本。在煙氣室內設置有煙氣旁路，換熱管組檢修時打開煙氣旁路的上下閘門，高溫煙氣可以從旁路通過，實現不停爐檢修，提高生產效率。該活動式換熱器可用于各種燃氣加熱式工業爐，利用預熱爐排出的高溫煙氣的余熱來預熱燃氣噴槍的助燃空氣，提高高溫煙氣余熱的利用效率，實現節能降耗。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖一。

圖2是本發明結構示意圖二

其中，1是高溫煙氣出口，2是煙氣旁路上閘門，3是煙氣旁路，4是煙氣旁路下閘門，5是高溫煙氣入口，6是換熱管件，7是密封板，8是進氣管，9是出氣管，10是煙氣室上閘門，11是煙氣室，12是支撐板，13是開關式氣室門，14是集氣罩，15是滑動導軌，16是煙氣室下閘門。

具體實施方式

如圖1-圖2所示，一種用于高溫煙氣余熱的活動式換熱器，包括工業爐爐體，在爐體上設置有煙氣室，爐體與煙氣室并列部分形成煙氣旁路，在煙氣室上端和下端分別設置有煙氣室上閘門和煙氣室下閘門，在煙氣旁路上設置有煙氣旁路上閘門和煙氣旁路下閘門，在煙氣室內設置有可拆卸換熱管組，在煙氣室上設置有取放換熱管組的開關式氣室門。

換熱管組包括設置在煙氣室兩端的集氣罩，在集氣罩之間連接有可拆卸的換熱管件，爐體上設置有集氣罩連接的進氣管和出氣管。

在換熱管件上設置有支撐板，煙氣室上設置有與支撐板連接的滑動導軌。

換熱管件為翅片管。

煙氣室和爐體同時砌筑而成。

煙氣室由耐火磚拼接而成，耐火磚之間的填充物與耐火磚材質相同。

請參考圖1和圖2，圖1和圖2均為本發明所提供具體實施方式的結構示意圖。

換熱器由煙氣室11、換熱管組、開關式氣室門13、煙氣室上閘門10和煙氣室下閘門16組成，換熱管組位于煙氣室11內，所述的換熱管組由換熱管件6、集氣罩14、進氣管8、出氣管9、支撐板12和滑動導軌15組成。

所述的煙氣室11由耐火材料筑成且固定在工業爐爐體上，煙氣室11一側設置有開關式氣室門13，便于煙氣室11的打開或閉合。具體地，構筑煙氣室11的耐火材料由鎂鉻耐火磚拼接而成，耐火磚之間的填充物與鎂鉻耐火磚的材質相同。煙氣室11上下端分別對應工業爐的高溫煙氣出口1和高溫煙氣入口5。

關閉煙氣室11的煙氣室上閘門10和煙氣室下閘門16，冷空氣由進氣管8進入換熱管件6及集氣罩14，在煙氣室11經過多個回程的加熱后變為高溫空氣，由出氣管9進入燃氣噴槍作為高溫助燃空氣煙氣室11側壁上設置有固定進氣管8和出氣管9的密封板7，。利用預熱爐排出的高溫煙氣溫度加熱熔煉爐燃氣噴槍的助燃空氣，提高燃燒效率，節省能源。另外，在煙氣室11旁設置有煙氣旁路3，煙氣旁路3上下端分別設置有煙氣旁路上閘門2和煙氣旁路下閘門4，高溫煙氣可以在換熱器檢修時從煙氣旁路3通過，實現不停爐檢修。

換熱器采用創新型組合式，換熱器的換熱管組位于煙氣室11內部，換熱器的煙氣室11與爐體同時砌筑且固定在爐體上。

換熱管件6外側設置有支撐板12，支撐板12下部設置有滑動導軌15，換熱器設計為活動式，內部換熱管件6與外部殼體活動連接，換熱管件6可以沿固定的軌道整體的取出和精確安裝，有助于清洗管子外壁的煙氣沉積灰塵，利于換熱器的維護，提高換熱效率。

為增強傳熱效果，換熱管件6為翅片管，與一般螺紋換熱管相比其傳熱面積增加3倍以上，可以更好的彌補殼程傳熱系數太低的缺陷，從而使換熱器的設計更為緊湊和合理。具體地，所選的翅片管為螺紋翅片管，翅片管的翅片與管體材質相同，管體為Φ20mm×2mm或Φ25mm×2mm的不銹鋼管。管內氣體流速優選10 m/s -25m/s，管間氣體流速優選8m/s-12m/s。

所述的換熱器利用高溫煙氣余熱來預熱爐體內燃氣噴槍的助燃空氣，其運行方法通過以下步驟實現：

步驟一：關閉煙氣旁路3的上下閘門，打開煙氣室11的上下閘門，冷空氣由進氣管8進入換熱管件6及集氣罩14；

步驟二：冷空氣在高溫煙氣室11經過多個回程的加熱后變為高溫空氣，由出氣管9進入燃氣噴槍作為高溫助燃空氣。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

本發明提供的一種用于高溫煙氣余熱利用的活動式換熱器，工作時打開煙氣室11的上下閘門，冷空氣由進氣管8進入換熱管件6及集氣罩14，在高溫煙氣室11經過多個回程的加熱后變為高溫空氣，由出氣管9進入燃氣噴槍作為高溫助燃空氣。另外，在煙氣室11內設置有煙氣旁路3，換熱管組檢修時打開煙氣旁路3的上下閘門，高溫煙氣可以從旁路通過，實現不停爐檢修，提高生產效率。該活動式換熱器可用于各種燃氣加熱式工業爐，利用預熱爐排出的高溫煙氣的余熱來預熱燃氣噴槍的助燃空氣，提高高溫煙氣余熱的利用效率，實現節能降耗。

本發明提供的換熱器采用創新型組合式，換熱器的換熱管組位于煙氣室11內部，換熱器的煙氣室11與爐體同時砌筑且固定在爐體上，此種組合方式相當于換熱管組與爐體相連，可以大大的簡化設備制造工序，從而降低生產成本。其次，與一般的列管固定式換熱器相比，本發明在換熱管件外側設置有支撐板12，支撐板12下部設置有滑動導軌15，換熱器設計為活動式，內部換熱管件6與外部爐體活動連接，換熱管件6可以沿固定的軌道整體的取出和精確安裝。清洗換熱管件時，關閉煙氣室11的上下閘門，打開開關式氣室門13，拉出換熱管組即可，這種設置有利于清洗換熱管件6外壁的煙氣沉積灰塵，方便換熱器的維護和換熱效率的提高。再次，為增強傳熱效果，換熱器管件6選為翅片管，與一般低螺紋換熱管相比其傳熱面積增加3倍以上，可以更好的彌補殼程傳熱系數太低的缺陷，從而使換熱器的設計更為緊湊和合理。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍。