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輻射式熱交換器

   2022-04-05 sj24
核心提示:輻射式熱交換器

輻射式熱交換器

當爐子的廢氣溫度較高(1000~1300℃)時,在多數情況下以采用輻射式熱交換器為宜。這是因為,輻射傳熱是溫度四次方的函數,溫度升高時傳熱迅速增加:而且,這種熱交換器內廢氣流通截面很大,即輻射層厚度大,對熱交換器的傳熱不僅是廢氣的輻射,而且還有熱交換器相鄰煙道的磚襯內表面的輻射。

按其結構,輻射式熱交換器可分縫式和管式兩種。而縫式又有環縫式和直縫式之分。圖2.58示出的是環縫式輻射熱交換器,它由兩個同心鋼制圓筒構成。內筒通煙氣,環縫里流通空氣或煤氣,在內筒的外表面焊上豎向肋片,以加強內筒的散熱,并使環縫在整個圓周和高度上保持相同的寬度。熱交換器加熱時,內筒溫度比外筒高得多,熱膨脹量也大些,為保證其自由膨脹,在外筒上設膨脹圈,根據需要,可以將煙氣和空氣的流向組織成順流、逆流或順流逆流的復合流動,如圖2.59。

管式輻射熱交換器與縫式輻射熱交換器相比,只是結構不同,圖2.60所示為目前較為流行的圓柵式輻射熱交換器。它的傳熱面是由排成圓圈的多根小管構成,小管兩端焊在引人和引出空氣(或煤氣)的環套上。煙氣在中間流通,直接給管柵輻射熱量,小管外圍的耐火磚壁面也對之間接輻射。管式輻射熱交換器煙氣側的對流熱交換,通常略去不計,主要是由于它的煙氣流速常比縫式輻射熱交換器小,且系縱向繞流管壁,對流換熱系數較小,輻射熱交換器同對流熱交換器相比,最主要的優點是能高溫預熱空氣(或煤氣),單位傳熱面的熱負荷大,故所耗的耐熱鋼材少,其空氣流路的形狀簡單,預熱的空氣(或煤氣)采取較高的流速(20~40/s以上),強化了由器壁帶走的熱量。因而,在同樣的預熱溫度時,單位傳熱表面的高熱負荷并不會引起過高的器壁溫度(和對流熱交換器相比)。而且由于傳熱面各部分之間的互相輻射,使壁溫趨于均勻。同時,輻射式熱交換器傳熱面的積垢比對流熱交換器小得多,且清掃簡便。它的缺點是,在同樣傳熱能力的情況下,器體較為高大。此外,對負荷變化較為敏感。

綜合上述,輻射式熱交換器特別適用于高溫預熱和煙氣里含有大量灰分、炭黑、氧化鐵、渣的情況。但是,它通常只能將煙氣冷卻到750一850℃,因而對煙氣的余熱利用不夠充分,低于此溫度時,輻射傳熱量所占的比率大為減小,需要大幅度增大傳熱面以保證所需的空氣預熱溫度,結果就變得不經濟了。


 
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