專利名稱：一種用于烘烤煙葉的高效換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙葉烤制設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于烘烤煙葉的高效換 熱器。
背景技術(shù)：
在煙葉烤制干燥過(guò)程中，空氣作為工作介質(zhì)，既是熱的載體，又是濕 的載體，可以把它看作煙葉的干燥劑?？諝馀c煙葉之間，以及葉組織內(nèi)部 發(fā)生熱交換和質(zhì)(水分)交換，熱交換是熱量由空氣傳遞給煙葉，質(zhì)交換 是將水分由煙葉傳遞給空氣?？痉渴菬熑~烘烤重要的基礎(chǔ)設(shè)備，先進(jìn)的烘 烤工藝只有通過(guò)性能良好的烤房才能產(chǎn)生其應(yīng)有的效果。目前，我國(guó)已推 廣的烤房主要分為普通烤房和密集烤房，其中密集型烤房是推廣的重點(diǎn)。 密集型烤房的結(jié)構(gòu)主要包括裝煙室和加熱室，換熱器和風(fēng)機(jī)布置在烤房的 加熱室，而煙架和排濕裝置布置在裝煙室。進(jìn)入加熱室的空氣通過(guò)換熱器 對(duì)其加熱后，在循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入裝煙室內(nèi)對(duì)煙葉進(jìn)行烘烤。
換熱器是煙葉烤房的主體設(shè)備之一，它的性能直接影響著煙葉烘烤的 質(zhì)量和單位能耗。隨著煙農(nóng)對(duì)煙葉烤房換熱器質(zhì)量要求的不斷提高，國(guó)家 煙草專賣(mài)局對(duì)煙葉烤房換熱器的鋼材選擇、厚度、散熱面積以及爐體結(jié)構(gòu) 等都做了嚴(yán)格的要求。目前的換熱器存在的問(wèn)題主要在以下幾個(gè)方面(1) 換熱器熱效率不高，致使煙農(nóng)烘烤用煤量大，烘烤成本高、收益減少，到
目前為止還沒(méi)有任何一家煙葉烘烤設(shè)備供應(yīng)廠家設(shè)計(jì)或使用高效換熱器。 (2)大多數(shù)換熱器由于需要達(dá)到煙葉烘烤工藝對(duì)散熱面積和材料厚度的要 求，換熱器整體比較笨重，不利于安裝和維護(hù)，在機(jī)械化程度不發(fā)達(dá)的邊 遠(yuǎn)山區(qū)矛盾尤其突出；(3)換熱器清灰困難，灰粒黏附在換熱管內(nèi)壁后， 嚴(yán)重影響金屬的熱傳導(dǎo)過(guò)程，導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱效率急劇下降。而由于采購(gòu)成本有限，目前煙葉烘烤使用的換熱器無(wú)法安裝自動(dòng)清灰裝置，清灰過(guò)程 主要通過(guò)打開(kāi)采用螺栓連接的清灰門(mén)后人工清灰，經(jīng)過(guò)幾個(gè)烘烤周期后， 螺栓由于高溫作用變形，給換熱器的清理和維護(hù)造成了極大的困難，進(jìn)而
影響換熱器傳熱性能。(4)大多數(shù)換熱器的主要散熱區(qū)域位置比較分散， 不利于在風(fēng)機(jī)強(qiáng)制對(duì)流的條件下強(qiáng)化換熱；(5)采用傳統(tǒng)的煤車(chē)加煤方式， 勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。
換熱器作為一種通用換熱設(shè)備，其換熱性能的提高將帶來(lái)很大的社會(huì) 與經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能降耗是當(dāng)今世界能源經(jīng)濟(jì)的主題，煙葉烤房換熱器的開(kāi) 發(fā)和設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合節(jié)能降耗的思想。提高煙葉烤房的熱效率已成為換熱器 設(shè)計(jì)的迫切要求。翅片管是一種高效的換熱管件，其發(fā)展始于1950年的美 國(guó)石化行業(yè)，近年來(lái)我國(guó)石化和電力行業(yè)中的空氣冷卻器大都采用翅片管 做換熱原件，迄今尚無(wú)任何一家煙葉烘烤設(shè)備供應(yīng)廠家設(shè)計(jì)或使用高效換 熱器，將翅片管運(yùn)用到煙葉烘烤換熱器中，必將能提高煙葉烤房的熱效率， 實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤的節(jié)能降耗。在石化和電力行業(yè)，由于是水和空氣兩種干凈 的介質(zhì)相互傳熱，只有物理過(guò)程，因此翅片管換熱器的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。與 此不同，當(dāng)翅片管換熱器用于煙葉烘烤過(guò)程時(shí)，由于煙葉烘烤過(guò)程不只是 簡(jiǎn)單地將煙葉中的水分蒸干，其中煙葉會(huì)發(fā)生復(fù)雜的生理生化作用，針對(duì) 整個(gè)烘烤過(guò)程同時(shí)含有化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程的特點(diǎn)，換熱器的設(shè)計(jì)必須按 照烘烤工藝要求進(jìn)行，因此煙葉烘烤用換熱器的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，同時(shí)由于 煙氣中含有大量的灰塵，也給換熱器的設(shè)計(jì)、清灰等帶來(lái)了難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于烘烤煙葉的高效換熱器，該換熱器可 以有效增大換熱器的換熱面積、減少換熱器制造的鋼材用量、提高換熱器 的換熱效率，同時(shí)清灰過(guò)程簡(jiǎn)單、易操作。
本發(fā)明提供的用于烘烤煙葉的高效換熱器，其特征在于采用翅片管 作為換熱元件，第一、第二聯(lián)箱之間通過(guò)翅片管連接，第一聯(lián)箱內(nèi)設(shè)有隔板，第一聯(lián)箱、翅片管和第二聯(lián)箱之間形成煙氣通道，該煙氣通道的入口 處與爐體的出口相連，該煙氣通道的出口處與煙囪相連。
為盡量克服現(xiàn)有烤房換熱器存在的換熱效率不高，質(zhì)量較大、結(jié)構(gòu)笨 重、安裝維護(hù)不便，清灰困難，散熱區(qū)域分散，煤車(chē)加煤費(fèi)工費(fèi)時(shí)，螺栓 連接容易變形失效等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種煙葉烘烤用的高效翅片式換 熱器。具體而言，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)-
(1) 換熱器采用體積小、傳熱面積大、效率高的翅片管散熱。翅片管 采用順排或叉排的管列組合方式排列。從爐膛出來(lái)的煙氣通過(guò)管道或聯(lián)箱 進(jìn)入翅片管內(nèi)部，并將熱量傳導(dǎo)給管外翅片。在風(fēng)機(jī)強(qiáng)制對(duì)流的作用下，
空氣與受煙氣加熱的翅片管進(jìn)行強(qiáng)化換熱。以長(zhǎng)lm、外徑133mm、厚3mm 的散熱鋼管為例，采用光管時(shí)，其外表?yè)Q熱面積為0.42m2，重量為9.8kg; 采用翅高20mm、翅厚1.2111111、翅間距5mm的翅片管時(shí)，其外表?yè)Q熱面積 為4.14m2，約為光管散熱面積的10倍，而重量?jī)H26.3 kg，約為光管重量 的3倍。
(2) 換熱器的爐體采用一次性加煤和單側(cè)點(diǎn)火方式。將爐膛底部建造 為具有一定坡度的斜坡，蜂窩煤采取傾倒的方式沿著斜坡方向整齊堆放。 開(kāi)始烘烤時(shí)，首先從斜坡最低處點(diǎn)火，隨著烘烤的進(jìn)行，蜂窩煤將沿著斜 坡方向由低往高處燃燒。根據(jù)裝煙量的大小可以確定一次性裝煤的個(gè)數(shù)， 實(shí)現(xiàn)裝一坑煤、烤一炕煙的目的。蜂窩煤的燃燒情況可以通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)其 進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制。烘烤勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，省工省時(shí)。
(3) 換熱器采用旋鈕式密封。換熱器管道是換熱器的主要換熱部件， 管內(nèi)灰的沉積將嚴(yán)重影響高溫?zé)煔馀c換熱管的換熱，進(jìn)而使整個(gè)換熱器的 換熱能力大大降低。在換熱器清灰或維修的位置，采用旋鈕連接密封，清 灰或維修時(shí)，只需要將旋鈕旋開(kāi)，對(duì)換熱器管道和箱體進(jìn)行吹掃，方便快 捷。換熱器管道和箱體的便捷清灰方式，可以大大提高換熱器的整體換熱 能力。
(4) 換熱器內(nèi)設(shè)置有隔板，實(shí)現(xiàn)煙氣在翅片管內(nèi)的多回路流動(dòng)。通過(guò)
5增加煙氣在翅片管內(nèi)的停留時(shí)間，使煙氣與翅片管進(jìn)行更充分的換熱，提 高換熱器的整體換熱能力，同時(shí)減低烤房的排煙溫度，使烤房的熱效率得 以提高。


圖1為本發(fā)明高效換熱器的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1所采用的旋鈕式密封示意圖。 圖3為本發(fā)明使用的翅片管的外形圖。
圖4為第一、第二聯(lián)箱的第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為第一、第二聯(lián)箱的第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，煙葉烤房用的換熱器包括爐體1，第一、第二聯(lián)箱2、 2'， 翅片管3和煙囪4。
爐體1的爐膛底面為斜坡，采取一次性加煤和單側(cè)點(diǎn)火方式。蜂窩煤 沿著坡度增加的方向可以由爐底低側(cè)A向高側(cè)B裝填，蜂窩煤裝填量根據(jù) 裝煙量做適當(dāng)調(diào)整，使其能實(shí)現(xiàn)裝一坑煤烘干一炕煙。準(zhǔn)備烘烤時(shí)，對(duì)爐 底A側(cè)的蜂窩煤點(diǎn)火。第一聯(lián)箱2內(nèi)裝有用于阻隔煙氣的隔板5。第一聯(lián) 箱2的下部通過(guò)煙氣管道與爐體1的頂部連通;第一聯(lián)箱2的頂部與煙囪4 連通。在第一聯(lián)箱2的左側(cè)和第二聯(lián)箱2'的底部分別設(shè)置有換熱器的清灰 口。第一、第二聯(lián)箱2、 2'之間通過(guò)翅片管3連通。第一聯(lián)箱2、翅片管3 和第二聯(lián)箱2'之間形成煙氣通道。
如圖2所示，清灰口的邊緣為凹槽，凹槽內(nèi)帶有耐高溫墊圈。清灰門(mén) 的邊緣為與凹槽相匹配的凸起7，清灰門(mén)采用活動(dòng)的旋鈕6進(jìn)行密封。扭緊 旋鈕6時(shí)，清灰門(mén)的凸起7與凹槽緊緊相扣，避免換熱器內(nèi)的煙氣流出。 需要清灰時(shí)，直接將兩清灰門(mén)的旋鈕扭開(kāi)，對(duì)翅片管內(nèi)沉積的煙灰進(jìn)行吹 掃，操作方便快捷。參考圖1，爐膛出來(lái)的煙氣首先經(jīng)煙氣管道進(jìn)入第一聯(lián)箱2下部，與第一聯(lián)箱2下部連通的翅片管進(jìn)入第二聯(lián)箱2'的下部，再?gòu)?其上部通過(guò)翅片管3進(jìn)入第一聯(lián)箱2上部，最后通過(guò)煙囪管道4排放到大 氣中。通過(guò)對(duì)煙氣在管道中流動(dòng)阻力和換熱性能的優(yōu)化，可在排煙通暢的 同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣熱量利用率的最大化。
本發(fā)明采用的換熱器翅片管結(jié)構(gòu)如圖3所示，翅片管的翅高、翅厚、 間距可通過(guò)傳熱學(xué)優(yōu)化獲得。對(duì)比相同長(zhǎng)度的換熱器光管，翅片管具有更 大的散熱面積，烘烤煙葉時(shí)，在風(fēng)機(jī)的作用下，翅片管可以更有效地將煙 氣的熱量傳遞給換熱室內(nèi)的空氣。同時(shí)，采用翅片管后，相比于傳統(tǒng)的光 管換熱器，翅片管換熱器所使用的換熱管數(shù)或尺寸都可以相應(yīng)減少， 一方 面減少了換熱器的整體質(zhì)量，方便安裝維修，另一方面可以使換熱器的換 熱區(qū)域更集中，在風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)作用下，熱空氣流動(dòng)阻力減小，翅片管與換熱 室內(nèi)熱空氣之間的強(qiáng)制對(duì)流換熱作用更強(qiáng)。
上述結(jié)構(gòu)中，第二聯(lián)箱2'的上部也可以設(shè)置隔板，構(gòu)成"S"形的煙氣 通道，其結(jié)構(gòu)如圖4。在圖4的基礎(chǔ)上，還可以在第一聯(lián)箱2內(nèi)設(shè)置二塊隔 板，形成多彎道的煙氣通道，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。
以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施 例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神下完成的等 效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于烘烤煙葉的高效換熱器，其特征在于采用翅片管作為換熱元件，第一、第二聯(lián)箱(2、2’)之間通過(guò)翅片管(3)連接，第一聯(lián)箱(2)內(nèi)設(shè)有隔板(5)，第一聯(lián)箱(2)、翅片管(3)和第二聯(lián)箱(2’)之間形成煙氣通道，該煙氣通道的入口處與爐體(1)的出口相連，該煙氣通道的出口處與煙囪(4)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效換熱器，其特征在于爐體(l)的爐膛底 面為斜坡。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效換熱器，其特征在于第一、第二聯(lián)箱 (2、 2')上的清灰口的邊緣均帶有凹槽，該凹槽內(nèi)帶有耐高溫墊圈；清灰 門(mén)的邊緣設(shè)有與該凹槽相匹配的凸起(7)，清灰門(mén)上還設(shè)置有用于密封連接 的旋鈕(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的高效換熱器，其特征在于第二聯(lián) 箱(2，)內(nèi)的上部也設(shè)有隔板，第一聯(lián)箱(2)、翅片管(3)和第二聯(lián)箱(2')之間形 成"S"形煙氣通道。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效換熱器，其特征在于第一聯(lián)箱(2)的上 部還設(shè)置有隔板(5)，第一聯(lián)箱(2)、翅片管(3)和第二聯(lián)箱(2')之間形成多彎道煙氣通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙葉烘烤用的高效翅片式換熱器，屬于煙葉烤制設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括爐體、翅片管、聯(lián)箱和煙囪，爐體采取一次性加煤和單側(cè)點(diǎn)火方式，翅片管與聯(lián)箱連接，架設(shè)到爐體的正上方。聯(lián)箱的中部設(shè)置有防止煙氣流竄的隔板。換熱器的清灰口分別設(shè)置在聯(lián)箱的側(cè)面和底面，清灰門(mén)采用旋鈕密封連接。該裝置具有高換熱效率、質(zhì)量輕、換熱面積大、清灰和維修操作方便以及烘烤省時(shí)省工的特點(diǎn)，能有效提高煙葉烤房的熱效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
文檔編號(hào)A24B3/00GK101507527SQ20081024631
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者劉小偉, 科 周, 徐明厚 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)