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CN101362951B - 石油焦罐式煅烧炉冷却水套 - Google Patents

石油焦罐式煅烧炉冷却水套 Download PDF

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CN101362951B CN200810139761XA CN200810139761A CN101362951B CN 101362951 B CN101362951 B CN 101362951B CN 200810139761X A CN200810139761X A CN 200810139761XA CN 200810139761 A CN200810139761 A CN 200810139761A CN 101362951 B CN101362951 B CN 101362951B
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Abstract

本发明公开了一种石油焦罐式煅烧炉冷却水套，包括用于围成高温物料通道的一级换热装置，所述的一级换热装置包括一个环形的上集箱，所述上集箱上设有出水口；一个环形的下集箱，所述下集箱上设有进水口；多根与所述的上集箱和所述的下集箱分别固定连接并相通的换热管；固定连接于相邻的两根换热管之间的导热挡板。在所述的由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置。该冷却水套刚度好，不容易产生热变形，而且换热面积大，冷却换热效果好。通过增加二级换热装置，使整个通道内物料温度的均匀性得到极大改善，出料温度由原来的300℃降至150℃左右，随着物料温度的降低，延长了排料阀的使用寿命，减少了排料系统的故障率。

Description

石油焦罐式煅烧炉冷却水套
技术领域
本发明涉及石油焦罐式煅烧炉技术领域，尤其涉及一种石油焦罐式煅烧炉使用的用于对高温物料进行冷却的冷却换热装置。
背景技术
石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。石油焦的主要用途是电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时，为使石油焦(生焦)适应要求，必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300℃左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉，这样可减少石油焦再制品的氢含量，使石油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。
当前，罐式煅烧炉是对石油焦进行煅烧的主要设备，煅烧温度一般在1300℃左右，因此在出料时需要通过一个冷却装置，将煅烧焦的温度降下来。普通的冷却装置通常是一个水套，它由双层钢板焊接而成，内层钢板围成一个高温物料的通道，内层钢板与外层钢板之间形成封闭的夹层空间。当高温物料从水套的通道中流过时，其中的热量通过内层钢板传导给夹层空间内的循环水，从而起到冷却物料的作用。但是，这样的结构在使用时存在以下缺点：1)内层钢板与外层钢板采用整体焊接，由于高温物料进入水套时的温度大约为1100℃～1200℃之间，很容易使内层钢板产生热变形，从而引起焊缝开裂，造成漏水，影响产品质量。2)冷却温度不均匀，靠近内层钢板的高温物料热传导速度较快，温度较低，处于中心部位的高温物料也就是远离内层钢板的高温物料热传导速度较慢，温度较高。从物料冷却角度看，温度的不均匀会影响产品质量；从热量的重复利用角度看，大量的能量随着物料的排出白白浪费掉了；从设备使用的角度看，由于部分物料温度过高，缩短了排料阀的使用寿命，增加了排料系统的故障率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种石油焦罐式煅烧炉冷却水套，以解决其热传导部件易产生热变形的技术问题，该冷却换热装置使用可靠，冷却换热效果好，而且重量轻，成本低。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：石油焦罐式煅烧炉冷却水套，包括用于围成高温物料通道的一级换热装置，所述的一级换热装置包括一个环形的上集箱，所述上集箱上设有出水口；一个环形的下集箱，所述下集箱上设有进水口；多根与所述的上集箱和所述的下集箱分别固定连接并相通的换热管；固定连接于相邻的两根换热管之间的导热挡板。
其中，在所述的由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置。
其中，所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口连通，或者所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口分别形成单独的通路。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于所述的一级换热装置包括一个环形的上集箱，所述上集箱上设有出水口；一个环形的下集箱，所述下集箱上设有进水口；多根与所述的上集箱和所述的下集箱分别固定连接并相通的换热管；固定连接于相邻的两根换热管之间的导热挡板，与双层钢板结构的夹套型水套相比，一方面，整体刚度好，在高温下不容易产生变形，连接处不容易开缝。另一方面，换热面积大，换热效果好。在同样规格的情况下，重量减轻30％，大大降低了材料消耗。
由于在所述的由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置，一方面使高温物料通道芯部的物料温度得到有效降低，在整个通道内物料温度的均匀性得到极大改善，而且出料温度也由原来的300℃降至150℃左右，随着物料温度的降低，延长了排料阀的使用寿命，减少了排料系统的故障率。另一方面，通过二级换热装置可以更多地回收热量，真正做到了节能减排。
由于所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口连通，因此该冷却水套具有对水进行两级加热的功能，一级加热可将水加热到80℃以上，达到除去水中大部分溶解氧的作用。经一级预热的水再进入二级加热，将水加热至与锅炉工作压力相对应的饱和水，可提高锅炉的产汽量15～20％。当一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口分别形成单独的通路时，一级换热装置和二级换热装置可以分别通入温度较低的冷却水，这样，物料的冷却效果会更好一些。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明第一实施例的正视图；
图2是图1的纵向剖视图；
图3是本发明第二实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
第一实施例：
如图1所示，一种石油焦罐式煅烧炉冷却水套，它包括一个环形的上集箱2，所述上集箱上设有出水口21，上法兰1焊接于所述的上集箱2上，上法兰1用于与煅烧炉本体连接。还包括一个环形的下集箱5，所述下集箱上设有进水口51和排污口(图中未示出)，下法兰6通过一个筒体与与下集箱5焊接为一体并设有加强筋板，下法兰6用于与排料阀连接，设置筒体和加强筋板的目的是为了便于下法兰6与排料阀连接。
所述的上集箱2与所述的下集箱5之间分别焊接多根换热管3，换热管3分别与上集箱2和下集箱5相通，构成冷却水腔。相邻的两根换热管3之间焊接有导热挡板4。导热挡板4的作用首先是封闭相邻的两根换热管3之间的空间，其次是增加导热面积，增大热传导速度。
上述结构组成了本发明的一级换热装置，所述的一级换热装置围成了高温物料通道。
如图2所示，在所述的高温物料通道内设有二级换热装置7。所述的二级换热装置7包括蛇形弯管7b，所述蛇形弯管7b具有一个进水口和一个出水口，所述蛇形管7b的进水口和出水口分别与一个导热挡板固定连接并伸出高温物料通道的外部。优选地进水口位于出水口的下方。
为了将冷却水套回收的热量充分利用，通常将冷却水套用作加热锅炉的预热器，也就是将受热后的冷却水通入加热锅炉，从而节省锅炉燃料的消耗。为了提高热量的利用效率，所述一级换热装置的出水口与所述进水口连通，这样一来，该冷却水套就具有对水进行两级加热的功能，一级加热可将水加热到80℃以上，达到除去水中大部分溶解氧的作用。经一级预热的水再进入二级加热，将水加热至与锅炉工作压力相对应的饱和水，可提高锅炉的产汽量15～20％。当然，如果单从物料冷却角度看，二级换热装置的进水口也可以不与一级换热装置的出水口连通，而是分别形成单独的通路，这样，物料的冷却效果会更好一些。
第二实施例：
第二实施例与第一实施例的结构基本相同，其不同之处在于二级换热装置7的结构，如图3所示，它包括上横管7a1，下横管7a2，多根与所述的上横管7a1和所述的下横管7a2分别固定连接并相通的竖管7a3；所述上横管7a1上设有出水口，所述下横管7a2上设有进水口；设置于所述上横管的出水口和设置于所述下横管的进水口分别与一个导热挡板固定连接并伸出高温物料通道的外部。
本发明不局限于上述具体实施方式，本发明的一个发明点在于，其一级换热装置由上集箱、下集箱、换热管和导热挡板焊接成一个整体，刚度好，不容易产生热变形，而且换热面积大，冷却换热效果好。本发明的另一个发明点在于，由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置，使高温物料通道芯部的物料温度得到有效降低，在整个通道内物料温度的均匀性得到极大改善，而且出料温度也由原来的300℃降至150℃左右，随着物料温度的降低，延长了排料阀的使用寿命，减少了排料系统的故障率。
本发明集物料冷却、热量转换和余热利用为一体，广泛应用于石油焦罐式煅烧炉的改造，对节能降耗，节能减排都具有重要意义。

Claims (4)

1.石油焦罐式煅烧炉冷却水套，包括用于围成高温物料通道的一级换热装置，其特征在于：所述的一级换热装置包括
一个环形的上集箱(2)，所述上集箱上设有出水口(21)；
一个环形的下集箱(5)，所述下集箱上设有进水口(51)；
多根与所述的上集箱(2)和所述的下集箱(5)分别固定连接并相通的换热管(3)；
焊接于相邻的两根换热管(3)之间的导热挡板(4)；
在所述的由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置(7)；
所述的二级换热装置(7)包括蛇形弯管(7b)，所述蛇形弯管(7b)具有一个进水口和一个出水口，所述蛇形管(7b)的进水口和出水口分别与一个导热挡板固定连接并伸出高温物料通道的外部。
2.如权利要求1所述的石油焦罐式煅烧炉冷却水套，其特征在于：所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口连通，或者所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口分别形成单独的通路。
3.石油焦罐式煅烧炉冷却水套，包括用于围成高温物料通道的一级换热装置，其特征在于：所述的一级换热装置包括
一个环形的上集箱(2)，所述上集箱上设有出水口(21)；
一个环形的下集箱(5)，所述下集箱上设有进水口(51)；
多根与所述的上集箱(2)和所述的下集箱(5)分别固定连接并相通的换热管(3)；
焊接于相邻的两根换热管(3)之间的导热挡板(4)；
在所述的由一级换热装置围成的高温物料通道内设有二级换热装置(7)；
所述的二级换热装置(7)包括上横管(7a1)，下横管(7a2)，多根与所述的上横管(7a1)和所述的下横管(7a2)分别固定连接并相通的竖管(7a3)；所述上横管(7a1)上设有出水口，所述下横管(7a2)上设有进水口；设置于所述上横管的出水口和设置于所述下横管的进水口分别与一个导热挡板固定连接并伸出高温物料通道的外部。
4.如权利要求3所述的石油焦罐式煅烧炉冷却水套，其特征在于：所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口连通，或者所述一级换热装置的出水口与所述二级换热装置的进水口分别形成单独的通路。
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