CN100408915C - 用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置 - Google Patents

用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置 Download PDF

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Abstract

用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置(1)，其包括一个外管(3)、一个被外管(3)有间距地包围并具有流入部段(17)和一个与加热管连接的流出部段(18)的内管或进气管(5)、以及一个设置在外管(3)和内管(5)之间的冷却剂导管(4)，所述外管与锅炉壁特别是管底(11)连接，所述内管或进气管经由一个倒圆的反向罩盖(6)连接在外管(3)上，形成用于热气(7)的进气口(16)，所述冷却剂导管一直延伸到反向罩盖的附近，其中，进气管(5)的流入部段(17)和至少一部分的流出部分(18)构造成圆锥形的，其中锥度小于2°，并且进气管(5)的圆锥形区域(19)的内横截面向流出部段(18)的方向缩小，圆锥形区域(19)的长度(L)至少为进气管(5)的内径(d)的四倍，并且进气管(5)的圆锥形区域(19)具有至少两个不同的锥度。

Description

用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置
技术领域
本发明涉及一种用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置，其包括一个外管、一个被外管有间距地包围并具有流入部段和一个与加热管连接的流出部段的内管或进气管、以及一个设置在外管和内管之间的冷却剂导管，所述外管与锅炉壁特别是管底连接，所述内管或进气管经由一个倒圆的反向罩盖连接在外管上，形成用于热气的进气口，所述冷却剂导管一直延伸到反向罩盖的附近。
背景技术
在废热锅炉或热交换器中热气(例如来自部分的氧化设备的合成气)通过冷却剂冷却并且其中非常频繁地产生蒸汽。热交换器优选包括多个平行连接的直的或弯曲的或复绕的加热面系统，其由许多加热管构成。
在热交换器或废热锅炉中，其构成有同一种的用于热气进入其加热管的装置，已表明，进气口的几何构造型式考虑到实际的和可能的腐蚀作用以及考虑到进气口在工作中出现的堵塞倾向是不利的。特别是从圆锥形的内管或进气管向后接的直的或圆柱形的进气管的过渡的区域存在这样的问题。已表明，所述的装置导致构件的极短的使用寿命，其由例如结合的侵蚀与腐蚀过程造成的。
由L. & C.Steinmüller公司的小册子(1986年)“Verfahrenstechnik：Anlagen-und Apparatebau，Komponenten und
Figure C20051000638200031
”(工艺流程：设备与装置结构、部件和支路流程)第19页已知一同一种型式的装置。该已知装置具有一进气管或内管，其以差不多10°成圆锥形逐渐缩小地向连接在其上的圆柱形内管延伸。
由公开文献DE 198 22 546 C1和DE 101 38 626 A1已知其他的这种用于热气进入废热锅炉的加热管的装置，由所述文献已知的这种装置同样具有进气管或内管的一圆锥形延伸的流入部分和一直圆柱形流出部分。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置，其避免上述缺点。特别是要提供一种装置，其能够：
-考虑到腐蚀机理，尽可能流动优化地构造关键构件，从而可以降低表面温度并由此可以避免腐蚀作用；
-考虑到堵塞倾向，尽可能流动优化地构造关键构件，从而可以减少堵塞的危险。
为此，本发明提供一种用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置，其包括一个外管、一个被外管有间距地包围并具有流入部段和一个与加热管连接的流出部段的作为内管的进气管、以及一个设置在外管和内管之间的冷却剂导管，所述外管与锅炉壁特别是管底连接，所述作为内管的进气管经由一个倒圆的反向罩盖连接在外管上，形成用于热气的进气口，所述冷却剂导管一直延伸到反向罩盖的附近，其特征在于，进气管的流入部段和至少一部分的流出部段构造成圆锥形的，其中锥度小于2°，并且进气管的圆锥形区域的内横截面向流出部段的方向缩小，圆锥形区域的长度至少为进气管的内径的四倍，并且进气管的圆锥形区域具有至少两个不同的锥度。
通过本发明的方案提供一种用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置，其具有下列优点：
-避免了在进气管内部从圆锥体向圆柱体的工艺流程的不利的过渡，分别设置在进气管内部的一个区域，在该区域内热气已基本上被冷却并从而显著减小腐蚀和堵塞的倾向；
-提高了相应的部件的使用寿命；
-减小了侵蚀的可能性；
-可以借助基本上不同的两个或多个锥度来达到在冷却的或待冷却的气体的圆锥形区域内的通流横载面需求。
在本发明的一特别有利的构造中，各圆锥角或成圆锥形构成的进气管或内管的各圆锥角小于1°。借此可以再次优化以上列出的本发明的有利的特性。
在具有两个或更多个锥度亦即角度的进气管的圆锥形区域的构成中，有利地，圆锥形区域的首先流过的或流动上游的区域具有比紧接着流过的或流动下游的区域小的锥度。通过这样的措施可以大大影响或减小腐蚀和堵塞的倾向，因为热气首先在具有较小锥度的一路段上可以被强烈地冷却，但气体的流速相对于一纯圆柱形的进气管被继续加速，这提高了进气管中的自动净化作用。
在本发明的合乎目的的构成中，进气管的流出部分的剩余部分构成圆柱形的或直圆柱形的。这样的设置产生制造方面的优点。
有利地，将进气管的进气口成圆环形或喇叭形扩大，以便通过该措施提高装置中的进气效率。
通过在反向罩盖的气体侧的壁表面以及进气管的流入部段和/或流出部段的气体侧的壁表面有利地构造耐磨与耐腐蚀的陶瓷涂层或扩散涂层或电镀层例如焊镀层，可以进一步大大提高加热管的耐用度或使用寿命。
在本发明的一有利的构造中，反向罩盖和/或进气管由一锻件或铸件制成。通过这样的措施，与传统的构件相比，大大方便了制造并因此降低构件成本。
附图说明
附图中表示：
图1 本发明的装置的一个实施形式的垂直的局部剖面图，(由以上引用的小册子“Verfahrenstechnik：Anlagen-und Apparatebau，Komponenten und 
Figure C20051000638200051
”(工艺流程：设备与装置结构、部件和支路流程)第19页图“Gekühlter konischer Eintrittsbereich in die
Figure C20051000638200052
”(加热管中的冷却的圆锥形进气区域)得知的一类似的局部剖面图)；
图2  本发明的装置的进气管的另一实施形式。
具体实施方式
如在上述小册子第19页中所说明的图，在所示的废热锅炉的图1中只示出锅炉壁的一部分，那就是管底11，在孔12的区域内一用于使热气7进入未示出的废热锅炉的加热管的装置1借助于焊接13与该管底11相连接。装置1包括一外管3和一由外管3包围的作为内管的进气管5，两者经由一圆角的反向罩盖6相互连接。在图1所示的实施形式中反向罩盖6使冷却剂8在装置1内基本上转向180°，并构成为在装置1的转向区域内的一部分并且借助于焊接14与外管3和借助于焊接15与内管相连接。反向罩盖6确定一在内管或进气管5中的进气口16，内管或进气管5在进气口16的流动下游具有一流入部段17，其转入一连接于加热管的流出部段18，热气流过进气口。用于使热气7进入废热锅炉的加热管的装置1的空间的延伸或设置沿其纵向方向2确定成：就热气7的流动方向而言，使装置1向未示出的加热管的流动上游延伸。
在外管与内管之间设置一冷却剂导管4，其一端按照所示的实施形式借助于连接10，其按照图1可以是焊接，与一连接于废热锅炉的锅炉壁的中间管底9相连接并且其自由端终止于反向罩盖的转向区域内。
按照本发明，将用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置1构造成使进气管5的流入部段17和至少一部分的流出部段18构成为圆锥形的，其中圆锥形区域19的锥度小于2°并且进气管5的圆锥形区域19的内横截面或自由横截面从流入部段17向流出部段18缩小并且圆锥形区域19的长度L至少为进气管5的内径d的四倍而且进气管5的圆锥形区域19构成具有至少两个不同的锥度，亦即具有至少两个不同的角度。其中所谓锥度指角度K而言，其形成在成圆锥形构成的管壁W与平行轴线A之间(见图1)。通过装置1的该本发明的构成一方面避免了在进气管5内部从圆锥体向圆柱体的工艺流程的不利的过渡或将过渡设置到进气管5内部的一个区域，在该区域内热气7已显著地被冷却并从而显著减小腐蚀和堵塞的倾向。另一方面相对于按照现有技术的方案在最大程度上缓和了所述过渡并从而显著减小了侵蚀的可能性。作为上述优点的结果还得到相应的部件的提高的使用寿命。
本发明的装置1具有例如两个锥度，由此本发明的一有利的设计规定，从气体流动方面考虑的第一锥度或圆锥形区域19的流动上游的区域20具有例如0.75°的角度K而第二锥度或圆柱形区域19的流动下游的区域21具有例如1.5°的角度(见图2)。在这样的设置中可以大大影响或减小腐蚀和堵塞的倾向，因为热气在其以冷却后的形式进入具有较大锥度的区域内之前，首先在具有较小锥度的一路段上可以被强烈地冷却。
通过将进气管5的圆锥形区域19构成具有小于1°的锥度(角度K)，还可以优化上述优点。
将进气管5的流出部段18的剩余的或保留的部分构成有利的圆柱形的或直圆柱形的，以便能够形成向未示出的加热管的简单的过渡。
本发明的另一个和有利的构成设定，将反向罩盖6的气体侧的壁表面、进气管5的流入部段17和/或流出部段18的气体侧的壁表面构成具有未示出的耐磨和耐腐蚀的陶瓷涂层或扩散涂层例如扩散铝层，或电镀层例如焊镀层。借助于这样的措施可以再次优化反向罩盖6和进气管5的耐腐蚀性和耐侵蚀性。
此外有利的是，将反向罩盖6和/或进气管5以锻造的或铸造的形式构成。
与图1中的设计不同，进气口16也可以圆环形或喇叭形地扩大，以便在那种情况下提高装置1中的进气效率。
附图标记清单
1  装置
2  装置的纵轴线
3  外管
4  冷却剂导管
5  内管或进气管
6  反向罩盖
7  热气
8  冷却剂
9  中间管底
10 连接或焊接
11 管底
12 孔
13 焊接
14 焊接
15 焊接
16 进气口
17 流入部段
18 流出部段
19 圆锥形区域
20 圆锥形区域内的流动上游区域
21 圆锥形区域内的流动下游区域

Claims (7)

1. 用于使热气进入废热锅炉的加热管的装置(1)，其包括一个外管(3)、一个被外管(3)有间距地包围并具有流入部段(17)和一个与加热管连接的流出部段(18)的作为内管的进气管(5)、以及一个设置在外管(3)和内管之间的冷却剂导管(4)，所述外管与锅炉壁连接，所述作为内管的进气管经由一个倒圆的反向罩盖(6)连接在外管(3)上，形成用于热气(7)的进气口(16)，所述冷却剂导管一直延伸到反向罩盖(6)的附近，其特征在于，进气管(5)的流入部段(17)和至少一部分的流出部段(18)构造成圆锥形的，其中锥度小于2°，并且进气管(5)的圆锥形区域(19)的内横截面向流出部段(18)的方向缩小，圆锥形区域(19)的长度(L)至少为进气管(5)的内径(d)的四倍，并且进气管(5)的圆锥形区域(19)具有至少两个不同的锥度。
2. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥度小于1°。
3. 按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，进气管(5)的圆锥形区域(19)沿热气(7)流动方向在流动上游的区域(20)具有比在流动下游的区域(21)小的锥度。
4. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，流出部段(18)的剩余部分构造成圆柱形的。
5. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，进气管(5)的进气口(16)成圆环形或喇叭形地扩大。
6. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，反向罩盖(6)的气体侧的壁表面、进气管(5)的流入部段(17)和/或流出部段(18)的气体侧的壁表面具有一种耐磨和耐腐蚀的陶瓷涂层或扩散涂层或电镀层。
7. 按照权利要求1所述的装置，其特征在于，反向罩盖(6)和/或进气管(5)以锻造的或铸造的形式构成。
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