CN102322623A - 焦炉炉顶余热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焦炉炉顶余热回收系统，主要由焦炉炉顶大坑(1)以及覆盖在其顶部表面的炉顶缸砖(2)组成，其特征在于：在该焦炉炉顶大炕(1)的内部从下至上依次设有有孔钢板(3)、隔热板层(4)及有孔钢板(3)，且在该焦炉炉顶大炕(1)的内部缝隙处填灌有耐热密封浆料(5)。本发明通过在焦炉炉顶大炕内设置有孔钢板、隔热板层以及在其缝隙处灌填耐热密封浆料等措施，不仅能有效地降低焦炉炉顶表面的温度，其保温效果非常显著，而且其节能效果非常理想，其节能率可达0.4KW/m2。

Description

焦炉炉顶余热回收系统
技术领域
本发明涉及一种余热回收装置，具体是指一种焦炉炉顶余热回收系统。
背景技术
焦炉又称为炼焦炉，是一种由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化以生产焦炭的主要热工设备，而现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，其主要由炉体和附属设备构成。
由于焦炉生产的特点，现有的焦炉表面温度较高，其炉顶面温度在90℃左右，约占焦炉总耗热量的8％以上。目前，国际上和国内的所有焦炉均主要存在以下缺陷：其一，由于国际上和国内对焦炉的表面散热余热都没有合适的回收技术，同时因焦炉炉顶需长期行走设备和操作工，所以无法实施外保温技术，因此不仅造成了能源的浪费，而且还因为炉体表面的高温时常造成操作工人的安全事故；其二，由于焦炉顶表面温度很高，因此容易造成焦炉护炉拉条因高温而腐蚀。
为了解决上述问题，目前在工业窑炉领域，大多都是采用保温的方法来对焦炉炉体表面散热余热进行回收。但由于焦炉生产工艺的特性，其表面无法采用常规的保温方法来进行，而且常规保温方法存在耐腐蚀性弱、炉顶清灰难度大等缺陷，因此使得常规保温方法一直没有在焦炉上得到应用，同时也在全世界的范围内造成了大量的能源浪费，不能满足现在国际上对焦炉节能减排的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服目前国内外没有一种能有效的对焦炉表面散热余热进行回收的缺陷，提供一种不仅结构较为简单，而且还能有效地对焦炉表面散热余热进行回收的焦炉炉顶余热回收系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下两种技术方案实现：
第一种技术方案为：焦炉炉顶余热回收系统，主要由焦炉炉顶大坑以及覆盖在其顶部表面的炉顶缸砖组成，同时，在该焦炉炉顶大炕的内部从下至上依次设有有孔钢板、隔热板层和有孔钢板，且在该焦炉炉顶大炕的内部缝隙处填灌有耐热密封浆料。
进一步地，在有孔钢板与隔热板之间还设有保温砖层，为了较好的实现本发明，所述隔热板层由两层厚度均为100mm的隔热板整块砌筑或咬砌而成。
同时，为了使炉顶缸砖大温差膨胀或收缩小阻力滑动，因此所述有孔钢板的孔径优先制成60mm，而耐热密封浆料则由耐火泥浆及水玻璃混合而成。
根据客户的实际需求，本发明也可采用以下第二种技术方案：
焦炉炉顶余热回收系统，主要由焦炉炉顶大坑以及覆盖在其顶部表面的炉顶缸砖组成，同时在该焦炉炉顶大炕的内部从下至上依次设有换热器系统、无孔钢板、隔热板层和有孔钢板，且在该焦炉炉顶大炕的内部缝隙处填灌有耐热密封浆料。同理，所述的耐热密封浆料也由耐火泥浆及水玻璃混合而成。
进一步地，所述换热器系统由设置于无孔钢板与焦炉炉顶大炕底座之间的换热器，以及与该换热器形成封闭回路的蒸发器组成。
所述换热器由水泥制成的基座，以及在该基座内部呈螺旋盘绕或“S”形盘绕的换热热管组成，且在该换热热管的表面上还设有翅片，该换热热管的两端则分别与蒸发器的上升管和下降管相连通。
为了较好的实现本发明，所述换热器与蒸发器所形成的封闭回路处于真空状态，且所述换热热管在基座内部呈水平布置，且其数量仅为一层。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过在焦炉炉顶大炕内设置有孔钢板、隔热板层以及在其缝隙处灌填耐热密封浆料等措施，不仅能有效地降低焦炉炉顶表面的温度，其保温效果非常显著，而且其节能效果非常理想，其节能率可达0.4KW/m2。
(2)本发明还能有效的杜绝传统焦炉炉顶冒烟、冒火以及产生裂缝的缺陷。
(3)本发明通过换热器系统不仅能有效的回收焦炉炉顶表面的高温余热，而且还能确保施工人员的安全。
附图说明
图1为本发明的一种整体结构示意图。
图2为本发明的另一种整体结构示意图。
图3为由两个图2所示结构连接时的整体结构示意图。
图4为本发明换热器的横剖面结构示意图。
其中，附图中的附图标记名称分别为：
1-焦炉炉顶大坑，2-炉顶缸砖，3-有孔钢板，4-隔热板层，5-耐热密封浆料，6-保温砖层，7-无孔钢板，8-换热器，9-蒸发器，10-基座，11-换热热管，12-翅片，13-底座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，本发明的焦炉炉顶大坑1由砖块或水泥等堆砌而成，其内部空腔的横截面呈倒梯形状，即该焦炉炉顶大坑1的底部宽度小于其顶部宽度，而焦炉炉顶大坑1的底部则为焦炉炉顶大坑1的底座13。
为了确保本发明能有效的进行保温，杜绝冒烟、冒火等缺陷，因此在该焦炉炉顶大坑1的空腔内部从下至上依次设有有孔钢板3、隔热板层4、有孔钢板3及炉顶缸砖2。由于在铺设时，不仅所述的有孔钢板3与隔热板层4之间、隔热板层4与有孔钢板3之间、有孔钢板3与炉顶缸砖2之间存在缝隙，而且这些有孔钢板3和隔热板层4与焦炉炉顶大坑1的内壁之间也存有缝隙，因此，本发明必须在这些缝隙处灌填耐热密封浆料5，以确保焦炉炉顶大坑1内部为一个密封的整体。
根据施工时的实际需求，本发明也可以在焦炉炉顶大坑1的内部，在有孔钢板3与隔热板层4之间还铺设一层保温砖层6。相应地，其彼此之间的缝隙也需要灌填耐热密封浆料5。
本发明的耐热密封浆料5优先由耐火泥浆和浓度为5％～10％的水玻璃混合而成，所述的隔热板层4则为由两层厚度均为100mm的隔热板整块砌筑而成，或者咬砌而成，而所述的有孔钢板3的孔径则优先制作成60mm。
实施例2
本实施例同实施例子相比，不同点在于在该焦炉炉顶大坑1内部还设有特殊的换热器系统及无孔钢板7。
如图2所示，本发明在焦炉炉顶大坑1的内部从下至上依次设有换热器系统、无孔钢板7、隔热板层4、有孔钢板3及炉顶缸砖2，且该炉顶缸砖2的平面要与焦炉炉顶大坑1的平面在同一水平面上。
所述的换热器系统则由设置在无孔钢板7与焦炉炉顶大坑1的底座13之间的换热器8以及设置在焦炉炉顶大坑1外部的蒸发器9组成。本发明所述的换热器8同传统的换热器结构不同，其是由水泥制作的基座10，以及设置在该基座10的内部的换热热管11构成，其结构如图4所示。
为了确保使用效果，该换热热管11在基座10的内部呈“S”形布置，或呈螺旋形布置，且该换热热管11在基座10的内部仅设有一层。而该换热热管11的两端则分别引出管道与蒸发器9的上升管和下降管相连通，即使得蒸发器9与换热器8之间形成一个密封的循环回路。同时，在该换热热管11上还设有翅片12，以确保能进一步的提高其换热率。
同理，本实施例子不仅在基座10与底座13之间、无孔钢板7与基座10之间、隔热板层4与无孔钢板7之间、有孔钢板3与隔热板层4之间以及炉顶缸砖2与有孔钢板3之间灌填有耐热密封浆料5，而且在基座10、无孔钢板7、隔热板层4、有孔钢板3与焦炉炉顶大坑1的内壁之间也灌填有耐热密封浆料5，即通过该耐热密封浆料5使整个焦炉炉顶大坑1的内部成为一个整体。
由于焦炉是一个大型的炉体，在其顶部设置的焦炉炉顶大坑1的数量可以多达几十个，甚至上百个，但在施工时，每个焦炉炉顶大坑1的内部都只设置一个换热器8，而在焦炉炉顶大坑1的外部也只设置一个蒸发器9，所有的换热器8都通过管道与该蒸发器9相连通，其结构如图3所示。
为了确保使用效果，该换热器8与蒸发器9所形成的封闭式回路需要处于真空状态，即所述的换热热管11与蒸发器9相连通的管道内部为真空状态，且在其封闭的管道内还设有用于参与循环的循环液。该循环液的体积根据夏季和冬季的区别可以进行调节，从而确保其换热效率。
所述的蒸发器9具有四个管口，即下降管、上升管、进水口和出汽口，下降管和上升管与基座10内的换热热管11形成封闭的循环管路，而进水口与出汽口之间则形成的是开放式的循环管路。使用时，循环液从焦炉炉顶大坑1中吸收热能变成蒸汽，然后流动到蒸发器9的上升管处，从进水口进入蒸发器9内部的水源则与该高温蒸汽进行热交换后形成蒸汽，然后从出汽口排放出去，而管道内的循环液在释放热能后变成液体，从下降管流回换热器8内部，重新参与循环。
如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (10)

1.焦炉炉顶余热回收系统，主要由焦炉炉顶大坑(1)以及覆盖在其顶部表面的炉顶缸砖(2)组成，其特征在于：在该焦炉炉顶大炕(1)的内部从下至上依次设有有孔钢板(3)、隔热板层(4)及有孔钢板(3)，且在该焦炉炉顶大炕(1)的内部缝隙处填灌有耐热密封浆料(5)。
2.根据权利要求1所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：在有孔钢板(3)与隔热板层(4)之间还设有保温砖层(6)。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述的隔热板层(4)由两层厚度均为100mm的隔热板整块砌筑或咬砌而成。
4.根据权利要求3所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述有孔钢板(3)的孔径为60mm。
5.根据权利要求1、2或4所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述耐热密封浆料(5)由耐火泥浆及钾水玻璃混合而成。
6.焦炉炉顶余热回收系统，主要由焦炉炉顶大坑(1)以及覆盖在其顶部表面的炉顶缸砖(2)组成，其特征在于：在该焦炉炉顶大炕(1)的内部从下至上依次设有换热器系统、无孔钢板(7)、隔热板层(4)和有孔钢板(3)，且在该焦炉炉顶大炕(1)的内部缝隙处填灌有耐热密封浆料(5)。
7.根据权利要求6所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述换热器系统由设置于无孔钢板(7)与焦炉炉顶大炕(1)底座之间的换热器(8)，以及与该换热器(8)形成封闭回路的蒸发器(9)组成。
8.根据权利要求7所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述换热器(8)由水泥制成的基座(10)，以及在该基座(10)内部呈螺旋盘绕或“S”形盘绕的换热热管(11)组成，且在该换热热管(11)的表面上还设有翅片(12)，该换热热管(11)的两端则分别与蒸发器(9)的上升管和下降管相连通。
9.根据权利要求7或8所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述换热器(8)与蒸发器(9)所形成的封闭回路处于真空状态。
10.根据权利要求9所述的焦炉炉顶余热回收系统，其特征在于：所述换热热管(11)在基座(10)内部呈水平布置，且其数量仅为一层。
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