CN102528006A

CN102528006A - 一种闭式高温金属件余热回收设备

Info

Publication number: CN102528006A
Application number: CN2010106110558A
Authority: CN
Inventors: 单忠德; 刘丰; 李柳; 李永兵
Original assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Current assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102528006B

Abstract

一种闭式高温金属件余热回收设备，属于工业余热回收利用与热泵系统交叉技术领域。本发明的闭式高温金属件余热回收设备主要包括带保温隔热层的设备本体、安装在设备本体上的进料口、高温金属件冷却室、安装在所述高温金属件冷却室内的置料平台、热泵换热系统、内置风道系统、在线监测与控制系统。采用该闭式高温金属件余热回收设备可通过内置风道系统将高温空气引入热泵换热系统，使高温空气与热泵工质换热，循环往复，高效回收余热用于发电和热水供应等需求。本发明余热利用率和供热效率高、操作方便、运行安全可靠、环保无污染。尤其适用炼钢、炼铁、锻造和其它热处理行业的高温件空冷过程中分散、间歇余热的回收。

Description

一种闭式高温金属件余热回收设备

技术领域

本发明涉及工业余热回收利用与热泵系统交叉技术领域，具体涉及一种闭式高温金属件余热回收设备。

背景技术

在我国经济高速发展过程中，能源始终是制约我国经济持续增长的瓶颈，节能减排也已经成为我国经济宏观调控的重点。余热回收技术作为大型锻件、大型高温钢锭、铸件、钢包生产过程节能减排的有效手段正在成为研究热点。高温铸锻件、钢坯等空冷过程余热分散、间歇、难以回收，现有技术中车间高温锻件空冷环节产生的余热已有企业进行部分回收，但大多数尚未利用，直接排放到了大气中，在环境污染的同时造成了能源的浪费。

目前国内在余热回收利用技术领域已开展了大量研究，但在回收大型高温金属件降温过程零散、间歇中低温余热领域尚无成熟可应用的技术，本发明提供的闭式高温金属件余热回收设备，可将高温铸锻件、钢坯等空冷过程的余热回收用于发电或为工厂工人、附近居民或锅炉供应热水，降低煤炭、电或其他能源消耗，同时减少高温废气排放污染，改善车间工作环境，达到节能减排的目的，该设备尤其适用炼钢、炼铁、锻造和其它热处理行业的高温件空冷过程中分散、间歇余热的回收。

发明内容

本发明解决高温金属件零散、间歇中低温余热回收问题所采用的技术方案。这种闭式高温金属件余热回收设备包括：带保温隔热层的设备本体、安装在设备本体上的进料口、高温金属件冷却室、安装在所述高温金属件冷却室内的置料平台、热泵换热系统、内置风道系统、在线监测与控制系统。

所述的热泵换热系统位于高温金属件冷却室右侧，由热泵机组、水箱、翅片换热器组成，所述热泵机组由冷凝器、压缩机、储液罐、风扇、热泵工质、节流阀及连接管道组成，所述冷凝器安装在水箱内部，高温空气的热量由所述翅片换热器中的热泵工质吸收并沿着连接管道输送到冷凝器中，使水箱中水温升高，系统气体温度降低；

所述的内置风道系统位于高温金属件冷却室和热泵换热系统上方，由可控轴流风机、风道组成，高温空气由高温金属件冷却室下部整体式进入热泵换热系统，换热降温后，经设置在所述热泵换热系统顶端的出口进入内置风道系统，最终回到高温金属件冷却室，所述内置风道系统空间充足，可满足热泵换热系统对风压和风速的要求；

所述的在线监测与控制系统，由安装在设备本体上的红外温度传感器、空气温度传感器、风压传感器、风量传感器，安装在水箱内部的热水温度传感器以及控制元器件、连接线路组成，控制系统与整机各个系统相连并放置在地面上。所述的五类传感器可以将检测的信号传递给控制系统，实时显示记录各个参数，实现高温金属件冷却过程全程的在线监测，所述控制系统可以通过预设程序综合分析各传感器信号，向热泵换热系统和可控轴流风机发送指令，调整接入系统的热泵机组数量以及可控轴流风机功率，满足不同温度、尺寸的高温金属件余热回收的冷却速度和工艺要求。

本发明有益的效果是：通过内置风道系统将高温空气引入热泵换热系统，使高温空气与热泵工质换热，循环往复，高效回收利用空气中的显热制得蒸气或热水，用于发电和热水供应等需求。该装置余热利用率理论上能达到90％以上，高效节能，回收高温气体余热时系统供热效率COP平均可达4.0以上，可降低企业能源消耗成本，缓解国家能源不足的现状；操作方便，全自动温度及时间控制；除风机、风扇外无运动部件，运行安全可靠、使用寿命长、维护费用低，环保无污染。该设备尤其适用炼钢、炼铁、锻造和其它热处理行业的高温件空冷过程中分散、间歇余热的回收。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为闭式高温金属件余热回收设备的主视剖视图。

图2为图1的A-A剖视图。

附图标记：

1-红外温度传感器 2-置料平台 3-空气温度传感器

4-高温金属件冷却室 5-风压传感器 6-风量传感器

7-空气温度传感器 8-可控轴流风机 9-风道

10-风扇 11-控制系统 12-热泵机组

13-水箱 14-设备本体 15-进料口

16-热水温度传感器 17-翅片换热器 18-高温铸件

具体实施方式

本闭式高温金属件余热回收设备的实施实例如图1、2所示。这种闭式高温金属件余热回收设备包括：带保温隔热层的设备本体14，安装在设备本体14上的进料口15，高温金属件冷却室4，安装在所述高温金属件冷却室4内的置料平台2，固定安装在设备本体14上的水箱13，安装在水箱13上方的热泵机组12，固定安装在热泵机组12上方的风扇10，安装在设备本体14上并将高温金属件冷却室4与热泵换热系统隔开的翅片换热器17，风道9，安装在风道9内部的可控轴流风机8，安装在设备本体上的红外温度传感器1、空气温度传感器3和7、风压传感器5、风量传感器6，安装在水箱内部的热水温度传感器16，控制系统11与整机各个系统相连并放置在地面上。

实施例。对重为3吨，温度从900℃下降至300℃的高温铸件冷却过程中的余热进行回收利用。将高温铸件18置于高温金属件冷却室4内的置料平台2上，关闭进料口15，可控轴流风机8和风扇10共同作用，使高温空气由高温金属件冷却室4下部整体式进入热泵换热系统，高温空气的热量由翅片换热器17中的热泵工质吸收并沿着连接管道输送到冷凝器中，使水箱13中的水温升高，高温空气温度降低，降温后的气体由热泵换热系统顶端的出口进入风道9，最终回到高温金属件冷却室4。在工作过程中，安装在设备本体14上的红外温度传感器1可以检测高温锻件18的表面温度，空气温度传感器3可以检测高温金属件冷却室4内空气的温度，空气温度传感器7可以检测风道9内空气的温度，热水温度传感器16可以检测水箱13中热水的温度，风压传感器5可以检测风道9内高温空气产生的压力，风量传感器6可以检测风速，上述几类传感器可以将检测的信号传递给控制系统11，实时显示、记录各个参数，实现高温金属件冷却过程全程的在线监测。设备控制系统11可以通过预设程序综合分析各传感器信号，向热设备各个系统发送指令，调整冷热水的输入与输出和接入系统的热泵机组12数量以及可控轴流风机8的功率，满足不同温度、尺寸的高温金属件余热回收的冷却速度和工艺要求。

以上对本发明及其实施方式的描述是示意性的，没有限制性。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，进行其他实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于回收高温金属件中低温零散、间歇余热的闭式高温金属件余热回收设备，其特征在于，该闭式高温金属件余热回收设备由带保温隔热层的设备本体、安装在设备本体上的进料口、高温金属件冷却室、安装在所述高温金属件冷却室内的置料平台、热泵换热系统、内置风道系统和在线监测与控制系统组成。

2.根据权利要求1中所述的热泵换热系统，其特征在于，该热泵换热系统由热泵机组、水箱、翅片换热器组成，所述热泵机组由冷凝器、压缩机、储液罐、风扇、热泵工质、节流阀及连接管道组成，所述冷凝器安装在水箱内部。

3.根据权利要求1中所述的在线监测与控制系统，其特征在于，由安装在设备本体上的红外温度传感器、空气温度传感器、风压传感器、风量传感器，安装在水箱内部的热水温度传感器以及控制元器件、连接线路组成，控制系统与整机各个系统相连并放置在地面上。

4.根据权利要求1和权利要求4中所述的在线监测与控制系统，其特征在于，所述几类传感器可以将检测的信号传递给设备控制系统，实时显示、记录各个参数，实现高温金属件冷却过程全程的在线监测；设备控制系统可以通过预设程序综合分析各传感器信号，向热设备各个系统发送指令，调整冷热水的输入与输出和接入系统的热泵机组数量以及可控轴流风机功率，满足不同温度、尺寸的高温金属件余热回收的冷却速度和工艺要求。