CN102607279B - 长寿命均流式高温下料装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长寿命均流式高温下料装置及其工作方法，包括外壳体、内壳体和由外壳体与内壳体密闭构成的冷却循环水夹套，冷却循环水夹套内设置有进水管，进水管为螺旋结构，进水管的进水口位于冷却循环水夹套的顶端，进水管的出水口位于冷却循环水夹套的底端，进水管与内壳体和外壳体围成出水腔，出水腔的出水口设置于外壳体的上部。本发明通过将传统的冷却水进水直管改为螺旋状进水管，同时利用该进水管与冷却循环水夹套形成螺旋状的出水腔，没有水流死角，解决了现有冷却循环水夹套易积存水垢导致下料装置寿命短、设备使用成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种长寿命均流式高温下料装置及其工作方法，属于窑炉设备技术领域。
背景技术
工业窑炉等生产设备中输送物料的下料装置均需要穿过600℃以上的高温区，因此，下料装置容易在高温下变形烧损。为防止下料装置变形，中国专利文献CN2344402(申请号98231313.6)公开了一种迥转窑的下料装置，它是在下料口的下端焊接一段护管，下料管采用耐高温耐腐蚀的镍基合金做成一整体，且在其上端焊接一法兰，将下料管的下端从下料口插入护管中。但该专利仍然存在下料装置易变形的问题，并且由于下料装置温度高，容易使部分物料粘附于下料装置内壁上，从而阻塞下料装置。
经改进后的下料装置由外壳体、内壳体构成，内壳体内下料。外壳体、内壳体都是由无缝不锈钢钢管同轴线焊接制得，外壳体与内壳体间两端焊接封堵，形成冷却循环水夹套。进水管从冷却循环水夹套顶部直插入冷却循环水夹套底部，出水管从冷却循环水夹套上部外壳体引出。工作时，冷水通过直进水管到达夹套底部，随着温度的升高密度降低，从而逐渐流动上升，将夹套外壁传入的热量带走，最后热水在出水管排出；排出的热水经冷却处理后再用泵加压送入进水管，如此循环，从而实现对下料装置的冷却保护作用。
但由于高温下料装置实际使用过程中存在一定的倾斜度，冷却循环水夹套内的循环水不能均流上升，冷却循环水夹套最下端的冷却水循环较慢，因此，形成的水垢会逐渐在此沉积，最终将冷却循环水夹套下部填满，形成死角，造成冷却水无法在此处循环，导致该处被烧损，重新更换。据统计，每个高温下料装置的使用寿命平均在5～8个月左右，该缺陷对安全生产影响较大，并且导致设备维护成本升高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种长寿命均流式高温下料装置及其工作方法。
一种长寿命均流式高温下料装置，包括外壳体、内壳体和由外壳体与内壳体密闭构成的冷却循环水夹套，其特征在于，冷却循环水夹套内设置有进水管，进水管为螺旋结构，进水管的进水口位于冷却循环水夹套的顶端，进水管的出水口位于冷却循环水夹套的底端，进水管与内壳体和外壳体围成出水腔，出水腔的出水口设置于外壳体的上部。
所述的进水管为1～3根。
优选的，所述的进水管为2根。
所述的进水管为等间距螺旋结构。该结构相较于不等间距螺旋结构，使水流在冷却循环水夹套内充分循环，冷却效果最好。
所述进水管螺旋结构的外径与外壳体内径的的径向差为0～1mm，进水管螺旋结构的内径与内壳体外径的的径向差为0～1mm。
优选的，进水管螺旋结构的外径与外壳体内径的的径向差为0mm，进水管螺旋结构的内径与内壳体外径的的径向差为0mm。此时，进水管与内壳体和外壳体构成密闭的螺旋结构，该结构可以使水流在冷却循环水夹套内充分循环，冷却效果最好。
进一步优选的，所述的两根进水管均为等间距螺旋结构，二者平行螺旋等间距设置。所述平行螺旋等间距设置是指在一根进水管任意一点和与另一根进水管中与该点相邻的两点间距离相同，并且上述三点位于同一直线中，该直线与冷却循环水夹套的中心线平行。
更优的，两根进水管的出水口对称布置。
最优的，所述进水管的出水口为一斜切口，切面与冷却循环水夹套的底面相对。该结构可以使冷却循环水夹套的底部形成旋流，从而使消除沉积于冷却循环水夹套底部水垢的效果更好。
一种长寿命均流式高温下料装置的工作方法，其特征在于，步骤如下：
(1)冷却水进入冷却循环水夹套内的螺旋结构的进水管，调节流量，使冷却水以不低于0.7m/s的流速向冷却循环水夹套底端方向流动，并与出水腔内的冷却回流水进行热交换；
(2)冷却水流出进水管，在冷却循环水夹套的底部形成旋流并进入出水腔成为冷却回流水；
(3)冷却回流水在出水腔内以0.7～1.5m/s的流速向冷却循环水夹套顶端方向流动，同时与外壳体和进水管中的冷却水进行热交换，最后通过出水腔的出水口排出，冷却回流水的排出温度为≤45℃。
所述的冷却水为符合《地下水质量标准》GB/T14848-93的普通工业水(总硬度≤550mmol/l)，水质不低于《地下水质量标准》GB/T14848-93V类水质；
优选的，所述的冷却水水质符合《地下水质量标准》GB/T14848-93IV类。
更优选的，所述的冷却循环水通过加药处理，定期加缓蚀、阻垢剂处理，加杀菌灭藻剂处理，水质达到总硬度≤18mmol/l、总碱度≤24mmol/l；循环水；进水管、出水腔内冷却循环水流速均不低于1.0m/s。
最优的，所述的冷却循环水经过自动软水器处理，水质达到总硬度≤10mmol/l、总碱度≤0.03mmol/l。进水管、出水腔内冷却循环水流速均不低于1.2m/s。
有益效果
1、本发明通过将传统的冷却水进水直管改为螺旋状进水管，同时利用该进水管与冷却循环水夹套形成螺旋状的出水腔，没有水流死角，解决了现有冷却循环水夹套易积存水垢导致下料装置寿命短、设备使用成本高的问题。
2、由于本发明进水管和出水腔采用螺旋状结构，延长了水流的流程，有利于冷却水的热交换，从而使大大降低了设备的维护成本和故障率，可减少安全生产问题的发生。
3、冷却水在进水管内逐步升温，从而减少冷却水从进水管的出水口处流出时对于下料装置底部金属结构件的热冲击，提高金属结构寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中：1、外壳体，2、内壳体，3、冷却循环水夹套，4、进水管，5、进水管的进水口，6、进水管的出水口，7、出水腔，8、出水腔的出水口；
图2是本发明使用时的结构示意图；
其中：9、工业窑炉，10、下料装置，11、燃烧室，12、高温烟气。
图3是现有技术中下料装置的结构示意图；
其中：31、外壳体，32、内壳体，33、冷却循环水夹套，34、进水管，35、出水管。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。
实施例
一种长寿命均流式高温下料装置，如图1所示，包括外壳体1、内壳体2和由外壳体与内壳体密闭构成的冷却循环水夹套3，冷却循环水夹套3内设置有两根进水管4，进水管4为等间距螺旋结构，进水管的进水口5位于冷却循环水夹套3的顶端，进水管的出水口6位于冷却循环水夹套3的底端，进水管4与内壳体2和外壳体1围成出水腔7，出水腔的出水口8设置于外壳体1的上部。
进水管4螺旋结构的外径与外壳体1内径的的径向差为0mm，进水管4螺旋结构的内径与内壳体2外径的的径向差为0mm。
两根进水管4平行螺旋等间距设置，进水管的出水口6对称布置，进水管的出水口6为一斜切口，切面与冷却循环水夹套的底面相对。
上述长寿命均流式高温下料装置的工作方法，步骤如下：
(1)水质为总硬度≤10mmol/l、总碱度≤0.03mmol/l的冷却水进入冷却循环水夹套3内的螺旋结构的进水管4，在进水管4内冷却循环水以不低于0.7m/s的流速向冷却循环水夹套3底端方向流动，并与出水腔7内的冷却回流水进行热交换；冷却水在进水管4内逐步升温，从而减少冷却水在进水管的出水口6处对于下料装置10底部金属结构件的热冲击，提高金属结构寿命。
(2)冷却水流出进水管4，在冷却循环水夹套3的底部形成旋流并进入出水腔7成为冷却回流水；
(3)冷却回流水在出水腔7内以0.7～1.5m/s的流速向冷却循环水夹套3顶端方向流动，同时与外壳体1和进水管4中的冷却水进行热交换，最后通过出水腔的出水口8排出，冷却回流水的排出温度为≤40℃。
图2为本发明所述长寿命均流式高温下料装置使用时的结构示意图。下料装置10穿过燃烧室11，下料装置10的出料口与工业窑炉9的进料口相连，燃烧室11中的高温烟气12在下料装置10周围通过。
对比例
现有技术的高温下料装置，如图3所示，包括外壳体31、内壳体32和由外壳体与内壳体密闭构成的冷却循环水夹套33，冷却循环水夹套33内设置有直的进水管34，冷却循环水夹套33顶部设置有出水管35。
冷却水由进水口进入进水管34并向冷却循环水夹套33底端方向流动，然后由设置于冷却循环水夹套33底端的进水管34出口流出进水管，在冷却循环水夹套33内向冷却循环水夹套33顶端方向流动，最终通过设置于冷却循环水夹套33顶部的出水管35流出。
对比结果
经实施例与对比例在相同工作环境及相同冷却水水质条件下进行对比实验，结果显示，实施例的使用寿命高于对比例2-3倍，每年运行成本可以节约7万元左右，同时减少了维护人员数量，减少了安全隐患。
Claims (2)
1.一种长寿命均流式高温下料装置，包括外壳体、内壳体和由外壳体与内壳体密闭构成的冷却循环水夹套，其特征在于，冷却循环水夹套内设置有进水管，进水管为螺旋结构，进水管的进水口位于冷却循环水夹套的顶端，进水管的出水口位于冷却循环水夹套的底端，进水管与内壳体和外壳体围成出水腔，出水腔的出水口设置于外壳体的上部；
所述的进水管为2根；
所述的两根进水管均为等间距螺旋结构，二者平行螺旋等间距设置；两根进水管的出水口对称布置。
2.如权利要求1所述的长寿命均流式高温下料装置，其特征在于，所述进水管螺旋结构的外径与外壳体内径的的径向差为0～1mm，进水管螺旋结构的内径与内壳体外径的的径向差为0～1mm。
3. 如权利要求2所述的长寿命均流式高温下料装置，其特征在于，进水管螺旋结构的外径与外壳体内径的的径向差为0mm，进水管螺旋结构的内径与内壳体外径的的径向差为0mm。
4. 如权利要求1所述的长寿命均流式高温下料装置，其特征在于，所述进水管的出水口为一斜切口，切面与冷却循环水夹套的底面相对。
5. 权利要求1所述长寿命均流式高温下料装置的工作方法，其特征在于，步骤如下：
（1）冷却水进入冷却循环水夹套内的螺旋结构的进水管，调节流量，使冷却水以不低于0.7m/s的流速向冷却循环水夹套底端方向流动，并与出水腔内的冷却回流水进行热交换；
（2）冷却水流出进水管，在冷却循环水夹套的底部形成旋流并进入出水腔成为冷却回流水；
（3）冷却回流水在出水腔内以0.7～1.5m/s的流速向冷却循环水夹套顶端方向流动，同时与外壳体和进水管中的冷却水进行热交换，最后通过出水腔的出水口排出，冷却回流水的排出温度为≤45℃。
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