CN106925765B - 基于辐射换热的铸件余热回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于辐射换热的高温铸件余热回收利用装置,包括钢制履带、铝制余热回收器、储水箱、循环水泵、循环水管、温度传感器和控制器、电磁阀、以及吸收式制冷装置和供暖管网装置；钢制履带布置型横截面的铝制余热回收器；储水箱出水口与余热回收器进水口之间利用循环水管连接，循环水管设置循环水泵；余热回收器出水口设有温度传感器和温度控制器，温度控制器用于控制两个电磁阀的启闭；电磁阀后的热水管道分别连接储水箱、吸收式制冷装置和供热管网装置。本发明在回收高温铸件余热的同时不影响铸件的内部结构特性。整个装置运动部件少，安全可靠、寿命长、易维修、环保，能够实现中小型铸造企业间歇性生产下高温铸件余热的连续回收。
Description
技术领域
本发明涉及余热回收利用技术领域，尤其是一种基于辐射换热的高温铸件余热回收利用装置,具体为有效回收和利用落砂后的裸露高温铸件余热的装置。
背景技术
随着社会的快速发展，节能减排日益受到重视，而工业余热回收和利用始终是节能减排的重点。目前，连续型生产企业所涉及的高、中、低品位余热回收利用技术已经基本成熟，但在间歇性生产行业如铸造行业中，余热回收利用技术的开发与推广工作仍有待于加强。现在，多数中小型铸造企业仍在沿用传统的自然冷却方式来冷却高温铸件，造成大量余热的浪费；少数铸造企业也在使用强迫对流换热方式来回收铸件余热，即利用冷空气直接吹扫高温铸件并回收热空气，但这种方式在一定程度上改变了铸件降温曲线、易于造成铸件的质量缺陷，同时因加热工艺不连续，热空气的利用率也较低。从铸件降温工艺角度来说，以一定的方式回收高温铸件的辐射热是更为合理的。
中国专利CN201010590862.6公开了一种铸件余热回收方法及其专用设备，其设计了一个具有前后封闭门、底部为轨道的余热回收仓体，余热回收仓体四周设置有水循环换热装置；装有带砂壳铸件的小车沿轨道滑入余热回收仓体后，关闭前后封闭门，高温砂壳与仓体内壁之间进行热交换，并加热换热器内部的循环水；当砂壳降低至一定温度后，开启封闭门取出小车。该专利以一种非连续方式实现了砂壳铸件的余热回收，但由于砂壳及其表面包覆物的辐射系数较低，导致其热回收速率和效率较低。
发明内容
本发明的目的提供一种基于辐射换热的铸件余热回收利用装置，可以克服已有技术的缺陷。本发明是一种基于辐射换热的、可以连续工作的高温铸件余热回收和利用装置。在回收高温铸件余热的同时不影响铸件的内部结构特性。整个装置运动部件少，运行安全可靠、寿命长、易维修、环保。特别是能够实现中小型铸造企业间歇性生产情况下高温铸件余热的连续回收利用，冬季余热用于办公楼采暖(供暖管网装置,冬季的余热利用设施）、夏季余热通过吸收式制冷机组(吸收式制冷装置,夏季的余热利用设施）为办公楼供冷。
本发明提供的一种基于辐射换热的铸件余热回收利用装置包括:钢制履带、铝制余热回收器、储水箱、循环水泵、循环水管、温度传感器和控制器、电磁阀、以及配套的吸收式制冷装置（夏季的余热利用设施）和供暖管网装置（冬季的余热利用设施）等。耐高温的钢制履带纵向布置在铸造车间内，其上布置型横截面的铝制余热回收器；余热回收器是以水为工质的辐射换热器，其内测外壁面喷涂成黑色以提高其表面发射率，其外侧壁包覆保温层以降低其散热量，内外侧壁和前后侧壁封闭形成循环水套，为强化循环水与内壁之间的对流换热，特将内外壁面设计为错列沟槽状。带保温层的储水箱位于铝制余热回收器的前端，储水箱出水口与余热回收器进水口之间利用循环水管连接，循环水管上设置一台循环水泵。余热回收器出水口下游设有一个温度传感器和两个温度控制器，两个温度控制器分别用于控制两个电磁阀的启闭。两个电磁阀后的热水管道分别连接储水箱、吸收式制冷装置（夏季使用）和供热管网装置（冬季使用）；吸收式制冷装置和供热管网装置的回水通过回水管道送至储水箱。
具体工作过程如下：落砂后的高温铸件依次放置在钢制履带上，并随着履带的转动进入型横截面铝制余热回收器内部，高温铸件以辐射换热形式将热量传递给涂黑的铝制余热回收器的内侧外壁面；当铸件温度降低至50OC左右时，从余热回收器另一端出来；通过铸造厂的实测数据得到不同类型铸件的冷却降温曲线，根据不同类型铸件的降温曲线控制履带转速从而控制铸件的余热回收时间，使铸件的余热能充分回收；储水箱内的低温水经循环水泵、余热回收器进水口进入铝制余热回收器，以对流换热形式吸收热量后，从出水口流出，当热水流经温度传感器时，控制器将根据水温控制两个电磁阀的启闭。当水温低于设定温度80-85OC时，通往吸收式制冷装置和供热管网的电磁阀处于关闭状态、直通储水箱的电磁阀开启，热水将回流至储水箱，继续加热升温；当水温高于设定温度，直通储水箱的电磁阀关闭，通往吸收式制冷装置和供热管网的电磁阀开启，夏季手动阀A关闭，手动阀B开启，将热水送往吸收式制冷装置；冬季手动阀A开启，手动阀B关闭，将热水送往供热管网。流经吸收式制冷装置或供热管网的回水回流至储水箱以备继续加热。以此循环。
本发明提供了基于辐射换热的铸件余热回收利用装置，可以克服已有技术的缺陷。在回收高温铸件余热的同时不影响铸件的内部结构特性。整个装置运动部件少，运行安全可靠、寿命长、易维修、环保，特别是能够实现中小型铸造企业间歇性生产情况下高温铸件余热的连续回收，冬季余热用于办公楼采暖(供暖管网装置,冬季的余热利用设施）、夏季余热通过吸收式制冷机组(吸收式制冷装置,夏季的余热利用设施）为办公楼供冷。
附图说明
图1是本发明的工作流程图。
图2是本发明余热回收装置-铝制余热回收器左视图。
图3是本发明余热回收装置-铝制余热回收器剖视图。
具体实施方式
为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明，其中涉及设备部件没有特别说明均为市售。
如图所示，1-储水箱，2-循环水管，3-循环水泵，4-铝制余热回收器，5-温度传感器，6-温度控制器A，7-温度控制器B，8-电磁阀A，9-电磁阀B，10-手动阀A，11-手动阀B，12-吸收式制冷装置，13-供热管网，14-水通道，15-铸件，16-钢制履带，17-铸件进口，18-沟槽，19-铸件出口。
储水箱1通过循环水管2与铝制余热回收器4相连接，循环水泵3位于循环水管2上，温度传感器5位于铝制余热回收器4的出口管道上，温度控制器A6将温度传感器5的温度信号转换为控制信号，控制电磁阀A8的启闭，温度控制器B7将温度传感器5的温度信号转换为控制信号，控制电磁阀B9的启闭，电磁阀A8位于铝制余热回收器4出口至储水箱1之间的管路上，电磁阀B9位于铝制余热回收器4出口至手动阀A 10、手动阀B 11之间的管路上，手动阀A 10所在的管道连接到供热管路13，手动阀B 11所在的管道连接到吸收式制冷装置12，供热管路13和吸收式制冷装置12的回水通过循环水管连接储水箱1。
应用实例：对重为3吨，温度从650℃下降到50℃的高温铸件冷却过程进行余热回收利用。
落砂高温铸件15依次进入铝制余热回收器4，铸件在铝制余热回收器4内从前向后移动，并与余热回收器4进行辐射换热，其温度从650℃逐渐降低到50℃，然后从余热回收器铸件出口19出来，送到其它工序。在循环水泵3的作用下，铝制余热回收器4水套内的水缓慢流动（其流动方向与铸件移动方向相反），铝制余热回收器4壁面上的沟槽18用来增强水流与铝制余热回收器4受热面的对流换热。当热水流经温度传感器5时，温度控制器6、7将根据水温控制电磁阀8、9的启闭；当水温低于设定温度80-85OC时，通往吸收式制冷装置12和供热管网13的电磁阀B 9处于关闭状态、直通储水箱1的电磁阀A 8开启，热水将回流至储水箱1，继续加热升温；当水温高于设定温度，直通储水箱1的电磁阀A 8关闭，通往吸收式制冷装置12和供热管网13的电磁阀B 9开启，夏季手动阀A 10关闭，手动阀B 11开启，将热水送往吸收式制冷装置12；冬季手动阀A 10开启，手动阀B 11关闭，将热水送往供热管网13；流经吸收式制冷装置12或供热管网13的回水回流至储水箱1以备继续加热。以此循环。
铸件余热结合溴化锂吸收式制冷和供热网路能满足铸造厂500平方米的办公楼制冷和供热，其中，制冷量为40KW，供热供回水温度80℃/60℃。
Claims (1)
1.一种基于辐射换热的铸件余热回收利用装置的运行方法，该装置包括储水箱、循环水泵、循环水管、温度传感器和温度控制器、电磁阀；钢制履带、铝制余热回收器以及吸收式制冷装置和供暖管网装置；
钢制履带纵向布置在铸造车间内，其上布置型横截面的铝制余热回收器；铝制余热回收器是以水为工质的辐射换热器，内外侧壁和前后侧壁封闭形成循环水套，带保温层的储水箱位于铝制余热回收器的前端，储水箱出水口与铝制余热回收器进水口之间利用循环水管连接，循环水管上设置循环水泵；铝制余热回收器出水口下游设有温度传感器和两个温度控制器，两个温度控制器分别用于控制两个电磁阀的启闭；两个电磁阀后的热水管道分别连接储水箱、吸收式制冷装置和供暖管网装置；吸收式制冷装置和供暖管网装置的回水通过回水管道送至储水箱；
所述的铝制余热回收器的内侧外壁面喷涂成黑色，其外侧壁包覆保温层；
所述的铝制余热回收器内壁面、外壁面设计为错列沟槽状；其特征在于步骤如下：
1）落砂后的高温铸件依次放置在钢制履带上，并随着履带的转动进入型横截面铝制余热回收器内部，高温铸件以辐射换热形式将热量传递给涂黑的铝制余热回收器的内侧外壁面；当铸件温度降低至50℃时，从铝制余热回收器另一端出来；
2）通过铸造厂的实测数据得到不同类型铸件的冷却降温曲线，根据不同类型铸件的降温曲线控制履带转速从而控制铸件的余热回收时间，使铸件的余热能充分回收；
3）储水箱内的低温水经循环水泵、铝制余热回收器进水口进入铝制余热回收器，以对流换热形式吸收热量后，从出水口流出，当热水流经温度传感器时，温度控制器将根据水温控制两个电磁阀的启闭；
4）当水温低于设定温度80℃时，通往吸收式制冷装置和供暖管网装置的电磁阀处于关闭状态、直通储水箱的电磁阀开启，热水将回流至储水箱，继续加热升温；当水温高于设定温度，直通储水箱的电磁阀关闭，通往吸收式制冷装置和供暖管网装置的电磁阀开启；
5）夏季手动阀A关闭，手动阀B开启，将热水送往吸收式制冷装置；冬季手动阀A开启，手动阀B关闭，将热水送往供暖管网装置；流经吸收式制冷装置或供暖管网装置的回水回流至储水箱以备继续加热，以此循环。
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