CN109443021B - 一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，包括环形余热回收室及蓄热容器；所述环形余热回收室由顶部水冷壁、内环水冷壁、外环水冷壁共同组成封闭的环形空间，该环形空间是电熔镁熔坨的移动冷却通道，环形空间的侧面设余热回收室进口及余热回收室出口，余热回收室进口及余热回收室出口相邻设置，并分别通过进口门和出口门封闭；环形余热回收室的上方设蓄热容器，蓄热容器通过上升管和下降管连接环形余热回收室的各个水冷壁。本发明与传统的隧道式余热回收装置相比，具有余热回收效率高、各受热面受热均匀、热能输出稳定，占地面积小，节能环保等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电熔镁熔坨余热回收技术领域，尤其涉及一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室。
背景技术
在电熔镁镁砂生产过程中，菱镁矿熔炼后会形成镁熔坨。生产工艺要求镁熔坨只能进行自然冷却，不能进行强制冷却，以免影响镁砂的结晶效果；同时镁熔坨中含有巨大的余热资源可供回收利用。
目前，国内的余热回收装置普遍采用隧道式余热回收锅炉，炽热的镁熔坨在隧道内纵向前进，隧道外壁即为吸热管束，随着时间的推移，镁熔坨被逐渐冷却，散发的热量由余热回收装置回收。镁熔坨根据生产工艺的要求逐个送入余热回收装置，冷却一定时间后，从余热回收装置内逐一排出。由于电熔镁镁熔坨自然冷却时间长(4h以上)，初始冷却温度1200℃，与排出温度(大约为200℃)相差较大，因此余热回收装置的吸热量波动很大。余热回收装置的吸热量随镁熔坨自然冷却的进行时间逐渐递减，当新的镁熔坨送入余热回收装置后，余热回收的吸热量突然升高，然后逐渐减少，如此循环往复。
上述余热回收方法存在的主要问题是余热回收装置在余热回收前期与后期的热量分布不均匀，余热回收装置的外供蒸汽量波动很大。而且隧道式余热回收装置的前部受热面与尾部受热面温差也较大。随着镁熔坨冷却时间的推移，尾部受热面的吸热量快速减少。由于传热温差的减少，根据辐射传热原理，尾部受热面吸热量以四次方比例急速减少，冷却速度快速降低，镁熔坨冷却时间延长。与不进行余热回收时的自然冷却过程相比，其冷却温差更小，冷却时间长，生产效率较低，金属材料消耗量大。同时也会造成余热回收装置的汽水流动不畅，循环倍率下降过快，进而使尾部受热面无法产汽，影响整个余热回收装置的余热回收效果。
发明内容
本发明提供了一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，与传统的隧道式余热回收装置相比，具有余热回收效率高、各受热面受热均匀、热能输出稳定，占地面积小，节能环保等优点。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，包括环形余热回收室及蓄热容器；所述环形余热回收室由顶部水冷壁、内环水冷壁、外环水冷壁共同组成封闭的环形空间，该环形空间是电熔镁熔坨的移动冷却通道，环形空间的侧面设余热回收室进口及余热回收室出口，余热回收室进口及余热回收室出口相邻设置，并分别通过进口门和出口门封闭；环形余热回收室的上方设蓄热容器，蓄热容器通过上升管和下降管连接环形余热回收室的各个水冷壁。
所述外环水冷壁的底端通过下集箱外环连通，内环水冷壁的底端通过下集箱内环连通；外环水冷壁的顶端与顶部水冷壁的外端通过上集箱外环连通，内环水冷壁的顶端与顶部水冷壁的内端通过上集箱内环连通；下集箱内环通过中心管连通，中心管通过内部下降管与蓄热容器连通；下集箱外环通过外部下降管与蓄热容器连通；上集箱内环通过多个上升管与蓄热容器相连。
所述顶部水冷壁、内环水冷壁、外环水冷壁均为膜式水冷壁；各个水冷壁的外侧分别设有绝热层及防护层；内环水冷壁围成的圆形空间顶部设防水板。
所述环形余热回收室的外侧设钢结构支架，环形余热回收室吊挂在钢结构支架上，下集箱内环、下集箱外环的底部与地面之间通过柔性密封件密封连接；蓄热容器设置在钢结构支架上。
所述余热回收室进口沿环形空间的切向设置进口通道，余热回收室出口沿环形空间的切向设置出口通道，进口通道、出口通道均由耐火材料构筑而成，通道内侧分别设有低发射率材料涂层或热辐射反射层。
所述低发射率材料涂层为镀铬层，热辐射反射层为锡箔反射层。
所述进口门和出口门均为快速启闭型卷帘门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)与现有的隧道式余热回收装置相比，余热回收效率可提高50％以上，环形余热回收室内各受热面受热均匀，汽水流动性好，使汽水系统循环倍率提高，从而大幅增加了传热系数，提高了传热效率；
2)由于提高了余热回收效率，从而能够用更少的受热面吸收同样多的热量，节省了制造成本，节省了投资；
3)各个水冷壁的壁温相对恒定，能够模拟电熔镁熔坨的自然冷却过程，既可以保证产品的品质，也可以减少冷却时间，提高生产效率；
4)通过蓄热容器稳定外供蒸汽参数，大大减小因电熔镁熔坨加入—冷却—排出—加入的循环过程中所造成的热量回收的大幅波动，为后续的工艺创造相对稳定的气源；
5)环形余热回收室的占地面积小，土地利用度更高；
6)余热回收室进口和余热回收室出口可以设置在任意方向，工程应用时工艺布置非常灵活，对环境的适应性强；
7)蓄热容器用于产生饱和蒸汽，可用于采暖、制冷或发电；
8)进口通道、出口通道等不参与余热回收的部分均采用低发射率材料涂层或热辐射反射层包覆，既可以限制对应部位的温升，提高其使用寿命，也可以防止辐射热的散失，减少热损失，提高吸热效率；
9)环形余热回收室的底部设有柔性密封结构，顶部设防水板，整体为全密封结构，对环境友好，污染粉尘不扩散；
10)电熔镁熔坨在余热回收装置内的冷却过程为自然辐射冷却,无须强制风冷,电熔镁熔坨结晶效果好,彻底解决了强制风冷带来的弊端。
附图说明
图1是本发明所述一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室的结构示意图。
图2是图1中的A-A视图。
图3是图1中的B-B视图。
图4是图1中的C-C视图。
图5是本发明所述余热回收室用于电熔镁熔坨余热回收时的示意图。
图中：1.环形余热回收室 1-1.顶部水冷壁 1-2.内环水冷壁 1-3.外环水冷壁 1-4.余热回收室进口 1-5.余热回收室出口 1-6.耐火材料 1-7.低发射率材料涂层/热辐射反射层 2.钢结构支架 3.蓄热容器 3-1.安全阀 3-2.外供蒸汽阀 3-3.压力表 3-4.水位计 4.下集箱内环 5.下集箱外环 6.上集箱内环 7.上集箱外环 8.柔性密封件 9.绝热层10.防护层 11.防水板 12.内部下降管 13.外部下降管 14.中心管 15.电熔镁熔坨 16.承载装置 17.环形轨道
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1-图4所示，本发明所述一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，包括环形余热回收室1及蓄热容器3；所述环形余热回收室1由顶部水冷壁1-1、内环水冷壁1-2、外环水冷壁1-3共同组成封闭的环形空间，该环形空间是电熔镁熔坨15的移动冷却通道，环形空间的侧面设余热回收室进口1-4及余热回收室出口1-5，余热回收室进口1-4及余热回收室出口1-5相邻设置，并分别通过进口门和出口门封闭；环形余热回收室1的上方设蓄热容器3，蓄热容器3通过上升管和下降管连接环形余热回收室1的各个水冷壁1-1、1-2、1-3。
所述外环水冷壁1-3的底端通过下集箱外环5连通，内环水冷壁1-2的底端通过下集箱内环4连通；外环水冷壁1-3的顶端与顶部水冷壁1-1的外端通过上集箱外环7连通，内环水冷壁1-2的顶端与顶部水冷壁1-1的内端通过上集箱内环6连通；下集箱内环4通过中心管14连通，中心管14通过内部下降管12与蓄热容器3连通；下集箱外环5通过外部下降管13与蓄热容器3连通；上集箱内环6通过多个上升管与蓄热容器3相连。
所述顶部水冷壁1-1、内环水冷壁1-2、外环水冷壁1-3均为膜式水冷壁；各个水冷壁的外侧分别设有绝热层9及防护层10；内环水冷壁1-2围成的圆形空间顶部设防水板11。
所述环形余热回收室1的外侧设钢结构支架2，环形余热回收室1吊挂在钢结构支架2上，下集箱内环4、下集箱外环5的底部与地面之间通过柔性密封件8密封连接；蓄热容器3设置在钢结构支架2上。
所述余热回收室进口1-4沿环形空间的切向设置进口通道，余热回收室出口1-5沿环形空间的切向设置出口通道，进口通道、出口通道均由耐火材料构1-6筑而成，通道内侧分别设有低发射率材料涂层或热辐射反射层1-7。
所述低发射率材料涂层为镀铬层，热辐射反射层为锡箔反射层。
所述进口门和出口门均为快速启闭型卷帘门。
如图5所示，本发明所述余热回收室进行电熔镁熔坨余热回收的过程如下：
电熔镁熔坨15由镁熔坨输送小车装载，经余热回收室进口1-4进入环形余热回收室1内，通过搭载在镁熔坨输送小车上的推料装置将电熔镁熔坨15推到承载装置16上，待卸料后的镁熔坨输送小车退出环形余热回收室1后，立即关闭进口门；
电熔镁熔坨15随承载装置16沿环形轨道17移动；蓄热容器3内的水通过内部下降管12进入下集箱内环4，同时由外部下降管13进入下集箱外环5，然后进入组成环形余热回收室1的各个水冷壁1-1、1-2、1-3内；电熔镁熔坨15在移动过程中与各个水冷壁之间进行辐射传热；
环形余热回收室1吸收的电熔镁熔坨15热量主要储存在蓄热容器3中，由蓄热容器3进行能量的储存和外供；冷却后的电熔镁熔坨15通过搭载在镁熔坨输送小车的卸料装置从承载装置16卸到镁熔坨输送小车上外运。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，包括环形余热回收室及蓄热容器；所述环形余热回收室由顶部水冷壁、内环水冷壁、外环水冷壁共同组成封闭的环形空间，该环形空间是电熔镁熔坨的移动冷却通道，环形空间的侧面设余热回收室进口及余热回收室出口，余热回收室进口及余热回收室出口相邻设置，并分别通过进口门和出口门封闭；环形余热回收室的上方设蓄热容器，蓄热容器通过上升管和下降管连接环形余热回收室的各个水冷壁。
2.根据权利要求1所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述外环水冷壁的底端通过下集箱外环连通，内环水冷壁的底端通过下集箱内环连通；外环水冷壁的顶端与顶部水冷壁的外端通过上集箱外环连通，内环水冷壁的顶端与顶部水冷壁的内端通过上集箱内环连通；下集箱内环通过中心管连通，中心管通过内部下降管与蓄热容器连通；下集箱外环通过外部下降管与蓄热容器连通；上集箱内环通过多个上升管与蓄热容器相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述顶部水冷壁、内环水冷壁、外环水冷壁均为膜式水冷壁；各个水冷壁的外侧分别设有绝热层及防护层；内环水冷壁围成的圆形空间顶部设防水板。
4.根据权利要求1所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述环形余热回收室的外侧设钢结构支架，环形余热回收室吊挂在钢结构支架上，下集箱内环、下集箱外环的底部与地面之间通过柔性密封件密封连接；蓄热容器设置在钢结构支架上。
5.根据权利要求1所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述余热回收室进口沿环形空间的切向设置进口通道，余热回收室出口沿环形空间的切向设置出口通道，进口通道、出口通道均由耐火材料构筑而成，通道内侧分别设有低发射率材料涂层或热辐射反射层。
6.根据权利要求5所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述低发射率材料涂层为镀铬层，热辐射反射层为锡箔反射层。
7.根据权利要求1所述的一种用于电熔镁熔坨余热回收的余热回收室，其特征在于，所述进口门和出口门均为快速启闭型卷帘门。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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