CN110763073B - 一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，包括以下步骤：处理焊接层为在立管换热器内壁焊接合金钢龟甲网，并以直钢筋为龙骨进行固定，龟甲网满布立管换热器内壁；焊接层上设置涂抹层具体为涂抹层选用棕刚玉粉，棕刚玉粉在搅拌容器内与稀释剂混合，再用搅拌机搅拌均匀，然后将棕刚玉粉混合物涂抹在立管换热器内壁的龟甲网上；对涂抹层的烘烤干燥采用工业电吹风鼓入热风烘干8小时或者用电气焊进行烘烤4小时，至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬；本发明改变立管换热器内壁换热系数，提高了立管换热器内壁的温度，解决了水夹套式立管换热器换热不均匀、焦油在换热壁凝结的问题，从而解决上升管推焦时遇明火燃烧冒黑烟的环保问题。

Description

一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法。
背景技术
焦炉上升管余热回收技术，是在焦炉上部煤气出口处安装立管换热器，立管换热器通过吸收高温煤气热量并与除盐水换热后，达到产蒸汽目的的节能技术。水夹套式立管换热器是上升管余热回收技术中常用的立管换热器。在实际应用中我们发现，水夹套式立管换热器热量主要来自下部高温煤气的热辐射，存在热量分布不均匀的问题，在煤气与换热壁的接触面上，煤气温度与换热介质水的温度接近，导致在这一界面上煤气温度过低、造成焦油凝集。
在实际过程中煤气中的焦油在立管换热器内壁凝结，焦炉推焦生产时遇明火造成焦油燃烧，从而产生黑烟的环保问题。与此同时，部分立管换热器上部冷凝的焦油回流到立管换热器下部，在焦炉炭化室高温作用下，形成焦油块，造成立管换热器流道不断缩小。为了防止焦油在立管换热器内壁冷凝附着，通常是通过在立管换热器内壁喷涂高温纳米导热材料，经过加热使其形成坚硬的釉面。利用纳米导热材料快速导热并降低滑动阻力，使热量快速分布的同时，凝结在内壁上的焦油滑落到进焦炉炭化室。应用高温纳米导热材料的立管换热器，在推焦时普遍出现冒黑烟现象，由于煤气遇冷壁导致温度低于450℃，会在立管换热器内壁产生焦油凝结并大量附着。焦炉推焦生产时需要打开三通管上的水封盖，此时高温煤气接触空气形成明火，附着的焦油与明火共同燃烧产生大量黑烟，给企业的环保管理带来巨大压力，尤其在6.0m以上的焦炉上，此现象更为严重。造成严重的环境污染，破坏生态环境，不利于绿色生产的原则。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，包括以下步骤：处理焊接层、焊接层上设置涂抹层以及对涂抹层的烘烤干燥；
所述处理焊接层为在立管换热器内壁焊接龟甲网，并以直钢筋为龙骨进行固定，龟甲网满布立管换热器内壁；
焊接层上设置涂抹层具体为涂抹层选用棕刚玉粉，棕刚玉粉在搅拌容器内与稀释剂混合，再用搅拌机搅拌均匀，然后将棕刚玉粉混合物涂抹在立管换热器内壁的龟甲网上；
对涂抹层的烘烤干燥采用工业电吹风鼓入热风，烘干8小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬；或者用电气焊进行烘烤，烘烤4小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬。
具体的是，所述立管换热器采用无缝钢管且为水夹套式，立管换热器安装在焦炉上升管上，用于焦炉上升管的余热回收。
具体的是，所述焦炉上升管筒中部设置膨胀节，用于消除焦炉上升管内、外筒周期性热应力的影响破坏，焦炉上升管内壁附着高于2600℃的高温熔融材质，用于避免高温氧化焦炉上升管内壁造成上升管变形漏水，立管换热器立式安装，高温煤气自下而上通过立管换热器，再经过三通管、桥管进入集气管最终汇入下游工序。
具体的是，所述棕刚玉粉选用粒度不低于F400的细粉，用于减少焦油挂结，并且棕刚玉粉混合物布满立管换热器内壁。
具体的是，所述棕刚玉粉混合物形成的涂抹层的厚度＞20mm。
具体的是，所述龟甲网采用合金钢材质。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法改变立管换热器内壁换热系数，提高了立管换热器内壁的温度，解决了水夹套式立管换热器换热不均匀、焦油在换热壁凝结的问题，从而解决上升管推焦时遇明火燃烧冒黑烟的环保问题；本发明采用棕刚玉粉代替广泛采用的纳米导热涂层，从而使温度分布均匀，保证立管换热器出口煤气温度＞450℃；采用龟甲网在立管换热器内壁焊接的方式进行固定，有效防止棕刚玉粉在高温复杂的焦炉生产环境中脱落影响生产的风险；立管换热器经过棕刚玉粉改造后，换热器内壁温度分布更加均匀，克服了部分区域温度低造成焦油凝结的问题；焦炉上升管立管换热器经过改进后，由于温度分布均匀，无冷壁焦油凝结现象，成功解决焦炉推焦生产时，凝结焦油遇明火燃烧冒黑烟的环保问题。
具体实施方式
以下对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，包括以下步骤：处理焊接层、焊接层上设置涂抹层以及对涂抹层的烘烤干燥；处理焊接层为在立管换热器内壁焊接合金钢龟甲网，并以直钢筋为龙骨进行固定，龟甲网满布立管换热器内壁；焊接层上设置涂抹层具体为涂抹层选用棕刚玉粉，棕刚玉粉在搅拌容器内与稀释剂混合，再用搅拌机搅拌均匀，然后将棕刚玉粉混合物涂抹在立管换热器内壁的龟甲网上；对涂抹层的烘烤干燥采用工业电吹风鼓入热风，烘干8小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬；或者用电气焊进行烘烤，烘烤4小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬。
立管换热器采用无缝钢管且为水夹套式，立管换热器安装在焦炉上升管上，用于焦炉上升管的余热回收；焦炉上升管水夹套式立管换热器为无缝钢管形式，为消除焦炉上升管内、外筒周期性热应力的影响破坏，在焦炉上升管筒中部设置特殊结构膨胀节，同时为避免高温氧化焦炉上升管内壁造成焦炉上升管变形漏水，焦炉上升管内壁附着高于2600℃的高温熔融材质，立管换热器立式安装，高温煤气自下而上通过立管换热器，再经过三通管、桥管进入集气管最终汇入下游工序。
棕刚玉粉选用粒度不低于F400的细粉，用于减少焦油挂结，并且棕刚玉粉混合物布满立管换热器内壁；本发明采用棕刚玉粉代替广泛采用的纳米导热涂层，从而使温度分布均匀，保证立管换热器出口煤气温度＞450℃；采用龟甲网在立管换热器内壁焊接的方式进行固定，有效防止棕刚玉粉在高温复杂的焦炉生产环境中脱落影响生产的风险；立管换热器经过棕刚玉粉改造后，换热器内壁温度分布更加均匀，克服了部分区域温度低造成焦油凝结的问题；焦炉上升管立管换热器经过改进后，由于温度分布均匀，无冷壁焦油凝结现象，成功解决焦炉推焦生产时，凝结焦油遇明火燃烧冒黑烟的环保问题；棕刚玉粉混合物形成的涂抹层的厚度＞20mm。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，包括以下步骤：处理焊接层、焊接层上设置涂抹层以及对涂抹层的烘烤干燥；
所述处理焊接层为在立管换热器内壁焊接龟甲网，并以直钢筋为龙骨进行固定，龟甲网满布立管换热器内壁；
焊接层上设置涂抹层具体为涂抹层选用棕刚玉粉，棕刚玉粉在搅拌容器内与稀释剂混合，再用搅拌机搅拌均匀，然后将棕刚玉粉混合物涂抹在立管换热器内壁的龟甲网上；
对涂抹层的烘烤干燥采用工业电吹风鼓入热风，烘干8小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬；或者用电气焊进行烘烤，烘烤4小时至棕刚玉粉混合物外表和内部均坚硬。
2.根据权利要求1所述的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，所述立管换热器采用无缝钢管且为水夹套式，立管换热器安装在焦炉上升管上，用于焦炉上升管的余热回收。
3.根据权利要求2所述的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，所述焦炉上升管筒中部设置膨胀节，用于消除焦炉上升管内、外筒周期性热应力的影响破坏，焦炉上升管内壁附着高于2600℃的高温熔融材质，用于避免高温氧化焦炉上升管内壁造成上升管变形漏水，立管换热器立式安装，高温煤气自下而上通过立管换热器，再经过三通管、桥管进入集气管最终汇入下游工序。
4.根据权利要求1所述的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，所述棕刚玉粉选用粒度不低于F400的细粉，用于减少焦油挂结，并且棕刚玉粉混合物布满立管换热器内壁。
5.根据权利要求4所述的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，所述棕刚玉粉混合物形成的涂抹层的厚度＞20mm。
6.根据权利要求1所述的解决水夹套式立管换热器不均匀换热的方法，其特征在于，所述龟甲网采用合金钢材质。
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