CN115449381A - 一种焦炉斜道结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焦炉斜道结构，包括设于燃烧室与对应蓄热室之间的斜道，斜道入口一端连接燃烧室，斜道出口一端连接蓄热室；对应斜道出口一端，沿焦炉横向即机侧‑焦侧方向，斜道局部为变截面结构，即斜道出口一端具有单向扩口结构；并且沿斜道内废气自燃烧室向蓄热室流动方向，单向扩口结构的横截面面积由小变大。本发明通过在斜道出口一端设置扩口结构，起到使下降气流提前减速并分散流向的作用，使高温气流能够均匀的进入蓄热室顶部位置所有格子砖的孔洞内，从而有效提高蓄热室的换热效率，并有利于降低蓄热室高度、降低炼焦耗热量，节约焦炉建设成本。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉技术领域，尤其涉及一种焦炉斜道结构。
背景技术
随着焦炉向大型化方向发展，焦炉的加热量越来越大，要求蓄热室的蓄热面积也越来越大，为了摆放更多的格子砖，焦炉蓄热室的尺寸在机侧-焦侧方向越来越长，高向也越来越高。蓄热室高度的增加，不但增加了耐材用量，也使所有配套的设备标高均随之增加，最终增加了焦炉的建设成本；而且从目前投产运行的情况看，即使加高了蓄热室，有的大型焦炉仍然会出现废气温度偏高的情况。
为了解决上述问题，对焦炉斜道和蓄热室结构进行了分析。如图1、图2所示，目前的斜道2结构，从与燃烧室1相连的斜道入口4一端到与蓄热室3相连的斜道出口5一端，沿焦炉机侧-焦侧方向即纵向其投影宽度基本不变(一般为80mm左右)，而一格蓄热室的长度约为1900mm左右，即下降气流从宽约80mm的狭长通道内快速冲入长1900mm的蓄热室内，直接进入斜道出口正下方距离最近的格子砖孔洞内，而远离斜道出口的顶层格子砖的孔洞内几乎没有气流通过，经检测，自上向下数第四层或第五层格子砖之下的其余格子砖层内，气流才基本实现均匀分布。这一现象导致最顶层到上数4～5层格子砖中，除斜道出口正下方的孔洞外，有大部分的孔洞没有参与换热，浪费了大量的换热面积。蓄热室顶部为气流高温区，本应为换热效率最高的区域，却因为斜道出口的结构缺陷，导致了格子砖的利用效率下降，浪费了蓄热室的高度，还可能导致废气温度过高，增加炼焦耗热量。
发明内容
本发明提供了一种焦炉斜道结构，通过在斜道出口一端设置扩口结构，起到使下降气流提前减速并分散流向的作用，使高温气流能够均匀的进入蓄热室顶部位置所有格子砖的孔洞内，从而有效提高蓄热室的换热效率，并有利于降低蓄热室高度、降低炼焦耗热量，节约焦炉建设成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦炉斜道结构，包括设于燃烧室与对应蓄热室之间的斜道，斜道入口一端连接燃烧室，斜道出口一端连接蓄热室；对应斜道出口一端，沿焦炉横向即机侧-焦侧方向，斜道局部为变截面结构，即斜道出口一端具有单向扩口结构；并且沿斜道内废气自燃烧室向蓄热室流动方向，单向扩口结构的横截面面积由小变大。
进一步的，所述单向扩口结构的最大高度不小于斜道总长度的1/5。
进一步的，所述单向扩口结构小端的横截面面积与斜道入口的横截面面积相同，单向扩口结构大端的横截面面积不小于单向扩口结构小端横截面面积的1.5倍。
进一步的，所述单向扩口结构内设有导流体。
进一步的，所述导流体采用耐磨耐高温材料制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过斜道的扩口结构，提前为下降气流减速并分散流向，使高温气流均匀的进入蓄热室顶部位置所有格子砖的孔洞，提高蓄热室的换热效率，降低炼焦耗热量；
2)节省蓄热室高度，减少斜道区耐材用量，减少格子砖用量，节省焦炉耐材成本；
3)降低焦炉配套设备标高，节省焦炉建设成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有焦炉斜道的结构示意图。
图2是图1中的A-A视图。
图3是本发明所述一种焦炉斜道的结构示意图。
图4是图3中的D部放大视图。
图5是图3中的B-B视图。
图6是图3中的C-C视图。
图7是图6中的E部放大视图。
图8是实施例所述现有焦炉蓄热室顶层格子砖内气体流速分配情况检测图。
图9是实施例所述改进后焦炉蓄热室顶层格子砖内气体流速分配情况检测图。
附图标记说明：
图中：1/6.燃烧室 2/7.斜道 3/8.蓄热室 4/9.斜道入口 5/10.斜道出口 11.单向扩口结构 12.导流体
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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3～图7所示，本发明所述一种焦炉斜道结构，包括设于燃烧室6与对应蓄热室8之间的斜道7，斜道入口9一端连接燃烧室6，斜道出口10一端连接蓄热室8；对应斜道出口10一端，沿焦炉横向即机侧-焦侧方向，斜道7局部为变截面结构，即斜道出口10一端具有单向扩口结构11；并且沿斜道7内废气自燃烧室6向蓄热室8流动方向，单向扩口结构11的横截面面积由小变大。
进一步的，所述单向扩口结构11的最大高度不小于斜道7总长度的1/5。
进一步的，所述单向扩口结构11小端的横截面面积与斜道入口9的横截面面积相同，单向扩口结构11大端的横截面面积不小于单向扩口结构11小端横截面面积的1.5倍。
进一步的，所述单向扩口结构11内设有导流体12。
进一步的，所述导流体12采用耐磨耐高温材料制成。
如图3～图7所示，本发明所述一种焦炉斜道结构，用于连通燃烧室6和蓄热室8，斜道入口9与燃烧室6相连，斜道出口10与蓄热室8相连。与现有斜道结构不同的是，本发明在斜道7与蓄热室8的连通处，沿焦炉废气自燃烧室6向蓄热室8流动方向，斜道7为横截面面积由小变大的单向扩口结构11，并且所述单向扩口结构11的扩口方向仅沿焦炉横向即机侧-焦侧方向，在与该方向垂直的另一方向，斜道7对应部位为等截面结构。
单向扩口结构11的高度H(如图3、图4所示)不小于斜道7总长度L的五分之一，L＝L1+L2(如图7所示)。
所述斜道7的单向扩口结构11内可设置导流体12，以进一步提高气流分散的均匀性。
具体实施过程中，在不影响斜道7结构稳定性的前提下，单向扩口结构11的最大截面面积越大、最大高度越高，高温气流在蓄热室8中格子砖的孔洞内分布越均匀，格子砖换热面积的利用率越高，产生的有益效果越明显。
为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，现对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。但以下所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
【实施例】
现有焦炉结构的蓄热室顶层格子砖内气体流速分配情况如图8所示(图中为四分之一格蓄热室的俯视图)，从图8中可以看出，气流主要集中于斜道出口正下方的格子砖孔洞内，流速为3～4m/s。而远离斜道出口正下方的孔洞，只有少量气流通过。进一步观察气流在蓄热室内的流动情况可以看出，上数7层以下的部位才基本实现气流在所有格子砖孔洞内均匀流动。
本实施例采用本发明所述的斜道结构，其蓄热室顶层格子砖内气体流速分配情况如图9所示(图中为四分之一格蓄热室的俯视图)。本实施例中，单向扩口结构的扩口方向是沿焦炉的机侧-焦侧方向，斜道出口处的横截面面积是斜道入口处横截面面积的2.5倍，单向扩口结构的最大高度是斜道总长度的四分之一。从图9中可以看出，蓄热室顶层格子砖内气流流动不均匀的情况得到明显改善，最大流速在2m/s以下。进一步观察气流在蓄热室内的流动情况可以看出，上数4层以下的部位就已经实现了气流在所有格子砖孔洞内的均匀流动。
结论：本实施例采用本发明所述的斜道结构，蓄热室内气流流动均匀性明显改善，格子砖换热面积利用率显著提高。
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 (5)
1.一种焦炉斜道结构，包括设于燃烧室与对应蓄热室之间的斜道，斜道入口一端连接燃烧室，斜道出口一端连接蓄热室；其特征在于，对应斜道出口一端，沿焦炉横向即机侧-焦侧方向，斜道局部为变截面结构，即斜道出口一端具有单向扩口结构；并且沿斜道内废气自燃烧室向蓄热室流动方向，单向扩口结构的横截面面积由小变大。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉斜道结构，其特征在于，所述单向扩口结构的最大高度不小于斜道总长度的1/5。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉斜道结构，其特征在于，所述单向扩口结构小端的横截面面积与斜道入口的横截面面积相同，单向扩口结构大端的横截面面积不小于单向扩口结构小端横截面面积的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉斜道结构，其特征在于，所述单向扩口结构内设有导流体。
5.根据权利要求4所述的一种焦炉斜道结构，其特征在于，所述导流体采用耐磨耐高温材料制成。
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