CN201793619U

CN201793619U - 转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置

Info

Publication number: CN201793619U
Application number: CN2010205441436U
Authority: CN
Inventors: 张波; 张斌
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2020-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，包括带有弯头的进口管道，进口管道以弯头为界包括出气管段和进气管段，出气管段沿圆周方向分布有向管内喷淋的喷淋头，喷淋头沿圆周方向非均匀分布，与弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头分布密度小于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头分布密度，本实用新型喷淋头的分布密度和插入深度与弯头内截面气体流速相适应，使喷淋量与同一截面不同点的气量相适应，有助于喷淋水滴快速、完全蒸发，避免出现水滴不完全蒸发导致的器壁结垢和收集到湿灰，达到均匀冷却和节约喷淋水的目的，保证蒸发冷却器的出口气体温度均匀；降低了蒸发冷却器入口附近器壁的高温区域，从而减少耐高温材料的使用量。

Description

转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置

技术领域

本实用新型涉及一种转炉附属设备，特别涉及一种转炉煤气处理设备。

背景技术

转炉煤气净化及回收系统是转炉冶炼工艺设备的重要组成部分，对转炉稳定生产和节能环保有重要作用。各种处理工艺中，由于干法工艺拥有净化效果更好、运行费用更低、占地节省、无二次污染等优势，得到较为普遍的应用。

蒸发冷却器是转炉煤气干法处理系统的关键设备之一，具有冷却和粗除尘的作用；工作原理是通过向高温煤气喷入粒径达微米级的雾化液滴，通过剧烈的热质交换和粘附、凝聚作用冷却煤气并捕集粒径较大的粉尘。

由于系统体积庞大，为便于系统总体布局、降低管路的生产和输运成本，蒸发冷却器通过弯头布置于余热锅炉尾部的后方且与之连通，且通常使用180^o弯头。转炉煤气经过上述弯头后进入蒸发冷却器，由于离心力的作用，煤气流量在蒸发冷却器入口截面上很不均匀，弯头弯曲外侧的煤气流速远大于弯曲内侧流速。现有技术中，喷淋装置的喷淋头均为沿圆周方向均匀分布设置于弯头的出气段，并均匀喷淋；由于横截面上的煤气流速不一致，会导致蒸发冷却器的出口气体温度不够均匀，影响后续除尘设备的正常运行；同时，在弯曲内侧喷淋量过大，水滴可能无法完全蒸发，器壁易结垢，且会收集到湿灰，对排灰系统不利；并且，在弯曲外侧喷淋量不足，会造成该侧器壁的高温区域过大，需要采用更多的耐高温材料，增加了设备成本。

因此，需要对现有的蒸发冷却器喷淋装置进行改进，与弯头内截面气体流速相适应分布喷淋头，使喷淋量与同一截面不同点的气量相适应，达到均匀冷却和节约喷淋水的目的，使蒸发冷却器的出口气体温度均匀，保证后续除尘设备的正常运行，避免出现水滴不完全蒸发导致的器壁结垢和收集到湿灰，同时保证不会因为侧器壁温度过高导致的需要采用更多的耐高温材料。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，与弯头内截面气体流速相适应分布喷淋头，使喷淋量与同一截面不同点的气量相适应，达到均匀冷却和节约喷淋水的目的，使蒸发冷却器的出口气体温度均匀，保证后续除尘设备的正常运行，避免出现水滴不完全蒸发导致的器壁结垢和收集到湿灰，同时保证不会因为侧器壁温度过高导致的需要采用更多的耐高温材料。

本实用新型的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，包括带有弯头的进口管道，所述进口管道以弯头为界包括出气管段和进气管段，所述出气管段沿圆周方向分布有向管内喷淋的喷淋头，所述喷淋头沿圆周方向非均匀分布，与弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头分布密度小于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头分布密度。

进一步，所述进口管道的弯头为180°，出气管段向下延伸；

进一步，所述喷淋头正对出气管段中心线；

进一步，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头密度由中母线向两边逐渐增大；

进一步，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于20°小于等于60°，所述弯头弯曲外侧对应的半圆管的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于10°小于等于30°；

进一步，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸的长度大于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸的长度；

进一步，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段内半径，位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段内半径的二分之一；

进一步，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管中母线设置喷淋头且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲内侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管中母线设置喷淋头且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管上的其它喷淋头；

进一步，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.35-0.4，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.15-0.16；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.17-0.19，位于弯头弯曲外侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.12-0.14。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，根据弯头弯曲内侧和外侧流体流速不同的特性，使喷淋头沿圆周方向非均匀分布，且与弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头分布密度小于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头，喷淋头的分布密度和插入深度与弯头内截面气体流速相适应，喷淋量与同一截面不同点的气量相适应，有助于喷淋水滴快速、完全蒸发，避免出现水滴不完全蒸发导致的器壁结垢和收集到湿灰，达到均匀冷却和节约喷淋水的目的，蒸发冷却器的出口气体温度均匀，保证后续除尘设备的正常运行，降低了蒸发冷却器入口附近器壁的高温区域，减少耐高温材料的使用量；因而，能够有效提高蒸发冷却器的降温效果，并降低设备的制造成本和节约喷淋成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1沿A-A向剖视图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，图2为图1沿A-A向剖视图，如图所示：本实施例的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，包括带有弯头的进口管道，所述进口管道以弯头2为界包括出气管段3和进气管段5，所述出气管段3沿圆周方向分布有向管内喷淋的喷淋头4，所述喷淋头4沿圆周方向非均匀分布，与弯头2弯曲内侧对应的半圆管3a的喷淋头4分布密度小于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管3b的喷淋头4分布密度；所述弯头弯曲内侧对应的半圆管3a与弯头弯曲外侧对应的半圆管3b之间以图中点画线为界。

本实施例中，所述进口管道的弯头2为180°，出气管段3向下延伸；适用于转炉煤气蒸发冷却器的布置需要。

本实施例中，所述喷淋头4正对出气管段中心线；利于按照设定意图喷淋液体，容易控制出口气温度。

本实施例中，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管3a的喷淋头密度由中母线向两边逐渐增大；本结构用于适应流体沿弯头弯曲内侧对应的半圆管的中母线向两边流量逐渐加大的特性，利于充分冷却并不产生水滴和湿尘。

本实施例中，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管3a的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于20°小于等于60°，所述弯头弯曲外侧对应的半圆管3b的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于10°小于等于30°；保证喷淋水量能够适应于不同流量转炉煤气的处理。

本实施例中，所述弯头弯曲内侧对应的半圆管3a的喷淋头向管内延伸的长度大于弯头弯曲外侧对应的半圆管3b的喷淋头向管内延伸的长度；根据煤气在同一截面的不同流量，调整喷淋头的喷淋分布位置流量，保证冷却和初步除尘的效果。

本实施例中，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管3a的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段3内半径，位于弯头弯曲外侧3b对应的半圆管的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段3内半径的二分之一；保证各个喷淋头之间互相配合，互相补充，防止重复喷淋导致喷淋效果的同时，保证不会出现水滴不完全蒸发导致的器壁结垢和收集到湿灰。

本实施例中，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管3a中母线设置喷淋头4a且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲内侧对应的半圆管3a上的其他喷淋头；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管3b中母线设置喷淋头4b且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管3b上的其它喷淋头；根据煤气流动的特点进行分布，保证喷淋液体与煤气充分混合，不存在死角，避免出现局部高温和湿尘，保证后续设备的正常运行。

本实施例中，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管3a中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.35-0.4，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.15-0.16；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.17-0.19，位于弯头弯曲外侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.12-0.14；该比例关系能够保证各个喷淋头之间所喷淋液体能够覆盖整个煤气流体，并且不出现交叉喷淋，保证冷却和粗除尘效果，用较小的喷淋量达到较好的喷淋效果。

本实施例中，以直径为3850mm的带有弯头的进口管道的弯头为例，以入口煤气流量80000～140000 Nm³/h，温度800-1000℃，压力-100～400 Pa的工况为例，对本实用新型进行具体说明。

如图2所示，喷淋头共18个，其中弯头弯曲内侧对应的半圆管和弯头弯曲外侧对应的半圆管之间的两分界处分别设置喷淋头，分布密度和插入深度按照下表的参数：

喷头	插入深度(mm)	分布圆心角 (^o)
			No.1	1445	0
No.2	600	40
			No.3	600	70
No.4	600	90
			No.5	600	108
No.6	600	124
			No.7	500	138
No.8	500	152
			No.9	500	166
No.10	700	180
			No.11	500	194
No.12	500	208
			No.13	500	222
No.14	600	236
			No.15	600	252
No.16	600	270
			No.17	600	290
No.18	600	320

位于弯头弯曲内侧对应的半圆管中母线的喷淋头4a为No.1，按照图2上的分布模式进行分布，沿逆时针方向分别是No.2到No.18。

当然，表中仅仅是一个具体实施例，根据具体情况不同，喷淋头的插入长度和相邻喷淋头之间所对应的圆心角都有所变动，且均能实现本实用新型的目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，包括带有弯头的进口管道，所述进口管道以弯头为界包括出气管段和进气管段，所述出气管段沿圆周方向分布有向管内喷淋的喷淋头，其特征在于：所述喷淋头沿圆周方向非均匀分布，与弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头分布密度小于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头分布密度。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：所述进口管道的弯头为180°，出气管段向下延伸。

3.根据权利要求2所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：所述喷淋头正对出气管段中心线。

4.根据权利要求3所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头密度由中母线向两边逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于20°小于等于60°，所述弯头弯曲外侧对应的半圆管的相邻喷淋头之间的圆心角大于等于10°小于等于30°。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：所述弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸的长度大于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸的长度。

7.根据权利要求6所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：位于弯头弯曲内侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段内半径，位于弯头弯曲外侧对应的半圆管的喷淋头向管内延伸长度不大于出气管段内半径的二分之一。

8.根据权利要求7所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：位于弯头弯曲内侧对应的半圆管中母线设置喷淋头且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲内侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管中母线设置喷淋头且向管内延伸长度大于位于弯头弯曲外侧对应的半圆管上的其它喷淋头。

9.根据权利要求8所述的转炉煤气蒸发冷却器喷淋装置，其特征在于：位于弯头弯曲内侧对应的半圆管中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.35-0.4，位于弯头弯曲内侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.15-0.16；位于弯头弯曲外侧对应的半圆管中母线的喷淋头向管内延伸长度与出气管段内径之比为0.17-0.19，位于弯头弯曲外侧对应的半圆管上除中母线上的其他喷淋头与出气管段内径之比为0.12-0.14。