CN202482260U - 干熄焦预热器径向换热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种干熄焦预热器径向换热管,设于预热器壳体内,包括内、外管,内管内部通有水,内、外管之间设有工质,所述的内、外管呈偏心布置且相套接,并且内管两端均伸出外管,外管两端均固设有将工质密封于内、外管之间的封盖。采用该偏心结构且不带吸液芯的径向换热管,在相同加热条件下、冷凝面积比相同的情况下,其最佳充液率大于同心的径向热管,对热流密度变化的响应更快,因而具有更好的调节壁温能力,从而有效提高了换热效率,适于对现有干熄焦装置的烟气二次降温改造。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热管,更具体地说,涉及一种干熄焦预热器径向换热管。
背景技术
从焦炉中推出的红焦处于1000℃红热状态,其熄焦方法有湿法和干法两种。湿法熄焦是采用水把红焦熄灭的方法。干法熄焦就是用惰性气体冷却红焦,并吸收红焦中大部分湿热后进入余热锅炉产生蒸汽。干法熄焦的主要优点是环保,能利用红热焦炭热量的80%,并且改善焦炭的质量。
干熄焦工艺流程见图1所示:红焦经过炉顶装入装置落入干熄炉1内,与由下至上流动的惰性气体热交换后被冷却到250℃,然后下排到运焦皮带上;惰性气体经风机鼓入干熄炉1冷却焦炭后,经环形集气道进入一次除尘器2除尘,然后以850℃左右的高温进入锅炉3与锅炉炉管换热降到160℃以下,经二次除尘器4除尘后,由循环风机5鼓入干熄炉1内循环使用。
为进一步提升干熄焦的生产能力,国内2000年以后新建的干熄焦都在循环风机5出口处设置纯水预热器10(循环风机5和干熄炉1之间),对循环烟气进行二次降温,不仅可以提高焦炭产量,而且可以降低锅炉3给水除氧的蒸汽消耗。请结合图2所示,该预热器10为落地式,其壳体11一般呈上下端水平进出惰性气体的圆柱形或长方体形,高达十几米,结构庞大,采用的径向换热管12多达几千根,占地面积多。
请结合图3、图4所示,目前常见的径向换热管12一般是由同轴心的内、外管121、122套接而成,在内管121内部通水,内、外管121、122之间设有液体工质123,并且在内、外管121、122之间还设置了吸液芯124,吸液芯124起到类似毛细管的作用,通过提升和输送工作介质的功能来增强换热效果。径向换热管12是在其径向上实现热量传递的沸腾、其冷凝过程见图5:即通过径向换热管的外管122不断从外界吸收热量,热量进入管内后,一部分通过下部工质123沸腾将热量带走,另外一部分被上升的蒸汽吸收,饱和蒸汽以对流的形式吸收热量成为过热蒸汽,过热蒸汽在内管121壁冷凝放热,将热量传给内管121,最后经内管121中的冷却水将热量带走,同时冷凝后的工质123再回流到下部进行再蒸发,如此反复,实现热量的不断被传递。
然而,设置了吸液芯124后焊缝增加较多,使制造难度加大、成本增加,并且吸液芯124增大了换热管的径向热阻,在一定程度上影响了热传输能力。另外,吸液芯124的结构还不能大幅度调节壁温,因为这种结构只是在热管路中串联了几个很小的热管内热阻(内热阻仅占总热阻的10%~20%),所以调节壁温的能力仍然有限。
目前,有些原设计无预热器的且在用的干熄焦装置,在循环风机5和干熄炉1之间的空间非常狭小,根本无法安装任何设备。而在循环风机5和二次除尘器4之间,仅有段三米左右的烟气管路可以利用。如若采用上述常见的落地式干熄焦预热器10,即没有足够的吊运通道和安装位置,而且预热器10的气体阻力太大,对现有干熄焦工艺将产生致命的影响。
因此,对于现有干熄焦装置的烟气二次降温的改造,不但需要对预热器的壳体进行重新设计,以满足安装空间需求,而且还需要对换热管进行重新设计,在减少换热管用量的情况下,切实有效地提高其换热效率。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述缺点,本实用新型的目的是提供一种干熄焦预热器径向换热管,能够有效提高其换热效率。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
该干熄焦预热器径向换热管,设于预热器壳体内,包括内、外管,内管内部通有水,内、外管之间设有工质,所述的内、外管呈偏心布置且相套接,并且内管两端均伸出外管,外管两端均固设有将工质密封于内、外管之间的封盖。
所述的内、外管的偏心度为14°~18°,偏心距为0.24~0.31R,R为外管半径。
所述的内、外管的直径比为0.4~0.5。
所述的内、外管之间工质的充液率为70%~75%。
在上述技术方案中,本实用新型的干熄焦预热器径向换热管设于预热器壳体内,包括内、外管,内管内部通有水,内、外管之间设有工质,所述的内、外管呈偏心布置且相套接,并且内管两端均伸出外管,外管两端均固设有将工质密封于内、外管之间的封盖。采用该偏心结构且不带吸液芯的径向换热管,在相同加热条件下、冷凝面积比相同的情况下,其最佳充液率大于同心的径向热管,对热流密度变化的响应更快,因而具有更好的调节壁温能力,从而有效提高了换热效率,适于对现有干熄焦装置的烟气二次降温改造。
附图说明
图1是现有技术的干熄焦工艺原理图;
图2是现有技术的干熄焦预热器的结构图;
图3是现有技术的同心径向换热管的轴向剖视图;
图4是现有技术的同心径向换热管的径向剖视图;
图5是径向换热管的径向换热原理图;
图6是本实用新型的偏心换热管的轴向剖视图;
图7是本实用新型的偏心换热管的径向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
请参阅图6~图7所示,本实用新型的干熄焦预热器径向换热管22与现有技术相同的是,同样也设于预热器壳体内,包括内、外管221、222,内管221内部通有水,内、外管221、222之间设有工质223。不同的是,所述的内、外管221、222呈偏心布置且相套接,且未设置吸液芯。并且内管221两端均伸出外管222,外管222两端均固设有将工质223密封于内、外管221、222之间的封盖224。经过多次计算和反复试验,将所述的内、外管221、222的偏心度a设计为14°~18°,偏心距h设计为0.24~0.31R,R为外管半径;所述的内、外管221、222的直径比设计为0.4~0.5。如此设计,能够使换热管22在相同加热条件下、冷凝面积比相同的情况下,其最佳充液率大于同心的径向热管,其工质223的充液率可高达70%~75%,因而对热流密度变化的响应更快,具有更好的调节壁温能力,从而能够有效提高传热、换热效率,同时又具有加工简单、可批量生产等优点。
综上所述,与现有的同心径向换热管12相比,本实用新型的径向换热管22的传热效果更佳,能够在使用量远小于前者的情况下,达到或超过前者的传热效果,从而有利于满足体积紧凑型预热器的匹配使用及换热要求,尤其适于对现有干熄焦装置的在循环风机5进口处烟道上安装预热器的烟气二次降温改造。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本实用新型,而并非用作为对本实用新型的限定,只要在本实用新型的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。
Claims (4)
1.一种干熄焦预热器径向换热管,设于预热器壳体内,包括内、外管,内管内部通有水,内、外管之间设有工质,其特征在于:
所述的内、外管呈偏心布置且相套接,并且内管两端均伸出外管,外管两端均固设有将工质密封于内、外管之间的封盖。
2.如权利要求1所述的干熄焦预热器径向换热管,其特征在于:
所述的内、外管的偏心度为14°~18°,偏心距为0.24~0.31R,R为外管半径。
3.如权利要求1所述的干熄焦预热器径向换热管,其特征在于:
所述的内、外管的直径比为0.4~0.5。
4.如权利要求1所述的干熄焦预热器径向换热管,其特征在于:
所述的内、外管之间工质的充液率为70%~75%。
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---|---|---|---|
CN2012200530644U CN202482260U (zh) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | 干熄焦预热器径向换热管 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN202482260U true CN202482260U (zh) | 2012-10-10 |
Family
ID=46956698
Family Applications (1)
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CN2012200530644U Expired - Lifetime CN202482260U (zh) | 2012-02-17 | 2012-02-17 | 干熄焦预热器径向换热管 |
Country Status (1)
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CN (1) | CN202482260U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110072323A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-07-30 | 江苏大学 | 一种优化散热的ntp发生器 |
CN111976942A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-24 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 组合式船舶冷却器 |
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2012
- 2012-02-17 CN CN2012200530644U patent/CN202482260U/zh not_active Expired - Lifetime
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CN111976942A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-24 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 组合式船舶冷却器 |
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Granted publication date: 20121010 |
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