[實用新型]干熄焦預熱器徑向換熱管

有效

• 申請號: 201220053064.4
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN202482260U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 楊紅梅;王偉民;姜克明
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C10B39/02
• 分類號: C10B39/02
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成;肖祎

技術領域

本實用新型涉及換熱管，更具體地說，涉及一種干熄焦預熱器徑向換熱管。

背景技術

從焦爐中推出的紅焦處于1000℃紅熱狀態，其熄焦方法有濕法和干法兩種。濕法熄焦是采用水把紅焦熄滅的方法。干法熄焦就是用惰性氣體冷卻紅焦，并吸收紅焦中大部分濕熱后進入余熱鍋爐產生蒸汽。干法熄焦的主要優點是環保，能利用紅熱焦炭熱量的80％，并且改善焦炭的質量。

干熄焦工藝流程見圖1所示：紅焦經過爐頂裝入裝置落入干熄爐1內，與由下至上流動的惰性氣體熱交換后被冷卻到250℃，然后下排到運焦皮帶上；惰性氣體經風機鼓入干熄爐1冷卻焦炭后，經環形集氣道進入一次除塵器2除塵，然后以850℃左右的高溫進入鍋爐3與鍋爐爐管換熱降到160℃以下，經二次除塵器4除塵后，由循環風機5鼓入干熄爐1內循環使用。

為進一步提升干熄焦的生產能力，國內2000年以后新建的干熄焦都在循環風機5出口處設置純水預熱器10(循環風機5和干熄爐1之間)，對循環煙氣進行二次降溫，不僅可以提高焦炭產量，而且可以降低鍋爐3給水除氧的蒸汽消耗。請結合圖2所示，該預熱器10為落地式，其殼體11一般呈上下端水平進出惰性氣體的圓柱形或長方體形，高達十幾米，結構龐大，采用的徑向換熱管12多達幾千根，占地面積多。

請結合圖3、圖4所示，目前常見的徑向換熱管12一般是由同軸心的內、外管121、122套接而成，在內管121內部通水，內、外管121、122之間設有液體工質123，并且在內、外管121、122之間還設置了吸液芯124，吸液芯124起到類似毛細管的作用，通過提升和輸送工作介質的功能來增強換熱效果。徑向換熱管12是在其徑向上實現熱量傳遞的沸騰、其冷凝過程見圖5：即通過徑向換熱管的外管122不斷從外界吸收熱量，熱量進入管內后，一部分通過下部工質123沸騰將熱量帶走，另外一部分被上升的蒸汽吸收，飽和蒸汽以對流的形式吸收熱量成為過熱蒸汽，過熱蒸汽在內管121壁冷凝放熱，將熱量傳給內管121，最后經內管121中的冷卻水將熱量帶走，同時冷凝后的工質123再回流到下部進行再蒸發，如此反復，實現熱量的不斷被傳遞。

然而，設置了吸液芯124后焊縫增加較多，使制造難度加大、成本增加，并且吸液芯124增大了換熱管的徑向熱阻，在一定程度上影響了熱傳輸能力。另外，吸液芯124的結構還不能大幅度調節壁溫，因為這種結構只是在熱管路中串聯了幾個很小的熱管內熱阻(內熱阻僅占總熱阻的10％～20％)，所以調節壁溫的能力仍然有限。

目前，有些原設計無預熱器的且在用的干熄焦裝置，在循環風機5和干熄爐1之間的空間非常狹小，根本無法安裝任何設備。而在循環風機5和二次除塵器4之間，僅有段三米左右的煙氣管路可以利用。如若采用上述常見的落地式干熄焦預熱器10，即沒有足夠的吊運通道和安裝位置，而且預熱器10的氣體阻力太大，對現有干熄焦工藝將產生致命的影響。

因此，對于現有干熄焦裝置的煙氣二次降溫的改造，不但需要對預熱器的殼體進行重新設計，以滿足安裝空間需求，而且還需要對換熱管進行重新設計，在減少換熱管用量的情況下，切實有效地提高其換熱效率。

實用新型內容

針對現有技術中存在的上述缺點，本實用新型的目的是提供一種干熄焦預熱器徑向換熱管，能夠有效提高其換熱效率。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

該干熄焦預熱器徑向換熱管，設于預熱器殼體內，包括內、外管，內管內部通有水，內、外管之間設有工質，所述的內、外管呈偏心布置且相套接，并且內管兩端均伸出外管，外管兩端均固設有將工質密封于內、外管之間的封蓋。

所述的內、外管的偏心度為14°～18°，偏心距為0.24～0.31R，R為外管半徑。

所述的內、外管的直徑比為0.4～0.5。

所述的內、外管之間工質的充液率為70％～75％。

在上述技術方案中，本實用新型的干熄焦預熱器徑向換熱管設于預熱器殼體內，包括內、外管，內管內部通有水，內、外管之間設有工質，所述的內、外管呈偏心布置且相套接，并且內管兩端均伸出外管，外管兩端均固設有將工質密封于內、外管之間的封蓋。采用該偏心結構且不帶吸液芯的徑向換熱管，在相同加熱條件下、冷凝面積比相同的情況下，其最佳充液率大于同心的徑向熱管，對熱流密度變化的響應更快，因而具有更好的調節壁溫能力，從而有效提高了換熱效率，適于對現有干熄焦裝置的煙氣二次降溫改造。

附圖說明

圖1是現有技術的干熄焦工藝原理圖；