冶金高炉空气冷却器制造技术

本实用新型专利技术为一种新的冶金高炉用立式空气冷却器，其热交换管束采用双数管程式布置，循环水管道位于构架下方，减轻了构架负荷，可节约钢材。热交换管单管结构是椭圆管串短形翅片，翅片上有翻爪起开缝加肋、破坏翅片附面层的双重作用；与相同截面积的圆管相比，椭圆管可降低气流阻力，提高管外给热系数，减少风机的功率。冲洗装置具有冲洗清灰、喷雾强制换热的功能，并且运行稳定、安全可靠。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新的冶金高炉用空气冷却器(简称空冷器)结构。高炉冷却用空冷技术(空冷器)是提高炉龄、节约能源、减少环境污染的重大进步。空冷器采用软水闭路循环冷却方式，无蒸发泄漏，不易产生沉淀物，不易结垢，各种设备工作状态良好，一代炉龄大幅度提高，是传统的开路循环冷却方式所不能比的。而目前应用于高炉空冷的普遍为立式空冷器，它由构架、风机、循环水管道、热交换管束和管束洗装置构成，其热交换管束采用单管程布置方式，约一半的循环水管道需要布置在整机构架的上部，挡住了一部分气流通道，局部阻力损失大，增加了构架负荷，操作与维修不便；管束的单管结构为圆管绕翅片，两端固定，气流阻力损失大，换热系数小，圆管与绕片结合强度低，位于管束外侧的冲洗装置采用单行走驱动器，运行不够稳定可靠，缺乏安全措施。本技术的目的旨在克服上述已有技术之缺点，以得到一种结构合理、气流阻力损失小，换热系数高、温变适应性强的及能够安全可靠自行清灰、强制换热的空冷器。为实现上述目的，本技术的热交换管束采用双数管程布置方式，循环水管道设置在构架下方，管束的进、出水管箱设在管束的下端，管束上端设置的活动管箱可沿管轴心线方向活动，以适应管束由于热胀冷缩引起的长度变化。热交换管束的单管结构为椭圆管串矩形翅片，在管束外侧纵向全长设有可横向移动的喷雾冷却喷头，并设有冲洗装置，同时在管束内侧与引风机夹角处设有导风板，以引导风流避免涡流区的产生。以下结合附图对本技术的一个实施例作进一步详细叙述。附图说明图1为空冷器立式结构示意图。图2为冲洗装置示意图。图3为矩形翅片结构示意图。图4为活动管箱活动连接处示意图。图1中，循环水管道5布置在构架4下方，构架4不承受管道重量。热交换管束2采用双数管程方式布置，进出水管箱设在管束2的下端。在管束2外侧设有冲洗装置3，可进行冲洗清灰和喷雾，降低环境温度，强化传热。另外，在引风机1与管束2内侧夹角的对角处设有导风板6，以引导风流避免涡流区的产生。从高炉冷却壁出来的循环水(热介质)进入空冷管箱及管束2内，构架4上方悬吊的引风机1不停地旋转，使空气(冷介质)以一定的迎面风速从管束外横掠穿过管束2，循环水与空气进行热交换，被冷却后的循环水回到高炉冷却壁，吸收炉体及热风阀的一部分热量，从而保证高炉在规定温度下正常工作。图2为本技术的热交换椭圆单管所串的矩形翅片示意图。矩形翅片的平面与椭圆管轴心线垂直，翅片间距为1～10mm，椭圆管的短长轴比值为0.25～0.55，短轴长度为4～42mm，长轴为16～85mm，其使用状态为椭圆管的长轴与进风气流方向平行。矩形翅片的长宽比值为1.5～2.5，长27～117mm，宽12～55mm，厚度为0.05～1.5mm，翅片上开有6～36个多边形翻爪，翻爪通常垂直于翅片平面，也可与翅片平面成一定角度。其中位于矩形翅片四角的四个梯形翻爪为定距爪，梯形定距爪的两腰及宽底为翻边，其余翻爪在中心椭圆孔周围呈气流线流线形分布。翅片椭圆孔有翻边，其宽度小于定距爪的高度。椭圆管串矩形翅片后，采用整体热浸锌工艺。使翅片与椭圆管牢固连成一体，无间隙热阻，强度高，防护性能好。如图3所示，本技术的冲洗装置3由上导轨11、下导轨8、冲洗器及其提升装置14，车架15及行走驱动部分组成。行走驱度部分位于上导轨11上，包括两个安装在车架15顶部两端的驱动器10、12，在车架15上部连接有跨过上导轨11的防掉安全部件13，如焊接在车架顶部跨过上导轨的环或勾。冲洗器的垂直升降由位于车架顶部的提升装置14来完成。在架的下端安装有水平行走轮9，行走于下导轨8的两翼。图3中所示的喷雾冷却喷头7安装在冲洗装置3的车架15上并由其带动喷雾冷却喷头7做横向移动，喷雾冷却喷头7沿管束纵向全长布置，可使整个空冷器管束的外侧面均匀地被水雾喷射。如图4示，活度管箱16由管束支承，其两端的连接耳与构架侧粱连接处采用加长螺栓孔17，连接螺栓的无螺纹段长度稍大于构架侧梁与活动管箱连接耳厚度之和，形成非紧密连接，可自行调节管束4热胀冷缩，增强了空气在大温差环境下的自适应能力。与已有的空冷器相比，本技术由于采用了双数管程式管束布置，循环水管道布置在构架下方，构架不必支承管道(包括循环水)的庞大重量，而只承担管束和风机的重量，不仅节约了大量钢材，而且安全可靠，便于作业及维修。本技术的管束单管结构为椭圆管串矩形翅片，与相同截面积的圆管相比，管外表面积约多15％，由于椭圆管截面形状非常适合于空气流线，管后涡漩区小，其阻力可降低15～25％左右，管外给热系数可提高25％，风机功率相应减小。矩形翅片上的翻爪对翅片起到开缝加肋、破坏翅片附面层的双重作用，实现空气侧紊流流动，提高换热效率。与已有的空冷器相比，由于本技术的冲洗装置在车架顶部配有两个行走驱动器，并设有车架安全防掉装置，驱动轮行走于上导轨，运行安全稳定，当一个驱动器发生故障时，另一个可继续运行，提高了冲洗装置实施冲洗、喷雾强制换热降温的可靠性，特别是在高温季节，可确保高炉正常生产。另外，在冲洗装置车架上安装的喷雾冷却喷头可满足空冷器在盛夏季节出现异常高温时快速强制降温。权利要求1.一种冶金高炉用空气冷却器(简称“空冷器)由构架4、风机1、循环水管道5、热交换管束2和冲洗装置3组成，其特征在于空冷器的循环水管道5布置在构架4下方，热交换管束2为双数管程布置，进出水管箱设在管束2的下端，管束2上端设置可沿管轴心线方向活动的活动管箱16，以适应管束2由于热胀冷缩而引起的长度变化，管束2的单管结构为椭园管串矩形翅片，在管束2外侧纵向全长设有可横向移动的喷雾冷却喷头7，在管束内侧与风机1夹角的对角处设有导风板6，以引导风流避免涡流区的产生。2.根据权利要求1所述的空冷器，其特征在于所述管束2的椭圆单管的长轴与进风气流方向平行，椭圆管所串矩形翅片上开有6～36个多边形翻爪，其中有4个梯形翻爪为定距爪，其余翻爪在翅片中心椭圆孔周围呈气流流线形分布。3.根据权利要求1和2所述的空冷器，其特征在于所述的椭圆管短轴与长轴长度比值为0.25～0.55，短形翅片的长宽比值为1.5～2.5。4.根据权利要求1中所述的空冷器，其特征在于所述的冲洗装置3由上导轨11、下导轨8、冲洗器及其提升装置14、车架15及行走驱动部分组成，行走驱动部分位于上导轨11并由两上驱动器10、12组成，在车架15上部连接有跨过上导轨11的防掉安全部件13。5.根据权利要求1所述的空冷器，其特征在于其中所述的喷雾冷却喷头7安装在冲洗装置3的车架15上并由其带动喷雾冷却喷头7做横向移动。6.根据权利要求1中所述的空冷器，其特征在于活动管箱16与管束侧梁连接处采用加长螺栓孔17连接螺栓的无螺纹段长度稍大于侧梁与活动管箱连接耳厚度之和。专利摘要本技术为一种新的冶金高炉用立式空气冷却器，其热交换管束采用双数管程式布置，循环水管道位于构架下方，减轻了构架负荷，可节约钢材。热交换管单管结构是椭圆管串短形翅片，翅片上有翻爪起开缝加肋、破坏翅片附面层的双重作用；与相同截面积的圆管相比，椭圆管可降低气流阻力，提高管外给热系数，减少风机的功率、冲洗装置具有冲洗清灰、喷雾强制换热的功能，并且运行稳定、安全可靠。文档编号C21B7/10G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶金高炉用空气冷却器（简称“空冷器）由构架４、风机１、循环水管道５、热交换管束２和冲洗装置３组成，其特征在于：空冷器的循环水管道５布置在构架４下方，热交换管束２为双数管程布置，进出水管箱设在管束２的下端，管束２上端设置可沿管轴心线方向活动的活动管箱１６，以适应管束２由于热胀冷缩而引起的长度变化，管束２的单管结构为椭园管串矩形翅片，在管束２外侧纵向全长设有可横向移动的喷雾冷却喷头７，在管束内侧与风机１夹角的对角处设有导风板６，以引导风流避免涡流区的产生。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵和通，张荣克，张援朝，陈占勇，赖周平，郭宝英，刘金玉，马树林，胡复华，肖荣凯，史梦良，何爱功，宋贵，何桂荣，
申请(专利权)人：张家口冶金制氧机备件厂，中国石油化工总公司北京设计院，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]