干熄焦预热器径向换热管制造技术

本实用新型专利技术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。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及换热管，更具体地说，涉及一种干熄焦预热器径向换热管。
技术介绍
从焦炉中推出的红焦处于1000°C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I所示红焦经过炉顶装入装置落入干熄炉I内，与由下至上流动的惰性气体热交换后被冷却到250°C，然后下排到运焦皮带上；惰性气体经风机鼓入 干熄炉I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°C左右的高温进入锅炉3与锅炉炉管换热降到160°C以下，经二次除尘器4除尘后，由循环风机5鼓入干熄炉I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I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—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、夕卜管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I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，切实有效地提闻其换热效率。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本技术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，本技术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，夕卜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O. 24 O. 31R，R为外管半径。所述的内、外管的直径比为O. 4 O. 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，本技术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I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是本技术的偏心换热管的轴向剖视图；图7是本技术的偏心换热管的径向剖视图。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。请参阅图6 图7所示，本技术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O. 24 O. 31R，R为外管半径；所述的内、夕卜管221、222的直径比设计为O. 4 O. 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，本技术的径向换热管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
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技术，而并非用作为对本技术的限定，只要在本技术的实质精神范围内，对以上所述 实施例的变化、变型都将落在本技术的权利要求书范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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I所述的干熄焦预热器径向换热管，其特征在于 所述的内、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红梅，王伟民，姜克明，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：