高温煅后焦换热器在线试验系统技术方案

高温煅后焦换热器在线试验系统，属于固体高温物料余热利用技术领域。其特征在于：在所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统上连接汽水参数测试系统和物料温度测试系统，所述汽水参数测试系统包括第一热电阻（8）、第二热电阻（42）、超声波流量计（18）、两相流流量计（29）和视镜（34），在第三调节阀（16）与外换热器（4）之间的外换热器进水管（9）上设有第一热电阻（8）和超声波传感器（11），在第四调节阀（17）与内换热器（7）之间的内换热器进水管（10）上设有第一热电阻（8）和超声波传感器（11），两个超声波传感器（11）通过信号线（27）与超声波流量计（18）相连。能够在罐式煅烧炉上对高温煅后焦专用换热器进行综合性能试验和测试。

【技术实现步骤摘要】
高温煅后焦换热器在线试验系统
高温煅后焦换热器在线试验系统，属于固体高温物料余热利用
，具体涉 及一种罐式煅烧炉高温煅后焦换热器在线试验系统。
技术介绍
石油焦通过高温(1350°C左右)煅烧去除其挥发份，其石墨化程度提高，从而提高 了密度、机械强度、耐热性能和化学稳定性，并改善了电导率。煅后焦主要用于生产铝电解 阳极、炼钢用石墨电极、增碳剂、冶炼工业硅、炭糊制品、金刚沙及其它炭制品，是重要的基 础原材料。罐式煅烧炉排出的煅后焦温度高达1000°c，其余热具有很高的利用价值。但是 高温煅后焦余热利用的技术难度很大，主要原因为一是罐式煅烧炉排料点多、布置分散， 余热回收利用系统布置困难；二是煅后焦呈松散颗粒状，传热系数小、换热性能差；固体物 料流动性能差，容易在换热器内形成棚料，甚至堵塞。潍坊联兴炭素有限公司的“煅烧炉高 温物料冷却及余热回收系统”(申请号为ZL 201010613254. 2)解决了利用高温煅后焦余热 生产蒸汽的问题。该技术的关键是解决固体物料与介质的高效换热问题。“石油焦罐式煅烧 炉冷却水套”(申请号为ZL 200810139761. X)采用用于围成高温物料通道的一级换热装置 (外换热器)和位于高温物料通道中心的二级换热装置(内换热器)同时对高温物料进行冷 却，冷却效果得到较大的改善。山东理工大学在申报的专利(申请号为ZL 201110187100.6) 中公开了一种“石油焦罐式煅烧炉排料冷却装置”，采用在内换热器和外换热器的换热管上 设置轴向翅片，翅片深入到高温物料的内层，既增加了换热器的有效换热面积，又有效减小 了内层物料的传热距离，有效强化了换热器与固体物料之间的换热。由于煅后焦的传热系 数较小，换热器内物料温度分布很不均匀，因而换热器的工作特性与传统的液-液换热器、 气-液换热器、气-气换热器有着明显的不同。但是目前还没有煅后焦专用换热器的实验 测试装置和实验方法，也缺乏煅后焦专用换热器的设计依据。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够在罐式煅烧炉 上对高温煅后焦专用换热器进行综合性能试验和测试的高温煅后焦换热器在线试验系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是该高温煅后焦换热器在线试验系 统，包括高温煅后焦余热利用汽水循环系统，所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统包括 设有压力表的集汽包、下降管路、上升管路、由外换热器和内换热器组成的换热器，其中下 降管路的下降总管的一端与集汽包连通，另一端与外换热器进水管和内换热器进水管分别 连通，外换热器进水管与外换热器连通并设有第三调节阀，内换热器进水管与内换热器连 通并设有第四调节阀，外换热器由下法兰板、环形下集箱、外换热管、外换热管翅片、导热挡 板、上法兰板和环形上集箱组成，内换热器由内下集箱、内换热管、内换热管翅片和内上集 箱组成，上升管路包括外换热器上升总管和内换热器上升总管，外换热器上升总管的上端 与集汽包连通，下端与外换热器连通，外换热器上升总管上设有第一闸阀，内换热器上升总管的上端与集汽包连通，下端与内换热器连通，内换热器上升总管上设有第五闸阀，其特征 在于在所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统上连接汽水参数测试系统和物料温度测试 系统，所述汽水参数测试系统包括第一热电阻、第二热电阻、超声波流量计、两相流流量计 和视镜，在第三调节阀与外换热器之间的外换热器进水管以及第四调节阀与内换热器之间 的内换热器进水管上均设有第一热电阻和超声波传感器，两个超声波传感器通过信号线与 超声波流量计相连；在靠近外换热器出口的外换热器上升总管以及靠近内换热器出口的 内换热器上升总管上均设有第二热电阻，外换热器上升总管上增设第一旁通管，第一旁通 管的两端与第一闸阀前、后的外换热器上升总管分别连通，在第一旁通管上沿着介质流动 方向依次设有第二闸阀、视镜、第三闸阀、两相流流量计和第四闸阀；内换热器上升总管上 增设第二旁通管，第二旁通管的两端与第五闸阀前、后的内换热器上升总管分别连通，在第 二旁通管上沿着介质流动方向依次设有第六闸阀、视镜、第七闸阀、两相流流量计和第八闸 阀，上述压力表、第一热电阻、第二热电阻、超声波流量计和两相流流量计均通过信号线与 数据采集器相连；所述物料温度测试系统包括第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶，在外换热器的下 法兰板、上法兰板和导热挡板上分别布置一个第二热电偶、一个第三热电偶和多个第一热 电偶，其中第二热电偶的传感器端插入下法兰板上的孔内并探入到外换热器的物料流动通 道内，第三热电偶的传感器端插入上法兰板上的缝隙内并探入到外换热器的物料流动通道 内，多根上下均匀分布的第一热电偶的传感器端插入导热挡板上的孔内并探入到外换热器 的物料流动通道内，上述第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均通过信号线与数据采集 器相连。在所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统上增设壁面温度测试系统，壁面温度测 试系统包括第四热电偶、第五热电偶、第六热电偶、第七热电偶、第八热电偶、第九热电偶、 第十热电偶、第十一热电偶和第十二热电偶，在外换热器的导热挡板上，上下均匀布置多个 第五热电偶，在所述的外换热的导热挡板与外换热管的交界处上下均匀布置多个第四热电 偶，第四热电偶和第五热电偶的偶丝分别焊接在所述的导热挡板上；在所述的外换热管的 外换热管翅片的边缘和根部分别布置多个第六热电偶和第七热电偶，第六热电偶和第七热 电偶的偶丝分别焊接在外换热管翅片上；在内换热器内下集箱的两端底部分别布置一个第 八热电偶，在内换热器内上集箱的两端顶部分别布置一个第九热电偶，第八热电偶和第九 热电偶的偶丝分别焊接在内下集箱和内上集箱上；在内换热管的内换热管翅片的边缘和根 部分别布置多个第十热电偶和第十一热电偶，第十热电偶和第十一热电偶的偶丝分别焊接 在内换热管翅片上，在所述的内换热管外表面上布置多个第十二热电偶，第四热电偶、第五 热电偶、第六热电偶、第七热电偶、第八热电偶、第九热电偶、第十热电偶、第十一热电偶和 第十二热电偶通过信号线与数据采集器相连。在所述汽水参数测试系统一侧增设强制冷却供水系统，强制冷却供水系统包括水 箱、水泵、供水总管、外换热器供水支管、内换热器供水支管、外换热器回水支管、内换热器 回水支管和回水总管，其中水泵的一端与水箱连通，另一端与供水总管的一端连通，供水总 管的另一端分别与外换热器供水支管和内换热器供水支管的一端连通，外换热器供水支管 的另一端与位于第三调节阀和超声波传感器之间的外换热器进水管连通，在外换热器供水 支管上设有第一调节阀，内换热器供水支管的另一端与位于第四调节阀和超声波传感器之间的内换热器进水管连通，在内换热器供水支管上设有第二调节阀；回水总管的一端与水 箱连通，另一端分别与外换热器回水支管和内换热器回水支管的一端分别连通，外换热器 回水支管的另一端与位于视镜和第三闸阀之间的第一旁通管连通，在外换热器回水支管上 设有第十闸阀，内换热器回水支管的另一端与位于视镜和第七闸阀之间的第二旁通管连 通，在内换热器回水支管上设有第九闸阀。优选的，所述的第四热电偶、第五热电偶、第六热电偶与第一热电偶的数量相等。优选的，所述的第十热电偶、第十一热电偶与第十二热电偶的数量相等。与现有技术相比，本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
高温煅后焦换热器在线试验系统，包括高温煅后焦余热利用汽水循环系统，所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统包括设有压力表（28）的集汽包（26）、下降管路、上升管路、由外换热器（4）和内换热器（7）组成的换热器，其中下降管路的下降总管（19）的一端与集汽包（26）连通，另一端与外换热器进水管（9）和内换热器进水管（10）分别连通，外换热器进水管（9）与外换热器（4）连通并设有第三调节阀（16），内换热器进水管（10）与内换热器（7）连通并设有第四调节阀（17），外换热器（4）由下法兰板（45）、环形下集箱（46）、外换热管（47）、外换热管翅片（48）、导热挡板（49）、上法兰板（52）和环形上集箱（53）组成，内换热器（7）由内下集箱（57）、内换热管（58）、内换热管翅片（59）和内上集箱（61）组成，上升管路包括外换热器上升总管（22）和内换热器上升总管（24），外换热器上升总管（22）的上端与集汽包（26）连通，下端与外换热器（4）连通，外换热器上升总管（22）上设有第一闸阀（20），内换热器上升总管（24）的上端与集汽包（26）连通，下端与内换热器（7）连通，内换热器上升总管（24）上设有第五闸阀（30），其特征在于：在所述高温煅后焦余热利用汽水循环系统上连接汽水参数测试系统和物料温度测试系统，所述汽水参数测试系统包括第一热电阻（8）、第二热电阻（42）、超声波流量计（18）、两相流流量计（29）和视镜（34），在第三调节阀（16）与外换热器（4）之间的外换热器进水管（9）以及第四调节阀（17）与内换热器（7）之间的内换热器进水管（10）上均设有第一热电阻（8）和超声波传感器（11），两个超声波传感器（11）通过信号线（27）与超声波流量计（18）相连；在靠近外换热器（4）出口的外换热器上升总管（22）以及靠近内换热器（7）出口的内换热器上升总管（24）上均设有第二热电阻（42），外换热器上升总管（22）上增设第一旁通管（33），第一旁通管（33）的两端与第一闸阀（20）前、后的外换热器上升总管（22）分别连通，在第一旁通管（33）上沿着介质流动方向依次设有第二闸阀（36）、视镜（34）、第三闸阀（41）、两相流流量计（29）和第四闸阀（23）；内换热器上升总管（24）上增设第二旁通管（32），第二旁通管（2）的两端与第五闸阀（30）前、后的内换热器上升总管（24）分别连通，在第二旁通管（32）上沿着介质流动方向依次设有第六闸阀（35）、视镜（34）、第七闸阀（31）、两相流流量计（29）和第八闸阀（25），上述压力表（28）、第一热电阻（8）、第二热电阻（42）、超声波流量计（18）和两相流流量计（29）均通过信号线（27）与数据采集器（21）相连；所述物料温度测试系统包括第一热电偶（5）、第二热电偶（6）和第三热电偶（44），在外换热器（4）的下法兰板（45）、上法兰板（52）和导热挡板（49）上分别布置一个第二热电偶（6）、一个第三热电偶（44）和多个第一热电偶（5），其中第二热电偶（6）的传感器端插入下法兰板（45）上的孔内并探入到外换热器（4）的物料流动通道内，第三热电偶（44）的传感器端插入上法兰板（52）上的缝隙内并探入到外换热器（4）的物料流动通道内，多根上下均匀分布的第一热电偶（5）的传感器端插入导热挡板（49）上的孔内并探入到外换热器（4）的物料流动通道内，上述第一热电偶（5）、第二热电偶（6）和第三热电偶（44）均通过信号线（27）与数据采集器（21）相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永启，刘瑞祥，王佐峰，于如军，高振强，郑斌，王佐任，王磊，陈家光，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：