焦爐荒煤氣上升管換熱器的制作方法

本發明設涉及一種換熱裝置，尤其涉及一種焦爐荒煤氣上升管換熱器。

背景技術：

焦爐荒煤氣帶走了煉焦工序中35％的熱量，回收焦爐荒煤氣余熱可使得整個煉焦工序能耗下降10％左右，具有較大的市場前景。在焦爐荒煤氣余熱回收系統改造時，焦爐內仍然處于800℃的高溫狀態，此時進行上升管換熱器的更換需要快速進行，否則會造成換熱器干燒而使換熱器內壁涂層破壞。此外，目前的上升管換熱器無論是夾套式還是盤管式結構，荒煤氣側都未加裝任何擾流裝置，換熱效果較差。通過分析可以發現：未加裝擾流裝置主要原因是由于荒煤氣成分中的焦油成分在低于470℃時會迅速凝結，因此運行過程中荒煤氣換熱器壁面溫度不能過低，否則煤焦油在壁面冷凝后，由于粘性大而附壁，形成較難清除的焦油渣；當冷凝焦油沿換熱器壁面向下流動到達換熱器進口附近，受炭化室高溫輻射，焦油二次分解，造成壁面積碳。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種能改善換熱效果的焦爐荒煤氣上升管換熱器。

為達到上述目的，本發明一種焦爐荒煤氣上升管換熱器，包括上部法蘭、下部法蘭和設置在上部法蘭和下部法蘭之間的筒狀換熱組件；

所述下部法蘭設置有向所述的筒狀換熱組件的換熱腔延伸的環狀遮焰板，所述的遮焰板的進煙口直徑大于出煙口直徑，所述的遮焰板的出煙口邊緣向中心設置有若干擾流葉片。

進一步地，所述筒狀換熱組件包括由內到外依次設置的內殼、換熱元件、保溫層以及外殼，所述內殼與保溫成之間夾設有換熱元件；

所述內殼沿周向設置有集油槽，所述集油槽的外圓側壁與所述內殼接觸，所述集油槽的底部設置有若干出油孔，所述遮焰板設置有若干進油口，各所述出油孔與進油口之間設置有導油管。

進一步地，所述擾流葉片與水平方向的夾角范圍為20°～80°。

進一步地，所述遮焰板側壁與水平方向的夾角范圍為30°～60°。

進一步地，所述出油孔與進油口沿豎直方向的距離不小于50mm。

進一步地，所述內殼內壁上設置有防腐不沾涂層。

進一步地，所述遮焰板的出煙口直徑為內殼之徑的0.8～0.9倍。

進一步地，所述換熱組件內還設置有一內筒，所述內筒與與遮掩板可拆卸連接；所述內筒的厚度不小于3mm。

本發明通過遮焰板和擾流裝置，使得進入換熱器的荒煤氣速度提高，同時形成上升旋轉流動，使荒煤氣由層流向紊流過渡，強化對流換熱效果，提高荒煤氣與換熱器內殼的換熱系數；通過遮焰板和集油槽的結合，消除了換熱器積碳問題；利用設置在內殼內的內筒，在換熱器安裝過程中，大大削弱高溫氣流對對換熱器壁面的熱輻射效應，在斷水斷電時通過內置套筒方式可以避免換熱器內殼的高溫損壞。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中圓圈b的放大圖；

圖3為圖1俯視圖；

圖4為換熱器進口部分擾流葉片放大圖；

圖5為集油槽與遮掩板的局部示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。

實施例1

如圖1、圖2和圖3所示，本發明焦爐荒煤氣上升管換熱器，包括上部法蘭7、下部法蘭1和設置在上部法蘭和下部法蘭之間的筒狀換熱組件；

所述下部法蘭1設置有向所述的筒狀換熱組件的換熱腔延伸的環狀遮焰板11，所述的遮焰板11的進煙口直徑大于出煙口直徑，所述的遮焰板的出煙口邊緣向中心設置有若干擾流葉片14。遮焰板11下部圓周直徑等于上升管內徑。

本實施例中荒煤氣從炭化室上升管進入上升管換熱器，由于遮焰板11的收縮作用，荒煤氣上升速度在換熱器進口提速1.2～1.5倍，通過擾流裝置14形成順時針或者逆時針旋轉上升氣流，與換熱器進行熱交換。

實施例2

作為實施例1的具體方案，所述筒狀換熱組件包括由內到外依次設置的內殼6、盤管5、保溫層4以及外殼3，所述內殼沿周向設置有集油槽10，所述集油槽10的外圓側壁與所述內殼6接觸，所述集油槽的底部設置有若干出油孔，所述遮焰板設置有若干進油口，各所述出油孔與進油口之間設置有導油管12。

所述換熱器內殼6內徑為遮焰板11上部圓周直徑的1.1～1.25倍。

具體的所述導油管包括與集油槽出油孔連接的圓管12-1，以及與遮焰板進油口連接的喇叭管12-2，所述喇叭管12-2喇叭口向上，喇叭管12-2下部通過緊配合方式固定在遮焰板11上部加工的凹槽內，凹槽開小孔并倒圓角。集油槽10通過導油管固定在內殼換熱面6-1下部，與內殼6下部支撐斜面6-2接觸。集油槽10所開小孔下部距離到遮焰板11所開小孔上部距離大于50mm。

本實施例中荒煤氣通過擾流葉片進入換熱器內殼6進行熱交換，內殼6通過導熱將熱量傳遞給盤管5，盤管5通過導熱將熱量傳遞給管內的導熱介質。

本實施例中通過設置集油槽，以及設置在集油槽與遮焰板之間的導游管，避免了遮焰板11的熱量傳遞給集油槽10而造成煤焦油的二次炭化而造成的積碳；當冷凝的煤焦油沿內殼6內壁流入集油槽內時，煤焦油會順著集油槽10上小孔流入圓管12-1、喇叭管12-2，經過遮焰板11上的小孔返回炭化室。

實施例3

作為實施例1的具體方案，所述擾流葉片與水平方向的夾角范圍為20°-80°。

實施例4

作為實施例1的具體方案，所述遮焰板側壁與水平方向的夾角范圍為30°～60°。

實施例5

作為實施例2的具體方案，所述內殼內壁上設置有防腐不沾涂層。

實施例7

作為實施例2的具體方案，所述遮焰板的出煙口直徑為內殼之徑的0.8～0.9倍。

實施例8

作為實施例2的具體方案，所述換熱組件內還設置有一內筒8，所述遮焰板11上設置有擋塊13，所述內筒8通過擋塊13固定在遮掩板上；所述內筒的厚度不小于3mm。

在上升管換熱器在線改造安裝時，由于炭化室仍處于保溫狀態，炭化室內溫度約為800℃，仍然有一定的輻射熱量會傳遞給換熱器內殼6，此時通過下部遮焰板11的阻擋可以減少傳遞給內殼6的輻射熱量，同時在換熱器內放置內筒8，通過固定在遮焰板11上的擋塊13固定，有效隔離了傳遞給內殼的輻射、對流熱量。換熱器安裝完畢后，此時換熱器通入換熱介質，若采用氣體換熱介質，則換熱介質通過換熱介質進口9進入換熱器內，通過換熱介質出口2流出換熱器；若采用液體換熱介質，則換熱介質通過換熱介質進口2進入換熱器內后，通過換熱介質出口9流出換熱器，換熱器通入換熱截止后，通過打開上升管水封蓋取出內筒8。在發生事故停水時，也可以打開上升管水封蓋，將內筒8放置在上升管內部，此時內筒8應選用耐腐蝕不銹鋼無縫管，避免干燒造成換熱器內殼6損壞。

本發明通過遮焰板和擾流裝置，使得進入換熱器的荒煤氣速度提高，同時形成上升旋轉流動，使荒煤氣由層流向紊流過渡，強化對流換熱效果，提高荒煤氣與換熱器內殼的換熱系數；通過遮焰板和集油槽的結合，消除了換熱器積碳問題；利用設置在內殼內的內筒，在換熱器安裝過程中，大大削弱高溫氣流對對換熱器壁面的熱輻射效應，在斷水斷電時通過內置套筒方式可以避免換熱器內殼的高溫損壞。

以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。