一種焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法及設備與流程
2023-09-18 04:05:45 2
本發明屬於電力設備領域，特別涉及一種焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法。
背景技術：
焦爐能對煤炭做高溫乾餾處理，將其高效地轉換為焦炭、焦爐煤氣、煤焦油、粗苯等產物，是高效的能量轉換窯爐。在焦爐支出熱中，650℃-700℃荒煤氣的帶出熱約佔36％，具有極高的回收利用價值。
焦爐上升管荒煤氣餘熱回收取熱裝置的結構，總體分內、中、外三層基本結構。內層為耐高溫、耐腐蝕的合金鋼材質的圓筒，荒煤氣在圓筒內自下而上流過。中間為核心傳熱層，具有高導熱能力的、一定厚度的耐高溫固體介質層緊密附著於內筒的外壁，傳熱管穿過固體介質層，且與該固體介質層緊密接觸，傳熱管內流過的為取熱介質，其在流動過程中吸收了內筒內荒煤氣的放熱量，在自下而上的流動過程中溫度升高。傳熱管或螺旋上升盤旋在該固體介質內，或自下而上直立布置於該固體介質層，固體介質層需覆蓋整個傳熱管的外表面；外層為保溫保護層，金屬材質筒體，內壁面上貼有保溫材料，對內筒和中間核心傳熱層起到保溫和保護的作用，減少熱損失，不受衝擊。例如，見圖1，焦爐上升管荒煤氣餘熱回收取熱裝置包括換熱盤管4和自外而內依次設置的內壁填充柔性保溫層5的外筒層1、中間介質層2、內筒層3；換熱盤管4固定於中間介質層2內，其底端為工質入口管道41、頂端為工質出口管道42。由此可見，內層固體介質層自身的性質以及固體介質層的塗裝質量對於焦爐上升管的性能影響非常大。通常固體介質層的塗裝採用直接灌裝於內外層之間形成，塗裝不均勻、質量不穩定，導致上升管取熱裝置的質量不佳，無論是使用壽命或是傳熱效率均難以保證。
技術實現要素：
技術問題：為了解決現有技術的缺陷，本發明提供了一種一種焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法。
技術方案：本發明提供的一種焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法，包括以下步驟：
(1.1)將高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水混合，得溼料；
(1.2)在外筒層內側壁上填充柔性保溫層；在下法蘭上安裝內筒層，在內筒層外安裝換熱盤管，再在換熱盤管外套上內壁已填充柔性保溫層的外筒層，再連接上法蘭，，換熱盤管的工質入口管道、工質出口管道分別伸出外筒層外，焊接工質入口管道和外筒層；
(1.3)將溼料加入壓力機的壓力容器內，將壓力機的噴出管插入換熱盤管的工質出口管道與外筒層的間隙內，開啟壓力機的加壓裝置，溼料噴入外筒層、內筒層之間的空間內，噴出管在噴入溼料的同時具有振動作用，將溼料在壓力和振動的協同作用下填充入外筒層、內筒層之間的空間內，移除噴出管；
(1.4)向換熱盤管內通入熱水，熱水從工質入口管道進、從工質出口管道出，利用換熱盤管內通入的熱水將溼料中的水分從工質出口管道與外筒層的間隙排出，通入熱水至工質出口管道與外筒層的間隙無水分排出，即可。
步驟(1.1)中，所述高導熱性能的固體粉末包括微米石墨粉50-75份、納米銅粉15-25份、微米鎳粉1-3份、微米鐵粉1-3份、微米鋁粉1-3份、微米矽粉1-3份、炭黑0.5-1.5份、石棉0.5-1.5份、石英0.5-1.5份，其中，微米鎳粉、微米鐵粉、微米鋁粉、微米矽粉的總量為6-10份，以重量份計；所述耐高溫膠水為耐溫900℃以上的高強度結構膠；所述高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水的質量比為(3-5)：1。
步驟(1.4)中，熱水溫度為75-85℃，熱水流量為3-5m3/h。
本發明還提供了一種用於焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝的壓力機，包括依次連接的加壓裝置、壓力容器和噴出管。
有益效果：本發明提供的塗裝方法工藝簡單、成本低廉，一方面通過選擇特定的固體粉末和膠水保證了固體介質層的換熱效率和塗裝質量，另一方面通過利用壓力機噴出管自然振動、利用焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固有的部件烘乾大大降低了塗裝成本，保證了塗裝質量。
附圖說明
圖1為焦爐上升管荒煤氣餘熱回收取熱裝置的結構示意圖。
圖2為壓力機的結構示意圖。
具體實施方式
下面對本發明作出進一步說明。
實施例1
用於焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝的壓力機，包括依次連接的加壓裝置101、壓力容器102和噴出管103。
實施例2
焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法，包括以下步驟：
(1.1)將高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水混合，得溼料；高導熱性能的固體粉末包括微米石墨粉65份、納米銅粉20份、微米鎳粉2份、微米鐵粉2份、微米鋁粉2份、微米矽粉2份、炭黑1份、石棉1份、石英1份，以重量份計；耐高溫膠水為耐溫900℃以上的高強度結構膠；高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水的質量比為4：1；
(1.2)在外筒層1內側壁上填充柔性保溫層5；在下法蘭6上安裝內筒層3，在內筒層3外安裝換熱盤管4，再在換熱盤管4外套上內壁已填充柔性保溫層5的外筒層1，再連接上法蘭7，，換熱盤管4的工質入口管道41、工質出口管道42分別伸出外筒層1外，焊接工質入口管道41和外筒層1；
(1.3)將溼料加入壓力機的壓力容器102內，將壓力機的噴出管103插入換熱盤管4的工質出口管道42與外筒層1的間隙內，開啟壓力機的加壓裝置101，溼料噴入外筒層1、內筒層3之間的空間內，噴出管103在噴入溼料的同時具有振動作用，將溼料在壓力和振動的協同作用下填充入外筒層1、內筒層3之間的空間內，移除噴出管103；
(1.4)向換熱盤管4內通入80℃的熱水，熱水流量為4m3/h，熱水從工質入口管道41進、從工質出口管道42出，利用換熱盤管4內通入的熱水將溼料中的水分從工質出口管道42與外筒層1的間隙排出，通入熱水至工質出口管道42與外筒層1的間隙無水分排出，即可。
實施例3
焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法，包括以下步驟：
(1.1)將高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水混合，得溼料；高導熱性能的固體粉末包括微米石墨粉50份、納米銅粉25份、微米鎳粉1份、微米鐵粉1份、微米鋁粉1份、微米矽粉3份、炭黑0.5份、石棉1.5份、石英0.5份，以重量份計；耐高溫膠水為耐溫900℃以上的高強度結構膠；高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水的質量比為3：1；
(1.2)在外筒層1內側壁上填充柔性保溫層5；在下法蘭6上安裝內筒層3，在內筒層3外安裝換熱盤管4，再在換熱盤管4外套上內壁已填充柔性保溫層5的外筒層1，再連接上法蘭7，換熱盤管4的工質入口管道41、工質出口管道42分別伸出外筒層1外，焊接工質入口管道41和外筒層1；
(1.3)將溼料加入壓力機的壓力容器102內，將壓力機的噴出管103插入換熱盤管4的工質出口管道42與外筒層1的間隙內，開啟壓力機的加壓裝置101，溼料噴入外筒層1、內筒層3之間的空間內，噴出管103在噴入溼料的同時具有振動作用，將溼料在壓力和振動的協同作用下填充入外筒層1、內筒層3之間的空間內，移除噴出管103；
(1.4)向換熱盤管4內通入75℃的熱水，熱水流量為5m3/h，熱水從工質入口管道41進、從工質出口管道42出，利用換熱盤管4內通入的熱水將溼料中的水分從工質出口管道42與外筒層1的間隙排出，通入熱水至工質出口管道42與外筒層1的間隙無水分排出，即可。
實施例4
焦爐上升管荒煤氣餘熱回收換熱器內固體介質層的塗裝方法，包括以下步驟：
(1.1)將高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水混合，得溼料；高導熱性能的固體粉末包括微米石墨粉75份、納米銅粉15份、微米鎳粉3份、微米鐵粉3份、微米鋁粉3份、微米矽粉1份、炭黑1.5份、石棉0.5份、石英1.5份；耐高溫膠水為耐溫900℃以上的高強度結構膠；高導熱性能的固體粉末和耐高溫膠水的質量比為5：1；
(1.2)在外筒層1內側壁上填充柔性保溫層5；在下法蘭6上安裝內筒層3，在內筒層3外安裝換熱盤管4，再在換熱盤管4外套上內壁已填充柔性保溫層5的外筒層1，再連接上法蘭7，，換熱盤管4的工質入口管道41、工質出口管道42分別伸出外筒層1外，焊接工質入口管道41和外筒層1；
(1.3)將溼料加入壓力機的壓力容器102內，將壓力機的噴出管103插入換熱盤管4的工質出口管道42與外筒層1的間隙內，開啟壓力機的加壓裝置101，溼料噴入外筒層1、內筒層3之間的空間內，噴出管103在噴入溼料的同時具有振動作用，將溼料在壓力和振動的協同作用下填充入外筒層1、內筒層3之間的空間內，移除噴出管103；
(1.4)向換熱盤管4內通入85℃的熱水，熱水流量為3m3/h，熱水從工質入口管道41進、從工質出口管道42出，利用換熱盤管4內通入的熱水將溼料中的水分從工質出口管道42與外筒層1的間隙排出，通入熱水至工質出口管道42與外筒層1的間隙無水分排出，即可。
採用實施例2至4、對比例1至11的溼料配方(見表1)，分別在80℃下乾燥，分別得到固體介質，測試該固體介質的性能。
表1對比例溼料配方
測試性能，結果見表2和3。
表2實施例2至4、對比例1至11的固體介質的導熱性能
導熱係數採用gb/t10295-2008方法測試。
表3實施例2至4、對比例1至11的固體介質的抗拉強度
耐壓強度採用gb5072-82方法測試；抗折粘結強度採用gb5123-1993方法測試。
由以上結果可知：
(1)本發明實施例2至4的固體介質導熱性能好，抗拉強度高；
(2)對比例1微米石墨粉用量少其他組份用量相對多，對比例2微米石墨粉用量多其他組份用量相對少，導熱性能均不佳；對比例3納米銅粉用量少其他組份用量相對多，對比例4納米銅粉用量多其他組份用量相對少，導熱性能均不佳；由此可見，微米石墨粉和納米銅粉在一定比例範圍內，導熱性能較好；
(3)對比例5至8分別單獨使用微米鎳粉、微米鐵粉、微米鋁粉、微米矽粉，然而，這些組份單獨使用時，該固體介質在烘乾後有較多的小氣孔，導致固體介質導熱性能下降明顯；
(4)對比例9至11分別單獨使用了炭黑、石棉、石英，製得的固體介質抗拉強度不佳。