一體式流體餘熱回收器的製作方法

2023-06-01 15:55:01

專利名稱：一體式流體餘熱回收器的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種熱交換設備，特別是焦爐煤氣餘熱回收裝置。
背景技術：
煉焦過程中，有30%以上的熱量隨著煤氣經上升管逸出，目前對焦爐上升管餘熱回收，國內外均有不同方式的嘗試，但都沒有成熟的經驗，歸結起來主要是回收效率低和安全性能差這兩個方面的問題。發明人在先擁有的中國專利CN2595808《一種焦爐煤氣上升管餘熱回收器》公開了一種採用水夾套的形式進行餘熱回收器，由於在回收器內壁上有耐火材料保護層，影響熱傳導回收熱效率僅為6-7%而且承壓能力較差。另外中國專利 CN201697501U《焦爐煤氣上升管餘熱回收裝置》公開了一種包括兩個扣合固定在上升管外壁上的空心半圓柱形盤管，兩個盤管的扣合面為相互配合的齒形結構的傳熱裝置，該裝置雖然安裝和拆卸方便，降低了檢修難度的優點，但是兩個扣合空心半圓柱形盤管扣合面的密封難度較大。

發明內容
為了克服現有的焦爐煤氣上升管餘熱回收器的不足，本發明提供一種一體式流體餘熱回收器，該一體式流體餘熱回收器具有密封性好耐壓強度大，使用安全可靠的優點。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，鑄鐵內筒厚壁內鑄造有換熱管組，換熱管組兩端分別裝有熱媒進出口，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管座及橋管相連接。所述的厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層和外殼。所述的換熱管組中的換熱管呈螺旋狀或列管式排列。所述的連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒鑄造為一體。所述的連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒焊接為一體。所述的換熱管中的熱媒為導熱油。一體式流體餘熱回收器的製造方法，其特徵是鑄鐵內筒採用普通砂型鑄造或離心鑄造，普通鑄造採用橫臥式砂型箱或立式砂型箱，所述的橫臥式砂型箱鑄造主要包括下述步驟a.製作換熱管組，b.鑄造厚壁內筒，將換熱管組內腔放置內芯砂型，以保證內筒的形狀和壁厚，內芯砂型固定好後將換熱管組和內芯一同吊入上下開合的外砂型中進行澆鑄，鐵水溫度應在1200-130(TC，3.在內筒兩端焊接上連接法蘭。所述的離心鑄造的方法是使用臥式離心鑄造機，在離心轉鼓內設置與內筒外徑相適應的樹脂砂型模將換熱管組固定在轉鼓內在澆鑄的同時旋轉轉鼓使金屬液在離心力作用下充型和凝固，得到組織緻密，機械性能好的厚壁鑄鐵內筒。在本發明中高溫焦爐煤氣在厚壁內筒內自下而上的流動，其攜帶的餘熱把鑄鐵內筒加熱至400 600°C，由於換熱管與鑄鐵內筒鑄造為一體內筒以傳導方式把熱量傳給換熱管，換熱管同樣以傳導方式把管內的導熱油加熱，從而達到餘熱回收的目的。換熱管外有矽酸鋁氈進行保溫，保溫層外有外殼進行保護，餘熱回收器上下連接法蘭可分別與焦爐上的上升管座及橋管相連接。本發明的有益效果是由於將換熱管組鑄造在內筒厚壁中，使換熱管與內筒成一體，以傳導換熱為主要換熱方式，而且由於厚壁鑄鐵內筒強度高、耐腐蝕性好，其內側無需設置耐火材料層，使傳熱效率大大提高，據測試本發明熱回收效率可達到12-15%以上，可滿足後處理工序如精苯車間的能源需求，換熱器採用了導熱油為熱媒，有效的避免了因相變氣化而引起超壓隱患，同時由於換熱管預先組裝檢測，使安全性大為提高，在使用中如出現內筒結焦等現象時可以直接清理不會影響設備的使用壽命。本發明可以將經過煤氣上升管中的煤氣攜帶的餘熱進行有效的回收，對降低煉焦能耗，充分利用能源和發展低碳經濟具有積極效果。其推廣應用有良好的經濟效益和環境效益。


圖1為本發明的結構示意圖，圖2為本發明的使用列管式換熱管組時結構示意圖，圖3為圖2的A-A向視圖，圖4為本發明鑄造狀態示意圖，圖5為本發明使用離心鑄造示意圖。圖中，1.熱媒出口，2.鑄鐵內筒，3.換熱管組，4.保溫層，5.外殼，6.熱媒進口， 7.上端連接法蘭，8.底端連接法蘭，9.垂直換熱管，10.環形換熱管，11.冒口，12.排氣口， 13.上型箱，14.下型箱，15.澆口，16.內芯，21.底座，22.轉輥，23.轉鼓，24.環形從動輪， 25.澆口，26.樹脂砂型。
具體實施例方式本發明的具體實施方式
是，如圖所示實施例1，一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒鑄造為一體，鑄鐵內筒2厚壁內鑄造有換熱管組3，換熱管呈螺旋狀，換熱管組兩端分別裝有熱媒進口 6熱媒出口 1，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管座及橋管相連接。厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層4和外殼5。換熱管中的熱媒為導熱油。實施例2，一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒焊接為一體，鑄鐵內筒2厚壁內鑄造有換熱管組，換熱管呈列管式排列垂直換熱管9兩端分別焊接在環形換熱管10上，下、上環形換熱管分別裝有熱媒進口 6熱媒出口 1，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管及橋管相連接。厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層4和外殼5。換熱管中的熱媒為導熱油。使用時將餘熱回收器上下連接法蘭可分別與焦爐上的上升管及橋管相連接。焦爐煤氣由內筒自下而上的流動，煤氣中的餘熱把鑄鐵內筒加熱至400 600°C，鑄鐵內筒以傳導方式把熱量傳給換熱管，換熱管同樣以傳導方式把管內的導熱油加熱，從而達到餘熱回收的目的。內筒外有矽酸鋁氈保溫層進行保溫，保溫層外有外殼進行保護。實施例3，一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連
4接法蘭，連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒焊接為一體，鑄鐵內筒2厚壁內鑄造有換熱管組3，換熱管呈螺旋狀，換熱管組兩端分別裝有熱媒進口 6熱媒出口 1，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管及橋管相連接。厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層4和外殼5。換熱管中的熱媒為導熱油。鑄鐵內筒採用橫臥式砂型箱鑄造包括下述步驟a.製作換熱管組17，b.鑄造厚壁內筒， 將換熱管組內腔放置內芯16砂型，以保證內筒的形狀和壁厚，內芯砂型固定好後將換熱管組和內芯一同吊入上下開合的外砂型中進行澆鑄，鐵水溫度應在1200-1300°C，3.清理鑄件內外表面，4.在內筒兩端焊接上連接法蘭。 實施例4，一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒焊接為一體，鑄鐵內筒2厚壁內鑄造有換熱管，換熱管呈列管式排列垂直換熱管9兩端分別焊接在環形換熱管10上，下、上環形換熱管分別裝有熱媒進口 6熱媒出口 1，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管座及橋管相連接。厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層4和外殼5。換熱管中的熱媒為導熱油。所述的厚壁鑄鐵內筒是使用臥式離心鑄造機離心鑄造成型，在離心轉鼓內設置與內筒外徑相適應的樹脂砂型模沈將換熱管組3固定在轉鼓23內在澆鑄的同時旋轉轉鼓使金屬液在離心力作用下充型和凝固，得到組織緻密，機械性能好的厚壁鑄鐵內筒。
權利要求
1.一種一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，鑄鐵內筒厚壁內鑄造有換熱管組，換熱管組兩端分別裝有熱媒進出口，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管座及橋管相連接。
2.根據權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器，其特徵是所述的換熱管呈螺旋狀或列管式排列。
3.根據權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器，其特徵是所述的厚壁鑄鐵內筒外包裹著保溫層和外殼。
4.根據權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器，其特徵是所述的連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒鑄造為一體。
5.根據權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器，其特徵是所述的連接法蘭與厚壁鑄鐵內筒焊接為一體。
6.根據權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器，其特徵是所述的換熱管中的熱媒為導熱油。
7.權利要求1所述的一體式流體餘熱回收器的製造方法，其特徵是鑄鐵內筒採用普通砂型鑄造或離心鑄造，普通鑄造採用橫臥式砂型箱或立式砂型箱，所述的橫臥式砂型箱鑄造主要包括下述步驟a.製作換熱管組，b.鑄造厚壁內筒，將換熱管組內腔放置內芯砂型，以保證內筒的形狀和壁厚，內芯砂型固定好後將換熱管組和內芯一同吊入上下開合的外砂型中進行澆鑄，鐵水溫度應在1200-1300°C，3.在內筒兩端焊接上連接法蘭。
8.根據權利要求7所述的一體式流體餘熱回收器的製造方法，其特徵是所述的離心鑄造的方法是使用臥式離心鑄造機，在離心轉鼓內設置與內筒外徑相適應的樹脂砂型模將換熱管組固定在轉鼓內在澆鑄的同時旋轉轉鼓使金屬液在離心力作用下充型和凝固，得到組織緻密，機械性能好的厚壁鑄鐵內筒。
全文摘要
本發明公開了一種一體式流體餘熱回收器，屬於一種熱交換設備，特別是焦爐煤氣餘熱回收裝置。該一體式流體餘熱回收器，其特徵是厚壁鑄鐵內筒兩端分別裝有連接法蘭，鑄鐵內筒厚壁內鑄造有換熱管，換熱管兩端分別裝有熱媒進出口，所述的連接法蘭分別與焦爐的上升管座及橋管相連接。本發明的有益效果是由於將換熱管鑄造在內筒厚壁中，使換熱管與內筒成一體，以傳導換熱為主要換熱方式，傳熱效率大大提高，採用了導熱油為熱媒，有效的避免了因相變氣化而引起超壓隱患，使安全性提高。本發明可以將經過煤氣上升管中的煤氣攜帶的餘熱進行有效的回收，對降低煉焦能耗，充分利用能源和發展低碳經濟有積極效果。其推廣應用有良好的經濟效益和環境效益。
文檔編號F28D7/00GK102183159SQ20111002886
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月27日 優先權日2011年1月27日
發明者何選明, 姜愛國, 張友棣, 李兆福, 王光華, 王傑, 王登富, 趙傑 申請人:濟南冶金化工設備有限公司