CN201885560U - 蒸汽列管回转窑加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蒸汽列管回转窑加热装置，其箱型汽室包含有由隔环分隔的进汽腔体和排水腔体，所述进汽腔体的入口与进汽轴的进汽孔连通，其出口与内排加热管的一端连通，所述内排加热管的另一端通过大曲线管与中排加热管的一端连通，并且，所述中排加热管的该端通过弯头与外排加热管的一端连通，所述中排加热管的另一端和外排加热管的另一端均与所述排水腔体的入口连通，所述排水腔体的出口与疏水管连通。本实用新型加热管内的汽相和液相均为同向流动，流动畅通，能保证加热管内冷凝水始终最大量供给隔水圈，避免了环形汽室的冷凝水倒灌，使汽室疏水快速且稳定，同时利于冷凝水贮水槽内液位的稳定，为液封自动调节阀调节的稳定提供了保障。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种纯碱行业、矿产加工行业中的蒸汽管回转窑，尤其是涉及一种蒸汽列管回转窑加热装置。
背景技术：
蒸汽列管回转窑是纯碱行业煅烧重碱工艺、矿产加工行业矿精粉干燥工艺中的关键设备，(如：纯碱工业用蒸汽煅烧炉、铅精粉干燥回转窑)，它是一种采用一定压力下的过热饱和水蒸汽(或饱和水蒸汽)通过蒸汽列管回转窑加热装置间接煅烧(或加热)炉内物料，使物料在回转窑炉体内发生复杂的化学反应并同时干燥脱去物料中的游离水及结晶水，或者只依靠加热管换热干燥脱去物料中的游离水。加热装置是蒸汽列管回转窑的关键部件，其性能对蒸汽列管回转窑的产能、热效率影响极大。目前蒸汽列管回转窑加热装置分为两种不同的形式，其分别为箱型汽室结构(如图1和图2所示)、环管汽室结构(如图3所示)，设计理念均为冷凝传热，但两种设计的工作方式中蒸汽和冷凝水在加热管中的流向有较大的区别，设备运转中自然各有所长各有其短。
箱型汽室结构的加热装置以两种典型结构应用于设备，分别为：不凝气炉头前置型(如图1所示)和不凝气炉尾后置型(如图2所示)。箱型汽室不凝气炉头前置型结构包括：集气外环管21，不凝气排放装置22，管支架23，补偿环管24，内集气环管25，气体导出管26、27、28，加热管29、30、31，箱形汽室32，隔水圈33，进汽管34，进汽轴35和疏水管36等组成一种环列层排的类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为；过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴35通过进汽管34导入箱型汽室32，并均匀的进入加热管29、30、31，流向炉头，进炉低温物料经过间接热交换使管内蒸汽冷凝，冷凝水在重力作用下由加热管29、30、31不断排入箱形汽室32，在隔水圈33的作用下经疏水管36排出。箱型汽室不凝气炉尾后置型结构包括：加热管41、42、43，不凝气导出管44、45、46，箱形箱型汽室47，隔水圈48，疏水管49，进汽管50，进汽轴51，集气外环管52，不凝气排放装置53等组成一种环列层排类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为：过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴51通过进汽管50导入箱型箱型汽室47，并均匀的进入加热管41、42、43，流向炉头，进炉低温物料经过间接热交换使管内蒸汽冷凝，冷凝水在重力作用下由加热管41、42、43不断排入箱形箱型汽室47，在隔水圈48的作用下经疏水管49排出。这种方式的传热过程蒸汽进入加热管为压差填充型，长期以来它们存在以下问题，使炉子产能受限：
(1)加热管均在炉头端有堵头，炉尾端开口，蒸汽流向与冷凝水流向均为逆向，互为阻尼，造成冷凝水流速慢，同时管子在重力方向上液膜较厚，管子液膜较厚部位传热系数低，热效率难以提高，故炉子产能不高。
(2)不凝气前置结构管线过多，且焊缝广布，另外管线壁厚均较薄且悬臂过大。管路焊缝广布则泄漏点较多，长期运行在振动等多种因素作用下泄漏点疲劳开裂成为普遍现象，造成设备无法长周期运转。不凝气后置结构虽然避开了炉体内加热管部分焊缝较多的弊端，但不凝气小管在加热管内必须到加热管头部空间处，长度较长，考虑到不凝气小管过大将减小加热管的有效截面积，影响管内蒸汽流量，一般设计采用小直径管。小直径管螺旋形式存在于加热管内，设备运转后其在管内发生震动，易与加热管内壁摩擦和碰撞，长期间会造成断裂或磨破小管管壁，无法修复，导致不凝气滞留于加热管内，使其传热效果下降，部分加热管近乎无效，另外断裂后的管子在加热管内运动将减小加热管寿命，这是造成加热管管子泄漏原因之一。
环管汽室结构的加热装置包括：加热管61、62、63，进汽环管64，回水环管65，进汽轴66，疏水管67，进汽管68，大弯管69，小弯管70等组成一种环列层排类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为：过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴66通过进汽管68导入进汽环64，到达进汽环64的蒸汽在压差动力下快速穿过加热管63并通过大弯管69快速进入加热管62和加热管63中，进炉低温物料经过间接热交换使加热管62、63内的蒸汽冷凝，冷凝水在重力和压差推动力共同作用下由加热管62、63不断排入回水环管65内，环管内冷凝水和少量不凝气体在压差和重力推动下排出。这种方式的传热过程蒸汽进入加热管为压差推动型，长期以来它们存在以下问题，使炉子产能受限：
(1)加热管61、加热管62与加热管63温差较大，当蒸汽温度较高时管子的非比例延伸强度值较小，温度应力高于其值后易导致破坏，当开停炉次数较多时更加不利，另外管端与管子采用角接焊缝其受力更加不好且焊缝比较多，在以往设备中该部位容易泄漏。
(2)由于回水环管65的结构决定了与疏水管67位置较近的加热管出水不畅，甚至有冷凝水回流现象存在，这样就导致了出水不畅对传热效果的影响；结构决定了进入疏水管7的冷凝水多数情况下多少不均，排水时大时小，使辅助设备贮水槽内水量不稳，调节阀不断动作，液封不理想造成跑汽，增加能耗。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计新颖独特、能够保持设备长周期运行且疏水流畅的蒸汽列管回转窑加热装置。
本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案是：
一种蒸汽列管回转窑加热装置，包括箱型汽室，所述箱型汽室包含有由隔环分隔的进汽腔体和排水腔体，所述进汽腔体的入口与进汽轴的进汽孔连通，其出口与内排加热管的一端连通，所述内排加热管的另一端通过大曲线管与中排加热管的一端连通，并且，所述中排加热管的该端通过弯头与外排加热管的一端连通，所述中排加热管的另一端和外排加热管的另一端均与所述排水腔体的入口连通，所述排水腔体的出口与疏水管连通。
所述排水腔体里设置有隔水圈。所述排水腔体上开孔焊接安装有不凝气排放机构。所述内排加热管、中排加热管和外排加热管均以所述箱型汽室中心为圆心多根环列。
所述箱型汽室由内端板、外端板、外圈板和内圈板围成，所述内圈板和外圈板之间由所述隔环分隔成相互封闭独立的所述进汽腔体和排水腔体；或者，所述箱型汽室由内碟型封头、外碟型封头、外圈板和内圈板围成，所述内圈板和外圈板间由所述隔环分隔成相互封闭独立的所述进汽腔体和排水腔体。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型加热管内的汽相(蒸汽及微量不凝气体)和液相(冷凝水)均为同向流动，因而流动畅通，能保证加热管内冷凝水始终最大量供给隔水圈，从根本上避免了环形汽室的冷凝水倒灌，使汽室疏水快速且稳定，同时利于冷凝水贮水槽内液位的稳定，为液封自动调节阀调节的稳定提供了保障，避免跑汽现象；也改变了传统箱型汽室的汽相(蒸汽及微量不凝气体)和液相(冷凝水)逆向流动只依靠重力排水且排水速度慢、冷凝水在加热管内壁的液膜厚影响传热效率的弊端，最大程度上满足了疏水快速、稳定且传热效率高的需求。
2、本实用新型进蒸汽层排管与冷凝水排出层排管之间连通，形成通路，使加热管内的冷凝水凝结后在压差下迅速向炉尾部分流动，液膜较薄且在管内冷凝水占有截面小，形成的热阻小，利于传热。
3、本实用新型各排加热管之间采用曲线管线连接的结构形式，利用曲线微变形补偿的方法来补偿设备开停炉进汽加热管层与排水加热管层管子由于温差而导致的膨胀或收缩量不一致，避免弯头处经常出现的拉裂现象。
4、本实用新型在其汽室上装有不凝气排放机构，避开设备开车时不凝气在汽室部位过多的堆积或长时间运转而集聚的过多不凝气，排放不凝气后传热效果更好的改善。大幅度简化了结构，与传统箱型汽室设备在炉头设置的小管引出并环管集汽的复杂结构相比，它去除了大量的泄漏点；与传统箱型汽室设备在炉尾设置的加热管管内小管引出的并环管集汽复杂结构相比，它避开了加热管管内小管影响排水、运转中易折断、无法排放不凝气的结构。
5、本实用新型产能提高30％，达到了节能的效果；另外，不凝气定期排放并维修次数极小为设备长期稳定运转提供保障，特别适合在纯碱工业煅烧重碱工艺、矿精粉的干燥工艺中推广应用。
附图说明：
图1为蒸汽列管回转窑不凝气前置的箱型汽室结构加热装置结构示意图；
图2为蒸汽列管回转窑不凝气后置的箱型汽室结构的加热装置结构示意图；
图3为蒸汽列管回转窑环形汽室结构的加热装置结构示意图；
图4为本实用新型的结构示意图；
图5为图4中A向视图；
图6为图4中B向视图。
具体实施方式：
参见图4～图6：图中的代号含义：S-炉头；E-炉尾。
蒸汽列管回转窑加热装置包括箱型汽室4，该箱型汽室4由内端板、外端板、外圈板和内圈板围成，内圈板和外圈板之间由隔环9分隔成相互封闭独立的进汽腔体和排水腔体；或者，箱型汽室4由内碟型封头、外碟型封头、外圈板和内圈板围成，内圈板和外圈板间由隔环9分隔成相互封闭独立的进汽腔体和排水腔体。
进汽腔体的入口与进汽轴8的进汽孔连通，其出口与内排加热管1的一端连通，内排加热管1的另一端通过大曲线管12与中排加热管2的一端连通，并且，中排加热管2的该端通过弯头11与外排加热管3的一端连通，中排加热管2的另一端和外排加热管3的另一端均与排水腔体的入口连通，排水腔体的出口与疏水管7连通。
排水腔体里设置有隔水圈10。排水腔体上开孔焊接安装有不凝气排放机构5。内排加热管1、中排加热管2和外排加热管3均以箱型汽室4中心为圆心多根环列。
通蒸汽的内排加热管1与排放冷凝水和少量不凝气的中排加热管2在炉头由大曲线管12连通，排放冷凝水和少量不凝气的中排加热管2和外排加热管3在炉头由弯头11连通，管子连通件之间的焊接形式为对接。
实际工程中，加热管的数量及每排加热管的数量根据具体设计能力确定。
本装置的工作过程如下：
过热饱和水蒸汽或饱和水蒸汽由汽轴8进入箱型汽室4的进汽腔体，蒸汽均匀的进入内排加热管1，内排加热管1内的蒸汽经过大曲线管12快速流入中排加热管2、外排加热管3，蒸汽流向逆转且与中排加热管2、外排加热管3中的冷凝水和少量不凝气流向相同，在重力和压差推动力下，冷凝水和少量不凝气快速流入箱型汽室4的排水腔体。冷凝水在重力作用下始终最大量供给疏水管7，大量冷凝水平稳的排出箱型汽室4流入贮水槽。设备运行后积聚在箱型汽室4排水腔体的不凝气累计到一定量时，打开不凝气排放机构5的截止阀排放不凝气，排后关闭截止阀。
Claims (5)
1.一种蒸汽列管回转窑加热装置，包括箱型汽室，所述箱型汽室包含有由隔环分隔的进汽腔体和排水腔体，其特征是：所述进汽腔体的入口与进汽轴的进汽孔连通，其出口与内排加热管的一端连通，所述内排加热管的另一端通过大曲线管与中排加热管的一端连通，并且，所述中排加热管的该端通过弯头与外排加热管的一端连通，所述中排加热管的另一端和外排加热管的另一端均与所述排水腔体的入口连通，所述排水腔体的出口与疏水管连通。
2.根据权利要求1所述的蒸汽列管回转窑加热装置，其特征是：所述排水腔体里设置有隔水圈。
3.根据权利要求1所述的蒸汽列管回转窑加热装置，其特征是：所述排水腔体上开孔焊接安装有不凝气排放机构。
4.根据权利要求1所述的蒸汽列管回转窑加热装置，其特征是：所述内排加热管、中排加热管和外排加热管均以所述箱型汽室中心为圆心多根环列。
5.根据权利要求1-4任一项所述的蒸汽列管回转窑加热装置，其特征是：所述箱型汽室由内端板、外端板、外圈板和内圈板围成，所述内圈板和外圈板之间由所述隔环分隔成相互封闭独立的所述进汽腔体和排水腔体；或者，所述箱型汽室由内碟型封头、外碟型封头、外圈板和内圈板围成，所述内圈板和外圈板间由所述隔环分隔成相互封闭独立的所述进汽腔体和排水腔体。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20111223 Granted publication date: 20110629 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20121223 Granted publication date: 20110629 |
|
| RINS | Preservation of patent right or utility model and its discharge | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110629 Termination date: 20120929 |