專利名稱：蒸汽煅燒爐的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及純堿行業(yè)中的蒸汽煅燒爐，尤其是蒸汽煅燒爐的加 熱裝置。
背景技術(shù)：
蒸汽煅燒爐是純堿行業(yè)的核心設(shè)備，它通過蒸汽加熱裝置煅燒(加熱)爐內(nèi)物料(2NaHC03)，生成純堿(Na2C03)、水蒸氣和0)2。加熱 裝置是煅燒爐關(guān)鍵部件，其性能對(duì)爐子產(chǎn)量、效率影響極大。傳統(tǒng)加熱 裝置如圖l所示，其設(shè)計(jì)理念為冷凝傳熱，工作方式為蒸汽和冷凝水在加 熱管內(nèi)逆向流動(dòng)。該加熱裝置包括加熱管l、 2、 3，不凝氣小管4、 5、 6，平板汽室7，不凝氣排氣環(huán)室8，進(jìn)汽管9，傳統(tǒng)汽軸IO，排水管ll等 組成的一種類似于列管式換熱器的結(jié)構(gòu)。整個(gè)爐體的安裝斜度為1.6 2%，爐頭高，爐尾低。其工作流程為蒸汽由爐尾平板汽室7進(jìn)入加熱 管組l、 2、 3，流向爐頭，經(jīng)過熱交換，蒸汽冷凝成水，在重力作用 下，加熱管組l、 2、 3內(nèi)的冷凝水由爐頭流向爐尾，回到平板汽室7，經(jīng) 排水管ll排出。在這種方式的傳熱過程中，在蒸汽進(jìn)入加熱管前，加熱 管內(nèi)本身存有空氣，同時(shí)蒸汽中含有氧氣，這樣形成的不凝氣會(huì)慢慢由 少到多存留在加熱管的高處爐頭端(靠近加熱管堵頭)，因?yàn)椴荒龤鉄o(wú) 法在重力作用下向爐尾排出，導(dǎo)致含有不凝氣的這一段加熱管失去換熱 功能。因此，所有傳統(tǒng)的加熱裝置都在加熱管內(nèi)特別設(shè)置了直徑為15mm 的用來(lái)排除不凝氣的小鋼管4、 5、 6。該鋼管由加熱管的堵頭端部一直 安放到尾部平板汽室7并穿出汽室匯入不凝氣環(huán)室8，將存留在加熱管高 處的不凝氣在蒸汽的壓力下由小鋼管排出到不凝氣環(huán)室8，再排出到空氣
中。因此，傳統(tǒng)的加熱裝置長(zhǎng)期以來(lái)存在以下問題，影響了傳熱系數(shù)的 提高，使?fàn)t子產(chǎn)量受到限制(1) 加熱管爐頭端有堵頭，爐尾端開口，蒸汽從爐尾端流向爐頭 端，而冷凝水則在重力作用下由爐頭端流向爐尾端，二者為逆向流動(dòng)， 互為阻尼，流通不暢，造成冷凝水流速慢，液膜厚，因此傳熱系數(shù)低， 傳熱效率難以提高，故爐子的生產(chǎn)強(qiáng)度只能在2.5 2.75t/m、日。(2) 不凝氣小管直徑小(直徑過大會(huì)減小加熱管的有效截面面 積，影響加熱管內(nèi)的蒸汽流量)而長(zhǎng)度又特別長(zhǎng)(例如d) 2500X27000 煅燒爐，其不凝氣小管的長(zhǎng)度超過20m)，隨著爐子的轉(zhuǎn)動(dòng)，不凝氣小 管在加熱管震動(dòng)，容易跟加熱管內(nèi)壁發(fā)生摩擦和碰撞，造成斷裂或磨破 管壁，無(wú)法修復(fù)，不凝氣滯留加熱管內(nèi)，影響傳熱效果，甚至造成加熱 管部分失效。(3) 由于蒸汽和冷凝水在加熱管內(nèi)是逆向流，傳統(tǒng)汽室為板箱結(jié) 構(gòu)，力學(xué)性能差，使用不安全。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是提供一種沒有上述缺點(diǎn)的蒸汽煅燒爐的加熱 裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種蒸汽煅燒爐的加熱裝置，包括汽軸、若干加熱管，所述汽軸具 有進(jìn)汽空間和排水空間，還包括進(jìn)汽環(huán)室、排水環(huán)室，所述進(jìn)汽環(huán)室通 過進(jìn)汽管與汽軸的進(jìn)汽空間連通，所述加熱管的進(jìn)汽端連通進(jìn)汽環(huán)室、 出汽端連通排水環(huán)室，所述排水環(huán)室通過排水管與汽軸的排水空間連 通。所述加熱管是具有至少兩根平行布置的加熱管組，管組的爐頭端并聯(lián)連通，管組的內(nèi)排加熱管的進(jìn)汽端連接進(jìn)汽環(huán)室，其余加熱管的出汽 端與排水環(huán)室連通。 所述加熱管組的進(jìn)汽端通過彎頭連通。 上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1) 加熱管內(nèi)的汽相(蒸汽及不凝氣)及液相(冷凝水)均為同 向流動(dòng)，十分通暢。(2) 加熱管內(nèi)的進(jìn)汽及排水均為壓差推動(dòng)，這與傳統(tǒng)加熱裝置的 靠重力推動(dòng)的排水方式相比，有排水速度快，冷凝水在加熱管內(nèi)壁的液 膜更薄，熱效率更高。(3) 不再有不凝氣導(dǎo)管，大幅度簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。 采用上述結(jié)構(gòu)的加熱裝置，取得了如下技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效果(1) 使用本實(shí)用新型技術(shù)設(shè)備能力提高30%。如4)2500X27000 蒸汽煅燒爐(蒸汽壓力2.3MPa)原能力為300t/日，現(xiàn)可以達(dá)到400t/ 日，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到3.3t/m、日；d) 2500X27000蒸汽煅燒爐(蒸汽壓力 3.2MPa)原能力為350t/日，現(xiàn)可以達(dá)到450t/日，生產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)到 3. 66t/m3 日。(2) 過去蒸汽煅燒爐的運(yùn)轉(zhuǎn)周期由于受不凝氣小管斷裂的影響， 不能長(zhǎng)期運(yùn)行，設(shè)備需要備用，現(xiàn)在設(shè)備可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)需備用。(3) 過去蒸汽煅燒爐汽室為板箱結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能差，不安全?，F(xiàn) 在的加熱裝置無(wú)汽室，為中低壓管網(wǎng)，安全可靠。(4) 4)2500X27000蒸汽煅燒爐傳統(tǒng)加熱裝置的蒸汽消耗為1.35 噸/噸堿，現(xiàn)新技術(shù)的蒸汽消耗為1.25噸/噸堿，能耗降低了7.4%。(5) 傳統(tǒng)蒸汽煅燒爐的設(shè)備維修工作量大，費(fèi)用高?，F(xiàn)在用新技 術(shù)后煅燒爐的加熱裝置無(wú)需維修。


圖l是傳統(tǒng)蒸汽煅燒爐加熱裝置示意圖圖2是本加熱裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖2的A-A視圖
圖4是圖2的B-B視圖 圖5是圖2的C-C視圖圖中的代號(hào)含義S—爐頭；E—爐尾； 一表示蒸汽流動(dòng)方向； 一一4—表示冷凝水流動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
參見圖2 圖5:本加熱裝置，包括具有進(jìn)汽空間和排水空間的汽軸 10、通過進(jìn)汽管7與汽軸10的進(jìn)汽空間連通的進(jìn)汽環(huán)室6、與進(jìn)汽環(huán)室6 連通的若干加熱管組，與加熱管組出口連通的排水環(huán)室9，該排水環(huán)室9 通過排水管8與汽軸10的排水空間連通。每一加熱管組具有三根平行布置的加熱管l、 2、 3，它們的爐頭端 并聯(lián)連通，為方便設(shè)備加工、裝配，可采用彎頭連通。管組的內(nèi)排加熱 管l的爐尾端連接進(jìn)汽環(huán)室，其余加熱管2、 3的爐尾端與排水環(huán)室9連 通。實(shí)際工程中，加熱管組的數(shù)量及每一加熱管組中加熱管的數(shù)量根據(jù) 煅燒爐的具體設(shè)計(jì)能力確定。本裝置的工作過程如下 蒸汽(2. 3MPa或3. 2MPa)由汽軸10的進(jìn)汽空間經(jīng)進(jìn)汽管7進(jìn)入進(jìn)汽環(huán)室 6，再進(jìn)入加熱管組3 (正常工況條件下內(nèi)有蒸汽及熱交換后的冷凝 水)，經(jīng)彎頭4進(jìn)入并聯(lián)的加熱管組1和2，熱交換后的蒸汽和冷凝水進(jìn) 入排水環(huán)室9，經(jīng)排水管8排入到汽軸10的排水空間，再排出爐外。從上 述流程可見蒸汽和冷凝水實(shí)現(xiàn)了同向流動(dòng)。還有，不凝氣在兩端均開通 的加熱管內(nèi)無(wú)處停留，再壓差的推動(dòng)下，不凝氣隨冷凝水一同排出到爐 外。
權(quán)利要求1.一種蒸汽煅燒爐的加熱裝置，包括汽軸、若干加熱管，所述汽軸具有進(jìn)汽空間和排水空間，其特征在于還包括進(jìn)汽環(huán)室、排水環(huán)室，所述進(jìn)汽環(huán)室通過進(jìn)汽管與汽軸的進(jìn)汽空間連通，所述加熱管的進(jìn)汽端連通進(jìn)汽環(huán)室、出汽端連通排水環(huán)室，所述排水環(huán)室通過排水管與汽軸的排水空間連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于所述加熱管是 具有至少兩根平行布置的加熱管組，管組的爐頭端并聯(lián)連通，管組的內(nèi) 排加熱管的進(jìn)汽端連接進(jìn)汽環(huán)室，其余加熱管的出汽端與排水環(huán)室連 通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱裝置，其特征在于所述加熱管組 的進(jìn)汽端通過彎頭連通。
專利摘要本實(shí)用新型涉及純堿行業(yè)中的蒸汽煅燒爐的加熱裝置，包括汽軸、若干加熱管，所述汽軸具有進(jìn)汽空間和排水空間，還包括進(jìn)汽環(huán)室、排水環(huán)室，所述進(jìn)汽環(huán)室通過進(jìn)汽管與汽軸的進(jìn)汽空間連通，所述加熱管的進(jìn)汽端連通進(jìn)汽環(huán)室、出汽端連通排水環(huán)室，所述排水環(huán)室通過排水管與汽軸的排水空間連通。該裝置與現(xiàn)有裝置相比，沒有不凝氣導(dǎo)管，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，安全可靠，熱效率高。
文檔編號(hào)F27B3/20GK201027171SQ20062003355
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者愚 李, 李明科 申請(qǐng)人:李明科;李 愚