專利名稱：煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油焦是石油加工過程中的副產(chǎn)品，具有碳含量高(最高可達97%以上)、熱值 大、雜質(zhì)少等特點，除可直接作為一次燃料外，經(jīng)煅燒熱處理后，可成為各種碳制品(石墨 電極、電解鋁陽極以及各種增炭劑)的優(yōu)質(zhì)原料。對生焦進行鍛燒的溫度可高達1350°C左 右，通過煅燒可以達到如下目的1、排除原料中的揮發(fā)分；2、提高碳質(zhì)原料的密度和機械 強度；提高原料的導(dǎo)電性能；4、提高原料的化學穩(wěn)定性。罐式鍛燒爐是當前國內(nèi)應(yīng)用比較普遍的一種石油焦煅燒設(shè)備，鍛燒溫度一般在 1350°C左右，因此在石油焦煅燒過程中，都會有大量的熱量產(chǎn)生。據(jù)文獻記載，一臺20罐的 煅燒爐，產(chǎn)能在80Kg/罐小時的情況下，產(chǎn)生的總熱能為11092982KJ/h，其中煙氣帶走熱量 為5318125KJ/h,占47. 9%，原料煅燒中吸熱3714801KJ/h,占33. 5%，兩項合計年(8500小 時，煅燒爐采不間斷運行)折標準煤2620噸。充分利用如此巨大的余熱，既節(jié)能減排，又提 高企業(yè)的經(jīng)濟效益。目前，國內(nèi)大多碳素企業(yè)和鋁廠已經(jīng)對煙氣余熱進行了綜合利用，而對 于吸熱33. 5%的原料所攜帶的熱量還沒有利用。經(jīng)過1350°C左右高溫鍛燒后的物料，必須冷卻到300°C以下尚可通過排料機構(gòu)排 出爐外?，F(xiàn)有技術(shù)中，該高溫物料的冷卻方式是在鍛燒爐的爐體下部連接冷卻水套對高溫 物料進行冷卻。該冷卻水套由雙層鋼板焊接而成，內(nèi)層鋼板圍成一個高溫物料的通道，內(nèi)層 鋼板與外層鋼板之間形成封閉的夾層空間，夾層空間中通入循環(huán)水。當高溫物料從通道中 通過時，大量流動的循環(huán)水，通過內(nèi)層鋼板將物料攜帶的熱量吸收，從而起到冷卻物料的作 用。循環(huán)水再經(jīng)涼水塔(池)降溫后循環(huán)使用。雖然這樣可以對高溫物料起到一定的冷卻 作用，但存在如下缺陷1、高溫物料攜帶的大量熱量，隨著物料的排出白白浪費掉了，而且 由于循環(huán)水吸熱后蒸發(fā)加劇，增加了大量的水的損耗；2、為達到一定的冷卻效果而需足夠 流量的循環(huán)水，水泵就需要全天候運轉(zhuǎn)，消耗了大量電能；3、由于冷卻效果不佳，尚有部分 物料溫度過高，高溫的物料就會增加排料機構(gòu)的故障率，縮短其使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能夠?qū)Ω邷?物料進行充分冷卻，又節(jié)省電能和水資源的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回 收系統(tǒng)，包括汽包、過熱器，其特征在于所述汽包上設(shè)置有一汽包出氣管、給水管、回水總 管、供水總管；所述汽包通過所述汽包出氣管與所述過熱器連通；所述汽包通過所述給水 管連接一給水泵；還包括若干個換熱器，所述換熱器的進水管均與所述供水總管連通，所述 換熱器的出水管均與所述回水總管連通。優(yōu)選的，所述汽包出氣管穿設(shè)于所述汽包頂部一側(cè)，所述給水管穿設(shè)于所述汽包上部的一側(cè)；所述回水總管、供水總管分別穿設(shè)于所述汽包中、下部；所述換熱器設(shè)置在所 述汽包下方。優(yōu)選的，所述給水管通過一給水旁通管與所述供水總管連通，所述回水總管通過 一回水旁通管與所述過熱器連通。優(yōu)選的，所述換熱器包括有內(nèi)換熱器和外換熱器；所述內(nèi)換熱器包括內(nèi)換熱下集 箱、內(nèi)換熱上集箱，所述內(nèi)換熱下集箱、內(nèi)換熱上集箱分別與若干根內(nèi)換熱立管固接并使得 三者相互連通；所述內(nèi)換熱下集箱上設(shè)置有內(nèi)換熱進水管，所述內(nèi)換熱上集箱上設(shè)置有內(nèi) 換熱出水管；所述外換熱器包括外換熱下環(huán)形集箱、外換熱上環(huán)形集箱，所述外換熱下環(huán)形集 箱、外換熱上環(huán)形集箱分別與若干根外換熱立管固接并使得三者相互連通；所述外換熱立 管之間使用條形鋼板固接；所述外換熱下環(huán)形集箱上設(shè)置有外換熱進水管，所述外換熱上 環(huán)形集箱上設(shè)置有外換熱出水管；所述內(nèi)換熱上集箱由其所在處的所述外換熱立管之間的條形鋼板中穿出并在其 接觸處固接；所述內(nèi)換熱進水管由其所在處的外換熱立管之間的條形鋼板中穿出并在其接 觸處固接；所述外換熱上環(huán)形集箱上部連接一上法蘭，所述外換熱下環(huán)形集箱下部連接一下 法蘭，所述下法蘭連接一排料閥；所述外換熱下環(huán)形集箱與下法蘭之間設(shè)置有下加強板進 行加固。優(yōu)選的，所述上法蘭與所述外換熱上環(huán)形集箱之間設(shè)置有內(nèi)敷耐火砼端接，所述 內(nèi)敷耐火砼端接內(nèi)穿設(shè)有冷卻盤管；所述外換熱上環(huán)形集箱與內(nèi)敷耐火砼端接之間設(shè)置有 上加強板進行加固。優(yōu)選的，所述下法蘭與所述排料閥之間設(shè)置有排料漏斗，所述排料漏斗外部設(shè)置
有冷卻夾套。優(yōu)選的，所述冷卻夾套與所述冷卻盤管通過管道連通。優(yōu)選的，所述汽包頂部設(shè)置有安全閥、壓力表。優(yōu)選的，所述回水旁通管上設(shè)置一回水分流管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是因為所有的換熱器通過進出水管道、 閥門連成一體，并與單獨設(shè)置的汽包組成一密閉的循環(huán)系統(tǒng)，所以有效地防止了水分蒸發(fā) 于大氣中，減少了水損耗；依靠進出水溫不同而形成的密度差和進出水管的高度差，實現(xiàn)了 冷卻水在換熱器和整個系統(tǒng)內(nèi)的自然循環(huán)流動，無需使用循環(huán)泵連續(xù)運行，節(jié)省了大量電 能；高溫物料經(jīng)冷卻盤管、內(nèi)外換熱器及冷卻夾套的多級冷卻，得到充分冷卻，減輕了排料 機構(gòu)乃至整個系統(tǒng)的高溫負擔，提高了其使用壽命。

圖1是本實用新型俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的換熱器的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標記為1、汽包；11、汽包出氣管；12、給水管；13、回水總管；14、供水總管；15、安全閥； 16、壓力表；2、過熱器；21、回水旁通管；211、回水分流管；3、給水泵；31、給水旁通管；4、換熱器；41、內(nèi)換熱器；411、內(nèi)換熱下集箱；4111、內(nèi)換熱進水管；412、內(nèi)換熱上集箱；4121、 內(nèi)換熱出水管；413、內(nèi)換熱立管；42、外換熱器；421、外換熱下環(huán)形集箱；4211、外換熱進水 管；422、外換熱上環(huán)形集箱；4221、外換熱出水管；423、外換熱立管；51、上法蘭；52、下法 蘭；6、排料閥；7、內(nèi)敷耐火砼端接；71、冷卻盤管；711、盤管入水口 ；712、盤管出水口 ；8、排 料漏斗；81、冷卻夾套；811、夾套入水口 ；812、夾套出水口 ；91、上加強板；92、下加強板。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例，對本實用新型做進一步描述如圖1、2所示，煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，包括汽包1、過熱器2，所述 汽包1上設(shè)置有汽包出氣管11、給水管12、回水總管13、供水總管14 ；所述汽包出氣管11 穿設(shè)于所述汽包1頂部一側(cè)，所述汽包1通過所述汽包出氣管11與所述過熱器2連通；所 述給水管12穿設(shè)于所述汽包1上部的一側(cè)，所述汽包1通過所述給水管12連接給水泵3 ； 所述回水總管13、供水總管14分別穿設(shè)于所述汽包1中、下部，所述回水總管13穿入所述 汽包1內(nèi)的管口高于供水總管14穿入所述汽包1內(nèi)的管口 ；所述汽包1頂部設(shè)置有安全閥 15、壓力表16，用于檢測汽包1內(nèi)蒸汽的壓力及保證汽包1的使用安全；所述所有連接管道 上，均設(shè)置有相應(yīng)的閥門，以備檢修及排除故障所用。所述給水管12通過給水旁通管31與所述供水總管14連通，所述回水總管13通 過回水旁通管21與所述過熱器2連通；所述回水旁通管21上設(shè)置回水分流管211。在汽包 1需要進行檢修、檢驗時，可以關(guān)閉回水總管13、供水總管14上的、與汽包1連通的閥門，使 得汽包1與所有的換熱器4隔斷；而煅燒爐是不停止工作的，此時就可以關(guān)閉給水管12上 的、與汽包1連通的閥門，開啟給水旁通管31上的、與所述供水總管14連通的閥門，向換熱 器4供水；同時，開啟回水旁通管21上的、與所述過熱器2連通的閥門，使吸熱后的水(汽) 外排，此時排出的水(汽)一部分流經(jīng)過熱器2，防止其超溫，多余部分則通過回水分流管 211排放掉。在所述汽包下方設(shè)置有若干個換熱器4，所述換熱器4包括有內(nèi)換熱器41和外換 熱器42 ；所述內(nèi)換熱器41包括內(nèi)換熱下集箱411、內(nèi)換熱上集箱412，所述內(nèi)換熱下集箱 411、內(nèi)換熱上集箱412分別與若干根內(nèi)換熱立管413固接，所述內(nèi)換熱下集箱411、內(nèi)換熱 上集箱412及內(nèi)換熱立管413三者之間相互連通；所述內(nèi)換熱下集箱411上設(shè)置有內(nèi)換熱 進水管4111，所述內(nèi)換熱進水管4111均與所述供水總管14連通；所述內(nèi)換熱上集箱412上 設(shè)置有內(nèi)換熱出水管4121，所述內(nèi)換熱出水管4121均與所述回水總管13連通；所述外換熱器42包括外換熱下環(huán)形集箱421、外換熱上環(huán)形集箱422，所述外換熱 下環(huán)形集箱421、外換熱上環(huán)形集箱422分別與若干根外換熱立管423固接，所述外換熱下 環(huán)形集箱421、外換熱上環(huán)形集箱422及外換熱立管423三者之間相互連通；所述外換熱立 管423之間使用條形鋼板焊接，用于封閉外換熱立管423相互之間的空間，既可防止物料從 外換熱器42的側(cè)面泄露，又可提高換熱效果；所述外換熱下環(huán)形集箱421上設(shè)置有外換熱 進水管4211，所述外換熱進水管4211均與所述供水總管14連通；所述外換熱上環(huán)形集箱 422上設(shè)置有外換熱出水管4221，所述外換熱出水管4221均與所述回水總管13連通；所述回水總管13也可以設(shè)置兩根，其中一根用于連通所有的外換熱出水管4221， 另一根用于連通所有的內(nèi)換熱出水管4121 ；所述供水總管14也可以設(shè)置兩根，其中一根用于連通所有的外換熱進水管4211，另一根用于連通所有的內(nèi)換熱進水管4111 ；所述內(nèi)換熱上集箱412由其所在處的外換熱立管423之間的條形鋼板中穿出并在 其接觸處焊接；所述內(nèi)換熱進水管4111由其所在處的外換熱立管423之間的條形鋼板中穿 出并在其接觸處焊接；這樣，就使得內(nèi)換熱器41和外換熱器42相互固定為一體。所述外換熱上環(huán)形集箱422上部設(shè)置有內(nèi)敷耐火砼端接7，所述內(nèi)敷耐火砼端接 7內(nèi)穿設(shè)有冷卻盤管71，所述冷卻盤管71上設(shè)置有盤管入水口 711、盤管出水口 712 ；所述 外換熱上環(huán)形集箱422與內(nèi)敷耐火砼端接7之間設(shè)置有上加強板91進行加固；所述內(nèi)敷耐 火砼端接7上部連接上法蘭51 ；所述上法蘭51用于連接煅燒爐爐體；所述外換熱下環(huán)形集 箱421下部連接下法蘭52，所述外換熱下環(huán)形集箱421與下法蘭52之間設(shè)置有下加強板 92進行加固；所述下法蘭52下部設(shè)置有排料漏斗8，所述排料漏斗8外部設(shè)置有冷卻夾套 81，所述冷卻夾套81連接排料閥6 ；所述冷卻夾套81上設(shè)置有夾套入水口 811、夾套出水口 812 ；所述冷卻夾套81與所述冷卻盤管71可以分別接一循環(huán)水泵，也可以通過管道相 互連通后共用一循環(huán)水泵，還可以將其入水口、出水口分別與所述供水總管14、回水總管 13連通。在所述汽包1、內(nèi)換熱器41、外換熱器42的底部，均設(shè)有相應(yīng)的排污口。本實用新型工作原理和工作過程如下如圖1、2所示，給水泵3將冷卻水經(jīng)給水管12泵入汽包1，從汽包1經(jīng)獨立下降管 進入供水總管14，分別送入內(nèi)、外換熱器41、42的內(nèi)換熱下集箱411、外換熱下環(huán)形集箱421 中，吸收了由煅燒爐送入換熱器4內(nèi)的高溫物料所攜帶的熱量后，變成高溫水及蒸汽，其密 度變小，隨即上升到內(nèi)換熱上集箱412、外換熱上環(huán)形集箱422中；經(jīng)內(nèi)換熱出水管4121、外 換熱出水管4221，匯流到回水總管13，返回到汽包1 ；水在該系統(tǒng)中每循環(huán)流動一次，都會吸收大量的高溫物料所攜帶的熱量，在有效 降低物流溫度的同時，產(chǎn)生一定量的飽和蒸汽，匯入汽包1。其中的蒸汽通過汽包出氣管 11，進入布置在煅燒爐集合煙道上頂蓋外表面的過熱器2，進一步吸收煙氣散給煙道頂?shù)臒?量，進而提高蒸汽的溫度，產(chǎn)生高質(zhì)量的過熱蒸汽；剩余水則再經(jīng)下降管重回換熱器4，繼 續(xù)循環(huán)吸熱。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式 的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同 變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實 質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保 護范圍。
權(quán)利要求1.煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，包括汽包(1)、過熱器O)，其特征在于所述 汽包(1)上設(shè)置有一汽包出氣管(11)、給水管(12)、回水總管(13)、供水總管(14)；所述汽 包(1)通過所述汽包出氣管(11)與所述過熱器( 連通；所述汽包(1)通過所述給水管 (12)連接一給水泵(3)；還包括若干個換熱器G)，所述換熱器(4)的進水管均與所述供水 總管(14)連通，所述換熱器的出水管均與所述回水總管(1 連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述汽 包出氣(11)管穿設(shè)于所述汽包(1)頂部一側(cè)，所述給水管(1 穿設(shè)于所述汽包(1)上部 的一側(cè)；所述回水總管(13)、供水總管(14)分別穿設(shè)于所述汽包(1)中、下部；所述換熱器 (4)設(shè)置在所述汽包(1)下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述給 水管(1 通過一給水旁通管(31)與所述供水總管(14)連通，所述回水總管(1 通過一 回水旁通管與所述過熱器( 連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任一所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在 于所述換熱器(4)包括有內(nèi)換熱器Gl)和外換熱器0 ；所述內(nèi)換熱器Gl)包括內(nèi)換 熱下集箱G11)、內(nèi)換熱上集箱G12)，所述內(nèi)換熱下集箱G11)、內(nèi)換熱上集箱G12)分別 與若干根內(nèi)換熱立管G13)固接并使得三者相互連通；所述內(nèi)換熱下集箱Gll)上設(shè)置有 內(nèi)換熱進水管(4111)，所述內(nèi)換熱上集箱012)上設(shè)置有內(nèi)換熱出水管G121)；所述外換熱器0 包括外換熱下環(huán)形集箱(421)、外換熱上環(huán)形集箱G22)，所述外換 熱下環(huán)形集箱G21)、外換熱上環(huán)形集箱(42 分別與若干根外換熱立管023)固接并使 得三者相互連通；所述外換熱立管(42 之間使用條形鋼板固接；所述外換熱下環(huán)形集箱 (421)上設(shè)置有外換熱進水管(4211)，所述外換熱上環(huán)形集箱(42 上設(shè)置有外換熱出水 管 0221)；所述內(nèi)換熱上集箱G12)由其所在處的所述外換熱立管(42 之間的條形鋼板中穿出 并在其接觸處固接；所述內(nèi)換熱進水管Glll)由其所在處的外換熱立管(42 之間的條形 鋼板中穿出并在其接觸處固接；所述外換熱上環(huán)形集箱(42 上部連接一上法蘭(51)，所述外換熱下環(huán)形集箱(421) 下部連接一下法蘭(52)，所述下法蘭(5 連接一排料閥(6)；所述外換熱下環(huán)形集箱 (421)與下法蘭(5 之間設(shè)置有下加強板(9 進行加固。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述上 法蘭(51)與所述外換熱上環(huán)形集箱(42 之間設(shè)置有內(nèi)敷耐火砼端接(7)，所述內(nèi)敷耐火 砼端接(7)內(nèi)穿設(shè)有冷卻盤管(71)；所述外換熱上環(huán)形集箱(42 與內(nèi)敷耐火砼端接(7) 之間設(shè)置有上加強板(91)進行加固。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述下 法蘭(52)與所述排料閥(6)之間設(shè)置有排料漏斗(8)，所述排料漏斗⑶外部設(shè)置有冷卻 夾套(81)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述冷 卻夾套(81)與所述冷卻盤管(71)通過管道連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述汽 包(1)頂部設(shè)置有安全閥(15)、壓力表(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，其特征在于所述回 水旁通管上設(shè)置一回水分流管011)。
專利摘要煅燒爐高溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)，包括汽包、過熱器，汽包上設(shè)置汽包出氣管、給水管、回水總管、供水總管；汽包通過汽包出氣管與過熱器連通；汽包通過給水管連接給水泵；若干個換熱器的進水管均與供水總管連通，換熱器的出水管均與回水總管連通。其優(yōu)點是換熱器與進出水管道、閥門連成一體，并與汽包組成一密閉的循環(huán)系統(tǒng)，故有效地防止水分蒸發(fā)于大氣，減少水損耗；依靠進出水溫不同而形成的密度差和進出水管的高度差，實現(xiàn)冷卻水在換熱器和整個系統(tǒng)內(nèi)的自然循環(huán)流動，無需使用循環(huán)泵連續(xù)運行，節(jié)省大量電能；高溫物料經(jīng)冷卻盤管、內(nèi)外換熱器及冷卻夾套的多級冷卻，得到充分冷卻，減輕了排料機構(gòu)及整個系統(tǒng)的高溫負擔，提高了其使用壽命。
文檔編號F27D15/02GK201926320SQ20102068884
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者卞玉峰, 吳中躍, 王佐任, 王佐峰, 邵明信 申請人:濰坊聯(lián)興炭素有限公司, 王佐峰