一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元的制作方法
【專利摘要】一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，包括進口聯(lián)箱、出口聯(lián)箱、中間聯(lián)箱、第一下降立管組、第二下降立管組、第一上升立管組、第二上升立管組；第一下降立管組上端與進口聯(lián)箱連接，第一上升立管組上端與出口聯(lián)箱連接，第一下降立管組下端和第一上升立管組下端均與中間聯(lián)箱連接；每一根第一下降立管與一根第二下降立管構(gòu)成一對，每一根第一上升立管與一根第二上升立管構(gòu)成一對，每一對上升立管和下降立管之間通過多根橫管連接；第一下降立管、第一上升立管、第二下降立管、第二上升立管均在各自管內(nèi)相應位置處設(shè)有隔板。本發(fā)明的冷卻效果不易因管內(nèi)顆粒物沉積而降低，同時不易出現(xiàn)顆粒物堵塞換熱管道的情況。
【專利說明】一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器冷卻單元。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋁經(jīng)旋風冷卻系統(tǒng)，從焙燒爐旋風筒內(nèi)出來時溫度在250°C以上，不能直接被送入輸送包裝系統(tǒng)。為了設(shè)備及人員安全，經(jīng)旋風冷卻系統(tǒng)冷卻后的氧化鋁還需經(jīng)流化床冷卻器進行二次冷卻。在流化床冷卻器內(nèi)，冷卻水與氧化鋁通過鋼管壁進行間接熱交換，使氧化鋁溫度降至80°C以下。隨著焙燒爐產(chǎn)能不斷提高，現(xiàn)有換熱面積已無法滿足要求，出四級旋風冷卻器氧化鋁溫度已達265 °C以上，使得流化床冷卻器出料溫度達到100 °C左右，對氧化鋁輸送系統(tǒng)及包裝工序產(chǎn)生了極為不利的影響，溫度過高造成輸送系統(tǒng)輸送及包裝袋的損壞，特別是進入夏季，氣溫升高，冷卻效果更差，為保證冷卻器出料溫度在合理的范圍內(nèi)，焙燒爐產(chǎn)能受到限制。
[0003]如圖8所示，現(xiàn)有的焙燒爐流化床冷卻器冷卻單元包括一個進口聯(lián)箱2、一個出口聯(lián)箱7、三個中間聯(lián)箱(4、11、15)、四組下降立管(1、5、12、14)、四組上升立管(3、6、13、16)，每一組下降立管包括三根下降立管，每一組上升立管包括三根上升立管；第一組下降立管I的上端與進口聯(lián)箱2連接，第二組下降立管14和第一組上升立管16的上端均與第一中間聯(lián)箱15連接，第三組下降立管5和第二組上升立管3的上端均與第二中間聯(lián)箱4連接，第四組下降立管12和第三組上升立管13的上端均與第三中間聯(lián)箱11連接，第四組上升立管6的上端與出口聯(lián)箱7連接；所有的下降立管和上升立管均為下端封閉的鋼管；第一組下降立管I與第一組上升立管16構(gòu)成三對立管，第二組下降立管14與第二組上升立管3構(gòu)成三對立管，第三組下降立管5與第三組上升立管13構(gòu)成三對立管，第四組下降立管12與第四組上升立管6構(gòu)成三對立管，每一對的上升立管和下降立管之間通過17根橫管10連接；每一對上升立管和下降立管之間的17根橫管10中位于最下方的橫管上設(shè)有排污支管8，12根排污支管8與一根排污總管9連接。以冷卻水流過橫管一次為一程,現(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元的流程為4程，每一程的流通面積為17 X 3根橫管的橫截面積之和，實際應用中，每一程的流通面積約為0.016 m2。
[0004]現(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元的流程為4程，每一程的流通面積大，冷卻水流速過低，容易導致冷卻水中的顆粒物沉積在換熱管道內(nèi)，降低換熱管道的換熱系數(shù)，堵塞換熱管道?，F(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元的排污管設(shè)在底部的橫管上，排污支管數(shù)目多，管路復雜，且不在冷卻單元的最底部，排污不暢。隨著焙燒爐產(chǎn)能不斷提高，現(xiàn)有換熱面積達不到冷卻要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，以滿足焙燒爐產(chǎn)能不斷提高流化床冷卻器冷卻負荷增加的需要；其冷卻效果不易因換熱管道內(nèi)冷卻水中的顆粒物沉積而降低，同時不易出現(xiàn)冷卻水中的顆粒物堵塞換熱管道的情況。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，包括一個進口聯(lián)箱、一個出口聯(lián)箱、一個中間聯(lián)箱、第一下降立管組、第二下降立管組、第一上升立管組、第二上升立管組；所述第一下降立管組為多根第一下降立管，第一下降立管的上端與所述進口聯(lián)箱連接，第一下降立管的下端與所述中間聯(lián)箱連接；所述第一上升立管組為多根第一上升立管，第一上升立管的上端與所述出口聯(lián)箱連接，第一上升立管的下端與所述中間聯(lián)箱連接；所述第二下降立管組為多根兩端封閉的第二下降立管，所述第二上升立管組為多根兩端封閉的第二上升立管；每一根所述第一下降立管與一根所述第二下降立管構(gòu)成一對，每一對第一下降立管、第二下降立管之間通過4XN根橫管連接；每一根所述第一上升立管與一根所述第二上升立管構(gòu)成一對，每一對第一上升立管、第二上升立管之間通過4XN根橫管連接；所述第一下降立管、第一上升立管于與第N根和第N+1根橫管連接處之間、與第3N根和第3N+1根橫管連接處之間設(shè)有隔板；所述第二下降立管、第二上升立管于與第2N根和第2N+1根橫管連接處之間設(shè)有隔板。
[0007]進一步，所述第一下降立管組包含的第一下降立管數(shù)與所述第二下降立管組包含的第二下降立管數(shù)相等，所述第一上升立管組包含的第一上升立管數(shù)與所述第二上升立管組包含的第二上升立管數(shù)相等；所述第一下降立管組為4-8根所述第一下降立管。
[0008]進一步,所述N為3或者4。
[0009]進一步，所述中間聯(lián)箱上設(shè)有一根排污管。
[0010]進一步，所述橫管為光管或波節(jié)管。
[0011]或者，所述橫管為橫翅片管。
[0012]進一步，所述橫翅片管采用光管加焊獨立橫翅片制成；所述獨立橫翅片呈圓環(huán)狀，由數(shù)控沖床整體沖壓成型；獨立橫翅片的厚度為2-3mm,外徑為45_50mm ;所述獨立橫翅片與所述光管采用氬氣保護焊熔為一體，同一根橫翅片管上相鄰獨立橫翅片之間的距離為12_16mm0
[0013]本發(fā)明的積極效果在于:(1)與現(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元的流程為4程不同，本發(fā)明的流程為8程，在流化床冷卻器冷卻單元的尺寸相同、橫管數(shù)量相等的情況下，本發(fā)明每一程的流通面積為現(xiàn)有流化床冷卻器冷卻單元的一半，冷卻水在本發(fā)明中的流速要比在現(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元中增加一倍，這樣可提高管內(nèi)流體的攜帶能力，使管內(nèi)的顆粒物不易沉積，降低發(fā)生換熱管道堵塞的幾率，同時，可降低管內(nèi)污垢熱阻，增大管內(nèi)換熱系數(shù)，提高換熱效果；(2)與現(xiàn)有流化床冷卻器冷卻單元的橫管采用光管或波節(jié)管不同，優(yōu)選方案中，本發(fā)明的橫管為橫翅片管，這可使流化床冷卻器冷卻單元的換熱面積增大1-2倍，可大大提高流化床冷卻器冷卻單元的換熱效果；(3)與現(xiàn)有的流化床冷卻器冷卻單元在連接每一對上升立管和下降立管的多根橫管中位于最下方的橫管上設(shè)置排污支管，多根排污支管與一根排污總管連接不同，本發(fā)明的優(yōu)選方案將排污管設(shè)置在中間聯(lián)箱上，這使得排污管道結(jié)構(gòu)更簡潔，排污更順暢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明一實施例的正置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1所示實施例的倒置結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖3為圖1所示實施例的進口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱的剖視圖。
[0017]圖4為圖1所示實施例的中間聯(lián)箱的剖視圖。
[0018]圖5為圖1所示實施例的第一下降立管的剖視圖。
[0019]圖6為圖1所示實施例的第二下降立管的剖視圖。
[0020]圖7為圖1所示實施例的橫翅片管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8為現(xiàn)有流化床冷卻器冷卻單元的仰視圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]如圖1?7所示，本實施例包括一個進口聯(lián)箱1、一個出口聯(lián)箱4、一個中間聯(lián)箱8、第一下降立管組、第二下降立管組、第一上升立管組、第二上升立管組；第一下降立管組為6根第一下降立管6，第一下降立管6的上端與進口聯(lián)箱I連接，第一下降立管6的下端與中間聯(lián)箱8連接；第一上升立管組為6根第一上升立管7，第一上升立管7的上端與出口聯(lián)箱4連接，第一上升立管7的下端與中間聯(lián)箱8連接；第二下降立管組為6根兩端封閉的第二下降立管2，第二上升立管組為6根兩端封閉的第二上升立管3 ;每一根第一下降立管6與一根第二下降立管2構(gòu)成一對，每一對第一下降立管6、第二下降立管2之間通過4X4根橫翅片管5連接；每一根第一上升立管7與一根第二上升立管3構(gòu)成一對，每一對第一上升立管7、第二上升立管3之間通過4X4根橫翅片管5連接；第一下降立管6于與第4根和第5根橫翅片管連接處之間設(shè)有隔板6-1、于與第12根和第13根橫翅片管連接處之間設(shè)有隔板6-2 ;第一上升立管7于與第4根和第5根橫翅片管連接處之間、與第12根和第13根橫翅片管連接處之間設(shè)有隔板(未畫出)；第二下降立管2于與第8根和第9根橫翅片管連接處之間設(shè)有隔板2-1 ;第二上升立管3于與第8根和第9根橫翅片管連接處之間設(shè)有隔板(未畫出)；中間聯(lián)箱8上還設(shè)有一根排污管9。
[0024]橫翅片管5采用光管5-1加焊獨立橫翅片5-2制成；獨立橫翅片5_2呈圓環(huán)狀，由數(shù)控沖床整體沖壓成型；獨立橫翅片5-2的厚度為2.5mm，外徑為50mm ;獨立橫翅片5_2與光管5-1米用IS氣保護焊熔為一體，同一根橫翅片管5上相鄰獨立橫翅片5-2之間的距離為 14mmη
[0025]作業(yè)時，冷卻水首先從進口聯(lián)箱I進入到第一下降立管組內(nèi)；然后，受第一下降立管6中隔板6-1阻隔，冷卻水經(jīng)第一下降立管6上的從上往下計數(shù)的第I至第4根橫翅片管流入第二下降立管組；然后，受第二下降立管2中隔板2-1阻隔，冷卻水經(jīng)第二下降立管2上的第5至第8根橫翅片管回流到第一下降立管組內(nèi)；然后，受第一下降立管6中隔板6-2阻隔，冷卻水經(jīng)第一下降立管6上的第9至第12根橫翅片管再次流入第二下降立管組內(nèi)；然后，冷卻水向下流動，并經(jīng)第二下降立管2上的第13至第16根橫翅片管再次回流到第一下降立管組內(nèi)；然后，冷卻水向下流入到中間聯(lián)箱8，并由中間聯(lián)箱8進入到第一上升立管組。冷卻水在第一上升立管組和第二上升立管組之間的流動情況與其在第一下降立管組和第二下降立管組之間的流動情況類似，只是兩者的方向相反，冷卻水在第一下降立管組和第二下降立管組之間是由上往下流動，而在第一上升立管組和第二上升立管組之間是由下往上流動。冷卻水在流化床冷卻器冷卻單元的流程為8程，其中，由進口聯(lián)箱I流至中間聯(lián)箱8需經(jīng)4程，由中間聯(lián)箱8流至出口聯(lián)箱4又經(jīng)4程。流經(jīng)流化床冷卻器冷卻單元的冷卻水均需經(jīng)過中間聯(lián)箱8，中間聯(lián)箱8設(shè)置流化床冷卻器冷卻單元的底部，排污支管9設(shè)置在中間聯(lián)箱8上，這使得排污管道結(jié)構(gòu)更簡潔，排污更順暢。
[0026]本實施例中所述的第一下降立管組包含的第一下降立管數(shù)還可以為4、5、7、8中的任意一個數(shù)值，每一對第一下降立管6、第二下降立管2之間的橫翅片管5、每一對第一上升立管7、第二上升立管3之間的橫翅片管5還可以為4X3根。所述的獨立橫翅片的厚度還可以為2-3_中的任意其他值，其外徑還可以為45-50_中的任意其他值。同一根橫翅片管上相鄰獨立橫翅片之間的距離還可以為12-16mm中的任意其他值。獨立橫翅片的厚度、外徑以及同一根橫翅片管上相鄰獨立橫翅片之間的距離可經(jīng)詳細的熱力和阻力計算，進行適當選取。
【權(quán)利要求】
1.一種氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，包括一個進口聯(lián)箱、一個出口聯(lián)箱、一個中間聯(lián)箱、第一下降立管組、第二下降立管組、第一上升立管組、第二上升立管組；所述第一下降立管組為多根第一下降立管，第一下降立管的上端與所述進口聯(lián)箱連接，第一下降立管的下端與所述中間聯(lián)箱連接；所述第一上升立管組為多根第一上升立管，第一上升立管的上端與所述出口聯(lián)箱連接，第一上升立管的下端與所述中間聯(lián)箱連接；所述第二下降立管組為多根兩端封閉的第二下降立管，所述第二上升立管組為多根兩端封閉的第二上升立管；每一根所述第一下降立管與一根所述第二下降立管構(gòu)成一對，每一對第一下降立管、第二下降立管之間通過4XN根橫管連接；每一根所述第一上升立管與一根所述第二上升立管構(gòu)成一對，每一對第一上升立管、第二上升立管之間通過4XN根橫管連接；所述第一下降立管、第一上升立管于與第N根和第N+1根橫管連接處之間、與第3N根和第3N+1根橫管連接處之間設(shè)有隔板；所述第二下降立管、第二上升立管于與第2N根和第2N+1根橫管連接處之間設(shè)有隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述第一下降立管組包含的第一下降立管數(shù)與所述第二下降立管組包含的第二下降立管數(shù)相等，所述第一上升立管組包含的第一上升立管數(shù)與所述第二上升立管組包含的第二上升立管數(shù)相等；所述第一下降立管組為4-8根所述第一下降立管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述N為3或者4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述中間聯(lián)箱上設(shè)有一根排污管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述橫管為橫翅片管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述橫翅片管采用光管加焊獨立橫翅片制成；所述獨立橫翅片呈圓環(huán)狀，由數(shù)控沖床整體沖壓成型；獨立橫翅片的厚度為2-3mm，外徑為45_50mm ;所述獨立橫翅片與所述光管采用氬氣保護焊熔為一體，同一根橫翅片管上相鄰獨立橫翅片之間的距離為12-16mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述中間聯(lián)箱上設(shè)有一根排污管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述橫管為光管或波節(jié)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述橫管為橫翅片管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氧化鋁焙燒爐流化床冷卻器強化傳熱冷卻單元，其特征是，所述橫翅片管采用光管加焊獨立橫翅片制成；所述獨立橫翅片呈圓環(huán)狀，由數(shù)控沖床整體沖壓成型；獨立橫翅片的厚度為2-3mm，外徑為45_50mm ;所述獨立橫翅片與所述光管采用氬氣保護焊熔為一體，同一根橫翅片管上相鄰獨立橫翅片之間的距離為12-16mm。
【文檔編號】F27D15/02GK104006662SQ201410204922
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】蔣受寶, 盧蓉, 沈育敏, 陳堅 申請人:中南大學, 湖南思為能源環(huán)保工程有限公司