輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，包括中空的箱體狀爐體和設(shè)置于爐體內(nèi)的冷卻水管，所述爐體沿長度方向的一側(cè)開設(shè)有輻射管安裝孔和熱電偶安裝孔，所述熱電偶安裝孔內(nèi)設(shè)有熱電偶，所述爐體的內(nèi)壁緊貼設(shè)置有隔熱內(nèi)襯，多個相互平行的所述冷卻水管沿豎直方向設(shè)置于爐體的爐膛中，所述冷卻水管的上端和下端分別伸出爐體外，所述爐體頂部設(shè)置有與冷卻水管上端相連的出水管，所述出水管上設(shè)置有出水調(diào)節(jié)閥，所述爐體的底部設(shè)置有與冷卻水管下端相連的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)。本實(shí)用新型具有能量化實(shí)驗(yàn)參數(shù)、準(zhǔn)確性高、重現(xiàn)性強(qiáng)且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、移動方便的有益效果。
【專利說明】輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋼材加工領(lǐng)域，具體是一種輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在冶金行業(yè)中，輻射管燒嘴是一種常用的間接加熱裝置，也是帶鋼連續(xù)退火爐、輥底式爐等保護(hù)氣氛熱處理爐的核心部件。輻射管燃燒的性能優(yōu)劣，關(guān)系到爐膛內(nèi)能否將帶鋼快速連續(xù)地加熱到退火溫度以及能否保證帶鋼均勻加熱。
[0003]由于輻射管內(nèi)燃燒過程是湍流、化學(xué)反應(yīng)、擴(kuò)散、傳熱等多物理場的復(fù)雜耦合，其難以用數(shù)值模擬手段開發(fā)，輻射管燒嘴的研發(fā)主要以試驗(yàn)為主，此外，大多數(shù)情況下輻射管燒嘴的生產(chǎn)制造都是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，因此，燒嘴在出廠交付給用戶之前也要進(jìn)行功率、輻射管溫度均勻性及P-V曲線等性能測試試驗(yàn)，而輻射管燒嘴測試爐就是進(jìn)行相關(guān)燃燒試驗(yàn)研究的關(guān)鍵設(shè)備。目前由于對實(shí)驗(yàn)裝置缺乏足夠的重視，各廠家使用的輻射管實(shí)驗(yàn)裝置一般都是鋼板、型鋼焊接而成、內(nèi)壁安裝耐火材料的簡易保溫裝置，爐墻上開有窺視孔和熱電偶引出孔，爐膛內(nèi)裝有測量爐溫的熱電偶。但是由于這些實(shí)驗(yàn)爐一般沒有設(shè)置冷卻裝置，在一定的煤氣流量情況下，實(shí)驗(yàn)裝置爐溫難以穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)難以獲得精確的性能參數(shù)。為此，專利“輻射管燃燒裝置測試爐”CN201867058U公開了一種輻射管燃燒器測試裝置，該裝置由附設(shè)耐火材料的爐頂、端墻、側(cè)墻和爐底圍設(shè)而成，爐膛內(nèi)安裝有與輻射管相接觸的冷卻水管來模擬熱負(fù)荷，并采用控制冷卻水管的插入深度來調(diào)整冷卻水從爐內(nèi)帶走的熱量。但是這種設(shè)計(jì)會帶來兩個問題:第一，在不同的煤氣流量情況下，調(diào)整冷卻水管的位置影響了實(shí)驗(yàn)爐內(nèi)的輻射角系數(shù)，這在一定程度上影響了輻射管的表面溫度分布，此外由于冷卻水無量化參數(shù)，試驗(yàn)重現(xiàn)性不高，影響了試驗(yàn)系統(tǒng)的精確性；第二，由于鋼制水管本體和水管內(nèi)的冷卻水重量大，難以手動操作。專利“一種用于實(shí)驗(yàn)爐模擬物料加熱的水冷裝置” CN201436542U公開了一種用于實(shí)驗(yàn)爐模擬物料加熱的水冷裝置，其冷卻水管采用推拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也存在上述專利的問題，僅適用于物料加熱實(shí)驗(yàn)，并不適用于輻射管燃燒器實(shí)驗(yàn)。
[0004]此外，現(xiàn)有的輻射管試驗(yàn)裝置通常直接放置在車間地坪上，當(dāng)更換不同型號的輻射管和燒嘴時，原有的空氣、煤氣及煙氣管道與新的輻射管燒嘴對接安裝困難。即，當(dāng)采用鋼管硬連接時，一旦管道和測試裝置首次連接后，當(dāng)需要更換不同型號的輻射管或燒嘴時，由于管道無法自由移動且測試裝置自重大難以通過天車精確改變位置，空、煤氣管道接口法蘭和固定在測試裝置上的新輻射管或燒嘴置接口法蘭難以對接，這就需要重新切割、焊接管路以和輻射管或燒嘴連接，安裝繁瑣；當(dāng)采用金屬軟管軟連接時，由于金屬軟管最高使用溫度為500°C，雖然空氣和煤氣管道可以使用金屬軟管連接，但輻射管排煙溫度一般都在5000C以上，排煙管道無法使用金屬軟管連接。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題:
[0006]1、現(xiàn)有技術(shù)采用控制冷卻水管的插入爐膛深度來調(diào)整熱負(fù)荷，但是由于鋼制水管本體和水管內(nèi)的冷卻水重量大，難以手動操作。
[0007]2、現(xiàn)有的水冷裝置無量化參數(shù)，且由于水管長度在爐內(nèi)的的變化影響了爐內(nèi)的輻射傳熱角系數(shù)，試驗(yàn)重現(xiàn)性不高，影響了試驗(yàn)系統(tǒng)的精確性。
[0008]3、裝置移動較為不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提出一種能量化實(shí)驗(yàn)參數(shù)、準(zhǔn)確性高、重現(xiàn)性強(qiáng)且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、移動方便的輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提供的一種輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，包括中空的箱體狀爐體和設(shè)置于爐體內(nèi)的冷卻水管，所述爐體沿長度方向的一側(cè)開設(shè)有輻射管安裝孔和熱電偶安裝孔，所述熱電偶安裝孔內(nèi)設(shè)有熱電偶，其特征在于:所述爐體的內(nèi)壁緊貼設(shè)置有隔熱內(nèi)襯，多個相互平行的所述冷卻水管沿豎直方向設(shè)置于爐體的爐膛中，所述冷卻水管的上端和下端分別伸出爐體外，所述爐體頂部設(shè)置有與冷卻水管上端相連的出水管，所述出水管上設(shè)置有出水調(diào)節(jié)閥，所述爐體的底部設(shè)置有與冷卻水管下端相連的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述冷卻水管的上端的正下方設(shè)置有頂部開口的出水集水器，所述出水管與出水集水器相連。出水集水器起到緩沖水流的作用，在調(diào)節(jié)出水調(diào)節(jié)閥時，保證冷卻水管內(nèi)的水流流速勻速變化。
[0012]進(jìn)一步地，所述爐體的底部設(shè)置有與冷卻水管的下端相連的進(jìn)水集水器，所述進(jìn)水管與進(jìn)水集水器相連。進(jìn)水集水器起到緩沖水流的作用，在調(diào)節(jié)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥時，保證冷卻水管內(nèi)的水流流速勻速變化。
[0013]更進(jìn)一步地，所述爐體與輻射管安裝孔對立的內(nèi)壁上設(shè)置有輻射管托架。輻射管托架起到固定輻射管的作用。
[0014]再進(jìn)一步地，所述爐體的底部設(shè)置有滑輪機(jī)構(gòu)。
[0015]本輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置通過進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和出水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)冷卻水管內(nèi)的水流流速，并通過流量計(jì)量化冷卻水管內(nèi)的水流參數(shù)，提高了整個實(shí)驗(yàn)裝置的精確性，并能根據(jù)量化參數(shù)重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。同時使用調(diào)節(jié)流速的方式取代現(xiàn)有技術(shù)中調(diào)節(jié)冷卻水管伸入爐體內(nèi)長度的方式來調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度，更精確操作也更簡便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖；
[0018]圖3為圖1的側(cè)視圖；
[0019]圖中:爐體1、隔熱內(nèi)襯2、冷卻水管3、輻射管4、滑輪機(jī)構(gòu)5、進(jìn)水集水器6、進(jìn)水管7、流量計(jì)8、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥9、燒嘴1、換熱器11、出水管12、出水調(diào)節(jié)閥13、出水集水器14、輻射管托架15、輻射管安裝孔16、熱電偶安裝孔17。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1至圖3所示的一種輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，包括中空的箱體狀爐體I和設(shè)置于爐體I內(nèi)的冷卻水管3，所述爐體I沿長度方向的一側(cè)開設(shè)有輻射管安裝孔16和熱電偶安裝孔17，所述熱電偶安裝孔17內(nèi)設(shè)有熱電偶，所述爐體I與輻射管安裝孔16對立的內(nèi)壁上設(shè)置有輻射管托架15。輻射管托架15起到固定輻射管4的作用。所述爐體I的內(nèi)壁緊貼設(shè)置有隔熱內(nèi)襯2，多個相互平行的所述冷卻水管3沿豎直方向設(shè)置于爐體I的爐膛中，所述冷卻水管3的上端和下端分別伸出爐體I外，所述冷卻水管3的上端的正下方設(shè)置有頂部開口的出水集水器14，出水管12與出水集水器14相連，所述出水管12與出水集水器14相連，出水管12上設(shè)置有出水調(diào)節(jié)閥13 ;所述爐體I的底部設(shè)置有與冷卻水管3的下端相連的進(jìn)水集水器6，所述進(jìn)水管7與進(jìn)水集水器6相連，進(jìn)水管7上設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥9和流量計(jì)8。
[0022]本輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置的工作過程為:
[0023]I)將輻射管4從輻射管安裝孔16裝入到爐膛內(nèi)，輻射管4的頭部放置在輻射管托架15上，輻射管4通過螺栓固定到爐殼上，將燒嘴10和換熱器11安裝到輻射管4上，再將空氣、煤氣、煙氣管道和燒嘴10、換熱器11通過螺栓連接固定。
[0024]2)打開進(jìn)水調(diào)節(jié)閥9和出水調(diào)節(jié)閥13，往冷卻水管3內(nèi)通入冷卻水，分別往燒嘴10內(nèi)通入空氣和煤氣點(diǎn)火燃燒。
[0025]3)當(dāng)爐溫達(dá)到實(shí)驗(yàn)溫度時，調(diào)整進(jìn)水調(diào)節(jié)閥9的開度，控制冷卻水流量使?fàn)t溫達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，記錄冷卻水、空氣、煤氣的流量、壓力、溫度及輻射管4溫度、煙氣成分等熱工參數(shù)。
[0026]4)停止供給煤氣，燒嘴10熄滅，關(guān)閉進(jìn)水調(diào)節(jié)閥9和出水調(diào)節(jié)閥13，實(shí)驗(yàn)完畢。
[0027]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)勢在于:
[0028]I)冷卻水管3固定在爐膛內(nèi)，不影響爐內(nèi)輻射傳熱角系數(shù)，能夠測量輻射管4燒嘴10熱工性能參數(shù)，準(zhǔn)確性高、重現(xiàn)性強(qiáng)。
[0029]2)爐膛內(nèi)冷卻水管3呈垂直布置，冷卻水自下而上方向流動，可以保證冷卻水管3內(nèi)冷卻水的充滿度，不會產(chǎn)生水平布置方式可能出現(xiàn)的冷卻水充滿度不夠而導(dǎo)致冷卻水汽化帶來的危險(xiǎn)。
[0030]3)冷卻水管3的排水端(即上端)不固定，不會由于爐膛內(nèi)高溫引起的熱膨脹造成損壞。
[0031 ] 4)隔熱內(nèi)襯2可隔絕輻射管4散發(fā)的熱量逸散，保證爐膛內(nèi)的溫度變化穩(wěn)定，記錄的實(shí)驗(yàn)參數(shù)準(zhǔn)確可靠。
[0032]4)爐體I的底部設(shè)置有滑輪機(jī)構(gòu)5，移動方便。
[0033]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，包括中空的箱體狀爐體(I)和設(shè)置于爐體(I)內(nèi)的冷卻水管(3)，所述爐體(I)沿長度方向的一側(cè)開設(shè)有輻射管安裝孔(16)和熱電偶安裝孔(17)，所述熱電偶安裝孔(17)內(nèi)設(shè)有熱電偶，其特征在于:所述爐體(I)的內(nèi)壁緊貼設(shè)置有隔熱內(nèi)襯(2)，多個相互平行的所述冷卻水管(3)沿豎直方向設(shè)置于爐體(I)的爐膛中，所述冷卻水管(3)的上端和下端分別伸出爐體(I)外，所述爐體(I)頂部設(shè)置有與冷卻水管(3)上端相連的出水管(12)，所述出水管(12)上設(shè)置有出水調(diào)節(jié)閥(13)，所述爐體(I)的底部設(shè)置有與冷卻水管(3)下端相連的進(jìn)水管(7)，所述進(jìn)水管(7)上設(shè)置有進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(9)和流量計(jì)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述冷卻水管(3)的上端的正下方設(shè)置有頂部開口的出水集水器(14)，所述出水管(12)與出水集水器(14)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述爐體(I)的底部設(shè)置有與冷卻水管(3)的下端相連的進(jìn)水集水器￠)，所述進(jìn)水管(7)與進(jìn)水集水器(6)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述爐體(I)與輻射管安裝孔(16)對立的內(nèi)壁上設(shè)置有輻射管托架(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射管燒嘴實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述爐體(I)的底部設(shè)置有滑輪機(jī)構(gòu)(5)。
【文檔編號】F27D1/12GK204115475SQ201420591764
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】宋中華, 丁翠嬌, 韓斌, 劉剛峰, 陳一方, 李 浩, 楊超, 夏水兵 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司