專(zhuān)利名稱(chēng)：高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于固體高溫物料余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉 及一種罐式煅燒爐高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油焦通過(guò)高溫(1350°C左右)煅燒去除其揮發(fā)份，其石墨化程度提高，從而提高 了密度、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性，并改善了電導(dǎo)率。煅后焦主要用于生產(chǎn)鋁電解 陽(yáng)極、煉鋼用石墨電極、增碳劑、冶煉工業(yè)硅、炭糊制品、金剛沙及其它炭制品，是重要的基 礎(chǔ)原材料。罐式煅燒爐排出的煅后焦溫度高達(dá)1000°c，其余熱具有很高的利用價(jià)值。但是 高溫煅后焦余熱利用的技術(shù)難度很大，主要原因?yàn)橐皇枪奘届褵隣t排料點(diǎn)多、布置分散， 余熱回收利用系統(tǒng)布置困難；二是煅后焦呈松散顆粒狀，傳熱系數(shù)小、換熱性能差；固體物 料流動(dòng)性能差，容易在換熱器內(nèi)形成棚料，甚至堵塞。濰坊聯(lián)興炭素有限公司的“煅燒爐高 溫物料冷卻及余熱回收系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)枮閆L 201010613254. 2)解決了利用高溫煅后焦余熱 生產(chǎn)蒸汽的問(wèn)題。該技術(shù)的關(guān)鍵是解決固體物料與介質(zhì)的高效換熱問(wèn)題?！笆徒构奘届褵?爐冷卻水套”(申請(qǐng)?zhí)枮閆L 200810139761. X)采用用于圍成高溫物料通道的一級(jí)換熱裝置 (外換熱器)和位于高溫物料通道中心的二級(jí)換熱裝置(內(nèi)換熱器)同時(shí)對(duì)高溫物料進(jìn)行冷 卻，冷卻效果得到較大的改善。山東理工大學(xué)在申報(bào)的專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枮閆L 201110187100.6) 中公開(kāi)了一種“石油焦罐式煅燒爐排料冷卻裝置”，采用在內(nèi)換熱器和外換熱器的換熱管上 設(shè)置軸向翅片，翅片深入到高溫物料的內(nèi)層，既增加了換熱器的有效換熱面積，又有效減小 了內(nèi)層物料的傳熱距離，有效強(qiáng)化了換熱器與固體物料之間的換熱。由于煅后焦的傳熱系 數(shù)較小，換熱器內(nèi)物料溫度分布很不均勻，因而換熱器的工作特性與傳統(tǒng)的液-液換熱器、 氣-液換熱器、氣-氣換熱器有著明顯的不同。但是目前還沒(méi)有煅后焦專(zhuān)用換熱器的實(shí)驗(yàn) 測(cè)試裝置和實(shí)驗(yàn)方法，也缺乏煅后焦專(zhuān)用換熱器的設(shè)計(jì)依據(jù)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠在罐式煅燒爐 上對(duì)高溫煅后焦專(zhuān)用換熱器進(jìn)行綜合性能試驗(yàn)和測(cè)試的高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系 統(tǒng)，包括高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)，所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)包括 設(shè)有壓力表的集汽包、下降管路、上升管路、由外換熱器和內(nèi)換熱器組成的換熱器，其中下 降管路的下降總管的一端與集汽包連通，另一端與外換熱器進(jìn)水管和內(nèi)換熱器進(jìn)水管分別 連通，外換熱器進(jìn)水管與外換熱器連通并設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥，內(nèi)換熱器進(jìn)水管與內(nèi)換熱器連 通并設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥，外換熱器由下法蘭板、環(huán)形下集箱、外換熱管、外換熱管翅片、導(dǎo)熱擋 板、上法蘭板和環(huán)形上集箱組成，內(nèi)換熱器由內(nèi)下集箱、內(nèi)換熱管、內(nèi)換熱管翅片和內(nèi)上集 箱組成，上升管路包括外換熱器上升總管和內(nèi)換熱器上升總管，外換熱器上升總管的上端 與集汽包連通，下端與外換熱器連通，外換熱器上升總管上設(shè)有第一閘閥，內(nèi)換熱器上升總管的上端與集汽包連通，下端與內(nèi)換熱器連通，內(nèi)換熱器上升總管上設(shè)有第五閘閥，其特征 在于在所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)上連接汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和物料溫度測(cè)試 系統(tǒng)，所述汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)包括第一熱電阻、第二熱電阻、超聲波流量計(jì)、兩相流流量計(jì) 和視鏡，在第三調(diào)節(jié)閥與外換熱器之間的外換熱器進(jìn)水管以及第四調(diào)節(jié)閥與內(nèi)換熱器之間 的內(nèi)換熱器進(jìn)水管上均設(shè)有第一熱電阻和超聲波傳感器，兩個(gè)超聲波傳感器通過(guò)信號(hào)線與 超聲波流量計(jì)相連；在靠近外換熱器出口的外換熱器上升總管以及靠近內(nèi)換熱器出口的 內(nèi)換熱器上升總管上均設(shè)有第二熱電阻，外換熱器上升總管上增設(shè)第一旁通管，第一旁通 管的兩端與第一閘閥前、后的外換熱器上升總管分別連通，在第一旁通管上沿著介質(zhì)流動(dòng) 方向依次設(shè)有第二閘閥、視鏡、第三閘閥、兩相流流量計(jì)和第四閘閥；內(nèi)換熱器上升總管上 增設(shè)第二旁通管，第二旁通管的兩端與第五閘閥前、后的內(nèi)換熱器上升總管分別連通，在第 二旁通管上沿著介質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)有第六閘閥、視鏡、第七閘閥、兩相流流量計(jì)和第八閘 閥，上述壓力表、第一熱電阻、第二熱電阻、超聲波流量計(jì)和兩相流流量計(jì)均通過(guò)信號(hào)線與 數(shù)據(jù)采集器相連；所述物料溫度測(cè)試系統(tǒng)包括第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶，在外換熱器的下 法蘭板、上法蘭板和導(dǎo)熱擋板上分別布置一個(gè)第二熱電偶、一個(gè)第三熱電偶和多個(gè)第一熱 電偶，其中第二熱電偶的傳感器端插入下法蘭板上的孔內(nèi)并探入到外換熱器的物料流動(dòng)通 道內(nèi)，第三熱電偶的傳感器端插入上法蘭板上的縫隙內(nèi)并探入到外換熱器的物料流動(dòng)通道 內(nèi)，多根上下均勻分布的第一熱電偶的傳感器端插入導(dǎo)熱擋板上的孔內(nèi)并探入到外換熱器 的物料流動(dòng)通道內(nèi)，上述第一熱電偶、第二熱電偶和第三熱電偶均通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集 器相連。
在所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)上增設(shè)壁面溫度測(cè)試系統(tǒng)，壁面溫度測(cè) 試系統(tǒng)包括第四熱電偶、第五熱電偶、第六熱電偶、第七熱電偶、第八熱電偶、第九熱電偶、 第十熱電偶、第十一熱電偶和第十二熱電偶，在外換熱器的導(dǎo)熱擋板上，上下均勻布置多個(gè) 第五熱電偶，在所述的外換熱的導(dǎo)熱擋板與外換熱管的交界處上下均勻布置多個(gè)第四熱電 偶，第四熱電偶和第五熱電偶的偶絲分別焊接在所述的導(dǎo)熱擋板上；在所述的外換熱管的 外換熱管翅片的邊緣和根部分別布置多個(gè)第六熱電偶和第七熱電偶，第六熱電偶和第七熱 電偶的偶絲分別焊接在外換熱管翅片上；在內(nèi)換熱器內(nèi)下集箱的兩端底部分別布置一個(gè)第 八熱電偶，在內(nèi)換熱器內(nèi)上集箱的兩端頂部分別布置一個(gè)第九熱電偶，第八熱電偶和第九 熱電偶的偶絲分別焊接在內(nèi)下集箱和內(nèi)上集箱上；在內(nèi)換熱管的內(nèi)換熱管翅片的邊緣和根 部分別布置多個(gè)第十熱電偶和第十一熱電偶，第十熱電偶和第十一熱電偶的偶絲分別焊接 在內(nèi)換熱管翅片上，在所述的內(nèi)換熱管外表面上布置多個(gè)第十二熱電偶，第四熱電偶、第五 熱電偶、第六熱電偶、第七熱電偶、第八熱電偶、第九熱電偶、第十熱電偶、第十一熱電偶和 第十二熱電偶通過(guò)信號(hào)線與數(shù)據(jù)采集器相連。
在所述汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)一側(cè)增設(shè)強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)，強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)包括水 箱、水泵、供水總管、外換熱器供水支管、內(nèi)換熱器供水支管、外換熱器回水支管、內(nèi)換熱器 回水支管和回水總管，其中水泵的一端與水箱連通，另一端與供水總管的一端連通，供水總 管的另一端分別與外換熱器供水支管和內(nèi)換熱器供水支管的一端連通，外換熱器供水支管 的另一端與位于第三調(diào)節(jié)閥和超聲波傳感器之間的外換熱器進(jìn)水管連通，在外換熱器供水 支管上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥，內(nèi)換熱器供水支管的另一端與位于第四調(diào)節(jié)閥和超聲波傳感器之間的內(nèi)換熱器進(jìn)水管連通，在內(nèi)換熱器供水支管上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥；回水總管的一端與水 箱連通，另一端分別與外換熱器回水支管和內(nèi)換熱器回水支管的一端分別連通，外換熱器 回水支管的另一端與位于視鏡和第三閘閥之間的第一旁通管連通，在外換熱器回水支管上 設(shè)有第十閘閥，內(nèi)換熱器回水支管的另一端與位于視鏡和第七閘閥之間的第二旁通管連 通，在內(nèi)換熱器回水支管上設(shè)有第九閘閥。
優(yōu)選的，所述的第四熱電偶、第五熱電偶、第六熱電偶與第一熱電偶的數(shù)量相等。
優(yōu)選的，所述的第十熱電偶、第十一熱電偶與第十二熱電偶的數(shù)量相等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是1、本發(fā)明的罐式煅燒爐高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在罐式煅燒爐正常 運(yùn)行時(shí)對(duì)外換熱器和內(nèi)換熱器的換熱性能進(jìn)行在線測(cè)試和實(shí)驗(yàn)，可以得到換熱器內(nèi)部物料 溫度分布、進(jìn)口和出口物料溫度、外換熱管壁溫、內(nèi)換熱管壁溫、導(dǎo)熱擋板壁溫、外換熱管翅 片溫度和內(nèi)換熱管翅片溫度，可以得到外換熱器和內(nèi)換熱器入口工質(zhì)的流量和溫度、出口 工質(zhì)的流量、溫度、截面含汽率和循環(huán)倍率等參數(shù)，因而能夠分別計(jì)算出外換熱器和內(nèi)換熱 器的換熱量。由于罐式煅燒爐每個(gè)煅燒罐的高溫煅后焦排料量是一定的，很容易通過(guò)稱(chēng)重 法測(cè)量，因而也可以計(jì)算出換熱器的換熱效率；2、物料溫度測(cè)試系統(tǒng)和壁面溫度測(cè)試系統(tǒng)可以測(cè)得的換熱器內(nèi)部物料溫度分布、進(jìn)口 和出口物料溫度、外換熱管壁溫、內(nèi)換熱管壁溫、導(dǎo)熱擋板壁溫、外換熱管翅片溫度和內(nèi)換 熱管翅片溫度等參數(shù)，可以為換熱器的各種零件材質(zhì)選型以及換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)；3、在汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)一側(cè)增設(shè)強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)，使本發(fā)明可以進(jìn)行換熱器內(nèi)無(wú)相 變換熱的換熱性能試驗(yàn)，便于研究換熱器內(nèi)部物料的傳熱機(jī)理、傳熱途徑、固體物物料與換 熱管之間的換熱性能及強(qiáng)化方法，為改進(jìn)換熱器的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。


圖1是該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)的外換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)的內(nèi)換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、水箱2、水泵3、供水總管4、外換熱器5、第一熱電偶6、第二熱電 偶7、內(nèi)換熱器8、第一熱電阻9、外換熱器進(jìn)水管10、內(nèi)換熱器進(jìn)水管11、超聲波 傳感器12、第一調(diào)節(jié)閥13、第二調(diào)節(jié)閥14、外換熱器供水支管15、內(nèi)換熱器供水支 管16、第三調(diào)節(jié)閥17、第四調(diào)節(jié)閥18、超聲波流量計(jì)19、下降總管20、第一閘閥 21、數(shù)據(jù)采集器22、外換熱器上升總管23、第四閘閥24、內(nèi)換熱器上升總管25、第八 閘閥26、集汽包 27、信號(hào)線 28、壓力表29、兩相流流量計(jì)30、第五閘閥31、第 七閘閥32、第二旁通管33、第一旁通管34、視鏡35、第六閘閥36、第二閘閥37、 內(nèi)換熱器回水支管38、第九閘閥39、外換熱器回水支管40、第十閘閥41、第三閘閥 42、第二熱電阻43、回水總管44、第三熱電偶45、下法蘭板46、環(huán)形下集箱47、外 換熱管48、外換熱管翅片49、導(dǎo)熱擋板50、第四熱電偶51、第五熱電偶52、上法蘭 板53、環(huán)形上集箱54、第六熱電偶55、第七熱電偶56、第八熱電偶57、內(nèi)下集箱58、內(nèi)換熱管59、內(nèi)換熱管翅片60、第九熱電偶61、內(nèi)上集箱62、第十熱電偶63、 第十一熱電偶64、第十二熱電偶。
具體實(shí)施方式
圖f 5是該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖f 5對(duì) 該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)做進(jìn)一步說(shuō)明。
參照附圖1 :該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，包括設(shè)有壓力表28的集汽包26、 下降管路、由外換熱器4和內(nèi)換熱器7組成的換熱器和上升管路。其中下降管路的下降總管 19的一端與集汽包26連通，另一端與外換熱器進(jìn)水管9和內(nèi)換熱器進(jìn)水管10分別連通；夕卜 換熱器進(jìn)水管9與外換熱器4連通并設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥16，內(nèi)換熱器進(jìn)水管10與內(nèi)換熱器7 連通并設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥17。外換熱器4由下法蘭板45、環(huán)形下集箱46、外換熱管47、外換 熱管翅片48、導(dǎo)熱擋板49、上法蘭板52和環(huán)形上集箱53組成，內(nèi)換熱器7由內(nèi)下集箱57、 內(nèi)換熱管58、內(nèi)換熱管翅片59和內(nèi)上集箱61組成。上升管路包括外換熱器上升總管22和 內(nèi)換熱器上升總管24。外換熱器上升總管22的上端與集汽包26連通，下端與外換熱器4 連通。外換熱器上升總管22上設(shè)有第一閘閥20，內(nèi)換熱器上升總管24的上端與集汽包26 連通，下端與內(nèi)換熱器7連通，內(nèi)換熱器上升總管24上設(shè)有第五閘閥30。在第三調(diào)節(jié)閥16 與外換熱器4之間的外換熱器進(jìn)水管9以及第四調(diào)節(jié)閥17與內(nèi)換熱器7之間的內(nèi)換熱器 進(jìn)水管10上均設(shè)有第一熱電阻8和超聲波傳感器11，兩個(gè)超聲波傳感器11通過(guò)信號(hào)線27 與超聲波流量計(jì)18相連。在靠近外換熱器4出口的外換熱器上升總管22以及靠近內(nèi)換熱 器7出口的內(nèi)換熱器上升總管24上均設(shè)有第二熱電阻42。外換熱器上升總管22上增設(shè)第 一旁通管33，第一旁通管33的兩端與第一閘閥20前、后的外換熱器上升總管22分別連通， 在第一旁通管33上沿著介質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)有第二閘閥36、視鏡34、第三閘閥41、兩相流 流量計(jì)29和第四閘閥23。內(nèi)換熱器上升總管24上增設(shè)第二旁通管32，第二旁通管2的兩 端與第五閘閥30前、后的內(nèi)換熱器上升總管24分別連通，在第二旁通管32上沿著介質(zhì)流 動(dòng)方向依次設(shè)有第六閘閥35、視鏡34、第七閘閥31、兩相流流量計(jì)29和第八閘閥25。增設(shè) 強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)，包括水箱1、水泵2、供水總管3、外換熱器供水支管14、內(nèi)換熱器供水支 管15、外換熱器回水支管39、內(nèi)換熱器回水支管37和回水總管43。其中水泵2的一端與 水箱I連通，另一端與供水總管3的一端連通；供水總管3的另一端分別與外換熱器供水支 管14和內(nèi)換熱器供水支管15的一端分別連通；外換熱器供水支管14的另一端與位于第三 調(diào)節(jié)閥16和超聲波傳感器11之間的外換熱器進(jìn)水管9連通，在外換熱器供水支管14上設(shè) 有第一調(diào)節(jié)閥12 ;內(nèi)換熱器供水支管15的另一端與位于第四調(diào)節(jié)閥17和超聲波傳感器11 之間的內(nèi)換熱器進(jìn)水管10連通，在內(nèi)換熱器供水支管15上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥13?；厮偣?43的一端與水箱I連通，另一端分別與外換熱器回水支管39和內(nèi)換熱器回水支管37的一 端分別連通；外換熱器回水支管39的另一端與位于視鏡34和第三閘閥41之間的第一旁通 管33連通，在外換熱器回水支管39上設(shè)有第十閘閥40 ;內(nèi)換熱器回水支管37的另一端與 位于視鏡34和第七閘閥31之間的第二旁通管32連通，在內(nèi)換熱器回水支管37上設(shè)有第 九閘閥38。
沿外換熱器4短軸方向的換熱器縱向截面，在外換熱器4正面位置的下法蘭板45、 上法蘭板52和導(dǎo)熱擋板49上分別布置一個(gè)第二熱電偶6、一個(gè)第三熱電偶44和五個(gè)第一熱電偶5。其中第二熱電偶6的傳感器端插入下法蘭板45上的孔內(nèi)并探入到外換熱器4的物料流動(dòng)通道內(nèi)，第三熱電偶44的傳感器端插入上法蘭板52上的縫隙內(nèi)并探入到外換熱器4的物料流動(dòng)通道內(nèi)，五個(gè)上下均勻分布的第一熱電偶5的傳感器端插入導(dǎo)熱擋板49上的孔內(nèi)并探入到外換熱器4的物料流動(dòng)通道內(nèi)。
參照附圖疒3 :沿外換熱器4短軸方向的換熱器縱向截面，在外換熱器4背面位置的導(dǎo)熱擋板49上上下均勻布置五個(gè)第五熱電偶51，在外換熱器4背面位置的導(dǎo)熱擋板49 與外換熱管47的交界處上下均勻布置五個(gè)第四熱電偶50，第四熱電偶50和第五熱電偶51 的偶絲分別焊接在所述的導(dǎo)熱擋板49上。在外換熱管47的外換熱管翅片48的邊緣和根部分別布置五個(gè)第六熱電偶54和第七熱電偶55，第六熱電偶54和第七熱電偶55的偶絲分別焊接在外換熱管翅片48上。
參照附圖Γ5 :在內(nèi)換熱器7的內(nèi)下集箱57的兩端底部分別布置一個(gè)第八熱電偶 56,在內(nèi)換熱器7的內(nèi)上集箱61的兩端頂部分別布置一個(gè)第九熱電偶60,第八熱電偶56和第九熱電偶60的偶絲分別焊接在內(nèi)下集箱57和內(nèi)上集箱61上。在位于中間位置的內(nèi)換熱管58的內(nèi)換熱管翅片59的邊緣和根部分別布置三個(gè)第十熱電偶62和第十一熱電偶63， 第十熱電偶62和第i^一熱電偶63的偶絲分別焊接在內(nèi)換熱管翅片59上。在中間位置的內(nèi)換熱管58外表面上布置三個(gè)第十二熱電偶64。
壓力表28、第一熱電阻8、第二熱電阻42、超聲波流量計(jì)18、兩相流流量計(jì)29、第一熱電偶5、第二熱電偶6、第三熱電偶44、第四熱電偶50、第五熱電偶51、第六熱電偶54、第七熱電偶55、第八熱電偶56、第九熱電偶60、第十熱電偶62、第^ 熱電偶63、第十二熱電偶64通過(guò)信號(hào)線27與數(shù)據(jù)采集器21相連。
工作原理與工作過(guò)程如下第一熱電阻8和超聲波流量計(jì)18用于測(cè)量外換熱器4 和內(nèi)換熱器7入口工質(zhì)的溫度和流量，第二熱電阻42用于測(cè)量外換熱器4和內(nèi)換熱器7出口汽水混合物的溫度，兩相流流量計(jì)29用于測(cè)量外換熱器4和內(nèi)換熱器7出口汽水混合物的兩相流參數(shù)。視鏡34用于觀察和拍攝外換熱器4和內(nèi)換熱器7出口汽水混合物的流型。 第二熱電偶6、第三熱電偶44和第一熱電偶5分別用于測(cè)量換熱器入口、出口和內(nèi)部的煅后焦溫度。通過(guò)改變第二熱電偶6、第三熱電偶44和第一熱電偶5的插入深度，可以測(cè)量換熱器內(nèi)不同插入深度的物料溫度。第四熱電偶50和第五熱電偶51分別用 于測(cè)量導(dǎo)熱擋板 49中間和邊緣位置的溫度，第六熱電偶54和第七熱電偶55分別用于測(cè)量外換熱管翅片48 的邊緣和根部的壁面溫度，第八熱電偶56和第九熱電偶60分別用于測(cè)量?jī)?nèi)下集箱57和內(nèi)上集箱61端部的壁面溫度，第十熱電偶62和第十一熱電偶63分別用于測(cè)量?jī)?nèi)換熱管翅片 59的邊緣和根部的壁面溫度，第十二熱電偶64用于測(cè)量?jī)?nèi)換熱管58的壁面溫度。
在高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)正常工作且不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，第三調(diào)節(jié)閥 16、第四調(diào)節(jié)閥17、第一閘閥20和第五閘閥30處于開(kāi)啟狀態(tài)，其它調(diào)節(jié)閥和閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，集汽包26內(nèi)的水經(jīng)過(guò)下降總管19分別進(jìn)入內(nèi)換熱器7和外換熱器4，在內(nèi)換熱器7和外換熱器4內(nèi)被加熱,一部分水蒸發(fā)變成蒸汽，從內(nèi)換熱器7流出來(lái)的汽水混合物經(jīng)過(guò)內(nèi)換熱器上升總管24進(jìn)入集汽包26，從外換熱器4流出來(lái)的汽水混合物經(jīng)過(guò)外換熱器上升總管22進(jìn)入集汽包26。
該高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)上可以進(jìn)行換熱器正常工作時(shí)的換熱器性能試驗(yàn)和換熱器內(nèi)無(wú)相變換熱的換熱性能試驗(yàn)。在進(jìn)行換熱器正常工作時(shí)的換熱器性能試驗(yàn)時(shí)，第三調(diào)節(jié)閥16和第四調(diào)節(jié)閥17保持開(kāi)啟狀態(tài)，依次開(kāi)啟第一旁通管33上的第二閘閥 36、第三閘閥41和第四閘閥23及第二旁通管32上的第六閘閥35、第七閘閥31和第八閘閥 25，然后關(guān)閉第一閘閥20和第五閘閥30，其它調(diào)節(jié)閥和閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)。待換熱器內(nèi)的 工質(zhì)流動(dòng)穩(wěn)定后，可進(jìn)行試驗(yàn)。此時(shí)，集汽包26內(nèi)的水經(jīng)過(guò)下降總管19分別進(jìn)入內(nèi)換熱器 7和外換熱器4,在內(nèi)換熱器7和外換熱器4內(nèi)被加熱,一部分水蒸發(fā)變成蒸汽,從內(nèi)換熱器 7流出來(lái)的汽水混合物依次經(jīng)過(guò)第一旁通管33上的第二閘閥36、視鏡34、第三閘閥41、兩 相流流量計(jì)29和第四閘閥23，然后經(jīng)過(guò)內(nèi)換熱器上升總管24進(jìn)入集汽包26 ;從外換熱器 4流出來(lái)的汽水混合物依次經(jīng)過(guò)第二旁通管32上的第六閘閥35、視鏡34、第七閘閥31、兩 相流流量計(jì)29和第八閘閥25，然后再經(jīng)過(guò)外換熱器上升總管22進(jìn)入集汽包26。通過(guò)調(diào)整 第三調(diào)節(jié)閥16的開(kāi)度，來(lái)調(diào)整外換熱器4的工質(zhì)流量和循環(huán)倍率；通過(guò)調(diào)整第四調(diào)節(jié)閥17 的開(kāi)度，來(lái)調(diào)整內(nèi)換熱器7的工質(zhì)流量和循環(huán)倍率。
在進(jìn)行換熱器內(nèi)無(wú)相變換熱的換熱性能試驗(yàn)時(shí)，第一調(diào)節(jié)閥12、第二調(diào)節(jié)閥13、 第二閘閥36、第六閘閥35、第九閘閥38和第十閘閥40處于開(kāi)啟狀態(tài)，第三調(diào)節(jié)閥16、第四 調(diào)節(jié)閥17、第一閘閥20、第三閘閥41、第四閘閥23、第五閘閥30、第七閘閥31和第八閘閥 25處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)，水箱I內(nèi)的水在水泵2的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)供水總管3分別進(jìn)入外換熱 器供水支管14和內(nèi)換熱器供水支管15，然后再分別經(jīng)過(guò)外換熱器進(jìn)水管9和內(nèi)換熱器進(jìn)水 管10分別進(jìn)入內(nèi)換熱器7和外換熱器4，在內(nèi)換熱器7和外換熱器4內(nèi)被加熱，從內(nèi)換熱器 7流出來(lái)的水依次經(jīng)過(guò)第一旁通管33、外換熱器回水支管39和回水總管43，最后回到水箱 I ;從外換熱器7流出來(lái)的水依次經(jīng)過(guò)第二旁通管32、內(nèi)換熱器回水支管37和回水總管43， 最后回到水箱I。通過(guò)調(diào)整第一調(diào)節(jié)閥12的開(kāi)度，來(lái)調(diào)整外換熱器4的工質(zhì)流量和出口溫 度等參數(shù)；通過(guò)調(diào)整第二調(diào)節(jié)閥13的開(kāi)度，來(lái)調(diào)整內(nèi)換熱器7的工質(zhì)流量和出口溫度等參 數(shù)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專(zhuān)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(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，包括高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)，所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)包括設(shè)有壓力表(28)的集汽包(26)、下降管路、上升管路、由外換熱器(4)和內(nèi)換熱器(7)組成的換熱器，其中下降管路的下降總管(19)的一端與集汽包(26)連通，另一端與外換熱器進(jìn)水管(9)和內(nèi)換熱器進(jìn)水管(10)分別連通，外換熱器進(jìn)水管(9 )與外換熱器(4 )連通并設(shè)有第三調(diào)節(jié)閥(16 )，內(nèi)換熱器進(jìn)水管(10 )與內(nèi)換熱器(7)連通并設(shè)有第四調(diào)節(jié)閥(17)，外換熱器(4)由下法蘭板(45)、環(huán)形下集箱(46)、外換熱管(47)、外換熱管翅片(48)、導(dǎo)熱擋板(49)、上法蘭板(52)和環(huán)形上集箱(53)組成，內(nèi)換熱器(7)由內(nèi)下集箱(57)、內(nèi)換熱管(58)、內(nèi)換熱管翅片(59)和內(nèi)上集箱(61)組成，上升管路包括外換熱器上升總管(22)和內(nèi)換熱器上升總管(24)，外換熱器上升總管(22)的上端與集汽包(26)連通，下端與外換熱器(4)連通，外換熱器上升總管(22)上設(shè)有第一閘閥(20)，內(nèi)換熱器上升總管(24)的上端與集汽包(26)連通，下端與內(nèi)換熱器(7)連通，內(nèi)換熱器上升總管(24)上設(shè)有第五閘閥(30)，其特征在于在所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)上連接汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和物料溫度測(cè)試系統(tǒng)，所述汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)包括第一熱電阻(8)、第二熱電阻(42)、超聲波流量計(jì)(18)、兩相流流量計(jì)(29)和視鏡(34)，在第三調(diào)節(jié)閥(16)與外換熱器(4)之間的外換熱器進(jìn)水管(9)以及第四調(diào)節(jié)閥(17)與內(nèi)換熱器(7) 之間的內(nèi)換熱器進(jìn)水管(10)上均設(shè)有第一熱電阻(8)和超聲波傳感器(11)，兩個(gè)超聲波傳感器(11)通過(guò)信號(hào)線(27 )與超聲波流量計(jì)(18 )相連；在靠近外換熱器(4 )出口的外換熱器上升總管(22)以及靠近內(nèi)換熱器(7)出口的內(nèi)換熱器上升總管(24)上均設(shè)有第二熱電阻(42)，外換熱器上升總管(22)上增設(shè)第一旁通管(33)，第一旁通管(33)的兩端與第一閘閥(20)前、后的外換熱器上升總管(22)分別連通，在第一旁通管(33)上沿著介質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)有第二閘閥(36 )、視鏡(34 )、第三閘閥(41)、兩相流流量計(jì)(29 )和第四閘閥(23 );內(nèi)換熱器上升總管(24)上增設(shè)第二旁通管(32)，第二旁通管(2)的兩端與第五閘閥(30)前、 后的內(nèi)換熱器上升總管(24)分別連通，在第二旁通管(32)上沿著介質(zhì)流動(dòng)方向依次設(shè)有第六閘閥(35 )、視鏡(34)、第七閘閥(31)、兩相流流量計(jì)(29 )和第八閘閥(25 )，上述壓力表 (28)、第一熱電阻(8)、第二熱電阻(42)、超聲波流量計(jì)(18)和兩相流流量計(jì)(29)均通過(guò)信號(hào)線(27)與數(shù)據(jù)采集器(21)相連；所述物料溫度測(cè)試系統(tǒng)包括第一熱電偶(5)、第二熱電偶(6)和第三熱電偶(44)，在外換熱器(4)的下法蘭板(45)、上法蘭板(52)和導(dǎo)熱擋板(49)上分別布置一個(gè)第二熱電偶(6)、一個(gè)第三熱電偶(44)和多個(gè)第一熱電偶(5),其中第二熱電偶(6)的傳感器端插入下法蘭板(45)上的孔內(nèi)并探入到外換熱器(4)的物料流動(dòng)通道內(nèi)，第三熱電偶(44)的傳感器端插入上法蘭板(52)上的縫隙內(nèi)并探入到外換熱器(4)的物料流動(dòng)通道內(nèi)，多根上下均勻分布的第一熱電偶(5)的傳感器端插入導(dǎo)熱擋板(49)上的孔內(nèi)并探入到外換熱器(4)的物料流動(dòng)通道內(nèi)，上述第一熱電偶(5 )、第二熱電偶(6 )和第三熱電偶(44)均通過(guò)信號(hào)線(27 ) 與數(shù)據(jù)采集器(21)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于在所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)上增設(shè)壁面溫度測(cè)試系統(tǒng)，壁面溫度測(cè)試系統(tǒng)包括第四熱電偶(50)、第五熱電偶(51)、第六熱電偶(54)、第七熱電偶(55)、第八熱電偶(56)、第九熱電偶(60)、第十熱電偶(62)、第i^一熱電偶(63)和第十二熱電偶(64)，在外換熱器(4)的導(dǎo)熱擋板(49 )上，上下均勻布置多個(gè)第五熱電偶(51)，在所述的導(dǎo)熱擋板(49 )與外換熱管(47 )的交界處上下均勻布置多個(gè)第四熱電偶(50)，第四熱電偶(50)和第五熱電偶(51)的偶絲分別焊接在所述的導(dǎo)熱擋板(49)上；在所述的外換熱管(47)的外換熱管翅片(48)的邊緣和根部分別布置多個(gè)第六熱電偶(54)和第七熱電偶(55)，第六熱電偶(54)和第七熱電偶 (55)的偶絲分別焊接在外換熱管翅片(48)上；在內(nèi)換熱器(7)內(nèi)下集箱(57)的兩端底部分別布置一個(gè)第八熱電偶(56 )，在內(nèi)換熱器(7 )內(nèi)上集箱(61)的兩端頂部分別布置一個(gè)第九熱電偶(60)，第八熱電偶(56)和第九熱電偶(60)的偶絲分別焊接在內(nèi)下集箱(57)和內(nèi)上集箱(61)上；在內(nèi)換熱管(58)的內(nèi)換熱管翅片(59)的邊緣和根部分別布置多個(gè)第十熱電偶(62)和第十一熱電偶(63)，第十熱電偶(62)和第十一熱電偶(63)的偶絲分別焊接在內(nèi)換熱管翅片(59 )上，在所述的內(nèi)換熱管(58 )外表面上布置多個(gè)第十二熱電偶(64)，第四熱電偶(50)、第五熱電偶(51)、第六熱電偶(54)、第七熱電偶(55)、第八熱電偶(56)、第九熱電偶(60)、第十熱電偶(62)、第十一熱電偶(63)和第十二熱電偶(64)均通過(guò)信號(hào)線(27) 與數(shù)據(jù)采集器(21)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于在所述汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)一側(cè)增設(shè)強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)，強(qiáng)制冷卻供水系統(tǒng)包括水箱(I)、水泵(2)、供水總管(3)、外換熱器供水支管(14)、內(nèi)換熱器供水支管(15)、外換熱器回水支管(39)、內(nèi)換熱器回水支管(37)和回水總管(43)，其中水泵(2)的一端與水箱(I)連通，另一端與供水總管(3)的一端連通，供水總管(3)的另一端分別與外換熱器供水支管(14)和內(nèi)換熱器供水支管(15)的一端連通，外換熱器供水支管(14)的另一端與位于第三調(diào)節(jié)閥(16)和超聲波傳感器(11)之間的外換熱器進(jìn)水管(9 )連通，在外換熱器供水支管(14 )上設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥(12)，內(nèi)換熱器供水支管(15)的另一端與位于第四調(diào)節(jié)閥(17)和超聲波傳感器(11)之間的內(nèi)換熱器進(jìn)水管(10)連通，在內(nèi)換熱器供水支管(15)上設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥(13);回水總管(43)的一端與水箱(I)連通，另一端分別與外換熱器回水支管(39)和內(nèi)換熱器回水支管 (37)的一端分別連通，外換熱器回水支管(39)的另一端與位于視鏡(34)和第三閘閥(41) 之間的第一旁通管(33)連通，在外換熱器回水支管(39)上設(shè)有第十閘閥(40)，內(nèi)換熱器回水支管(37)的另一端與位于視鏡(34)和第七閘閥(31)之間的第二旁通管(32)連通，在內(nèi)換熱器回水支管(37 )上設(shè)有第九閘閥(38 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的第四熱電偶(50)、第五熱電偶(51)、第六熱電偶(54)與第一熱電偶(5)的數(shù)量相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的第十熱電偶(62)、第i^一熱電偶(63)與第十二熱電偶(64)的數(shù)量相等。
全文摘要
高溫煅后焦換熱器在線試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于固體高溫物料余熱利用技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于在所述高溫煅后焦余熱利用汽水循環(huán)系統(tǒng)上連接汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)和物料溫度測(cè)試系統(tǒng)，所述汽水參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)包括第一熱電阻(8)、第二熱電阻(42)、超聲波流量計(jì)(18)、兩相流流量計(jì)(29)和視鏡(34)，在第三調(diào)節(jié)閥(16)與外換熱器(4)之間的外換熱器進(jìn)水管(9)上設(shè)有第一熱電阻(8)和超聲波傳感器(11)，在第四調(diào)節(jié)閥(17)與內(nèi)換熱器(7)之間的內(nèi)換熱器進(jìn)水管(10)上設(shè)有第一熱電阻(8)和超聲波傳感器(11)，兩個(gè)超聲波傳感器(11)通過(guò)信號(hào)線(27)與超聲波流量計(jì)(18)相連。能夠在罐式煅燒爐上對(duì)高溫煅后焦專(zhuān)用換熱器進(jìn)行綜合性能試驗(yàn)和測(cè)試。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102998138SQ20121056909
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者劉永啟, 劉瑞祥, 王佐峰, 于如軍, 高振強(qiáng), 鄭斌, 王佐任, 王磊, 陳家光 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)