Теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов

 

Использование: в металлургии, в частности в устройствах для охлаждения высокотемпературных запыленных печных газов. Сущность изобретения: теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов содержит экранированный газоход со сводом и размещенными в нем поверхностями теплообмена, подвижную разделительную перегородку из термосифонов, размещенную между теплообменными поверхностями с возможностью перекрытия или частичного заполнения сечения газохода. Конденсационные зоны размещены за пределами газохода и снабжены холодильниками, выполненными в виде камер с двойными стенками, жестко закрепленными на своде газохода, во внутренней полости которых установлены на скользящей посадке термосифоны с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Наружная полость камер заполнена циркулирующим в системе агрегата теплоносителем. Внутренняя полость заполнена теплопроводной массой и снабжена расположенным в ее нижней части на границе испарительной и конденсационной зон узлом уплотнения, который выполнен в виде жестко установленных на термосифонах бункеров-уплотнителей (БУ). Верхняя часть БУ выполнена с подпружиненными закругленными кромками. В верхней части холодильника над его внутренней полостью установлен загрузочный бункер. На каждом термосифоне закреплены по длине конденсационной зоны разгрузочные кольца-рыхлители, расположенные во внутренней полости холодильника с определенным шагом. 6 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для охлаждения высокотемпературных запыленных печных газов, а также регулирования газового потока от 0-100 %.

Известно устройство для охлаждения высокотемпературных запыленных газов, представляющее собой многоходовой экранированный газоход с размещенными в нем теплообменными поверхностями в виде трубных панелей с коллекторами, снабженный установкой из перегородки, свободно перемещающейся вверх и вниз, собранной из ряда заглушенных с торцов трубчатых термосифонов, установленных вплотную друг к другу и жестко соединенных между собой или с определенным шагом между ними. Перегородка закреплена на своде газохода и подвешена с помощью грузоподъемного механизма. Термосифоны размещены между теплообменными поверхностями в газоходе таким образом, что их испарительные зоны выведены в высокотемпературную зону и перекрывают сечение газохода, а их конденсационные зоны выведены за пределы газохода и снабжены холодильниками, соединенными подъемными и опускными трубопроводами, соответственно, с контуром циркуляции хладагента в агрегате [1].

Указанные холодильники выполнены в виде камер с двойными стенками, жестко закрепленными на своде газохода, во внутренней полости которых на скользящей посадке установлены термосифоны. Наружная полость камер заполнена теплоносителем, циркулирующим в агрегате, а внутренняя полость - теплопроводной массой.

Использование в узле уплотнения подпружиненных башмаков делает конструкцию сложной и ненадежной в эксплуатации, а в условиях отдельно стоящих термосифонов практически невыполнимой.

Ненадежность в работе состоит в том, что при появлении отдушин или налипании пыли на испарительную поверхность труб-термосифонов, отложения пыли на поверхностях будут неравномерны, из-за чего появится просыпь термопроводной массы, что неизбежно приведет к пережогу труб-термосифонов. Кроме того, из-за неровностей на трубах появятся большие, неподдающиеся определению, изгибающие усилия в башмаках из-за поперечного движения труб относительно башмаков-уплотнителей. В процессе длительного перемещения труб-термосифонов теплопроводная масса может уплотниться (слежаться), т.е. появится свободное отверстие для труб, что приведет к снижению объема тепла, а также к пережогу труб. При замене труб-термосифонов теплопроводная масса вся проваливается в газоход и в дальнейшем не используется.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности агрегата при его эксплуатации в условиях высокотемпературных загрязненных летучими пылями газов при переменных металлургических процессах.

Указанный технический результат достигается тем, что теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов, содержащий экранированный газоход со сводом и размещенными в нем поверхностями теплообмена, подвижную разделительную перегородку из термосифонов, размещенную между теплообменными поверхностями с возможностью перекрытия или частичного заполнения сечения газохода, при этом их испарительные зоны выведены в высокотемпературную зону газохода, а их конденсационные зоны размещены за пределами газохода и снабжены холодильниками, выполненными в виде камер с двойными стенками, жестко закрепленными на своде газохода, во внутренней полости которых установлены на скользящей посадке термосифоны с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, наружная полость камер заполнена циркулирующим в системе агрегата теплоносителем, а внутренняя полость - теплопроводной массой и снабжена расположенным в ее нижней части узлом уплотнения, согласно изобретению снабжен загрузочным бункером, установленным в верхней части холодильника над его внутренней полостью, и разгрузочными кольцами-рыхлителями, закрепленными на каждом термосифоне по длине конденсационной зоны и расположенными во внутренней полости холодильника с определенным шагом, а узел уплотнения расположен на границе испарительной и конденсационной зон и выполнен в виде жестко установленных на термосифонах бункеров-уплотнителей, верхняя часть которых выполнена с подпружиненными закругленными кромками.

Совокупность перечисленных существенных признаков позволит: - упростить конструкцию узла уплотнения теплопроводной массы; - исключить просыпь теплопроводной массы за счет установки бункеров-уплотнителей и загрузочных бункеров; - повысить надежность работы агрегата в условиях высокотемпературных газов, запыленных липучими пылями, за счет установки бункеров-уплотнителей, разгрузочных колец-рыхлителей и загрузочных бункеров.

На фиг. 1 показан теплоутилизационный агрегат-охладитель печных газов, общий вид; на фиг. 2, 3 - разделительная перегородка; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - узел I установки бункера-уплотнителя и разгрузочных колец.

Теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих высокотемпературных газов с летучими пылями представляет собой многоходовой экранированный газоход 1 с размещенными в нем теплообменными экранными 2 и конвективными 3 поверхностями в виде трубных панелей с коллекторами 4, снабженный установленной со свободой перемещения вверх и вниз разделительной перегородкой 5, собранной из ряда заглушенных с торцов трубчатых термосифонов 6, установленных вплотную друг к другу и жестко соединенных между собой проставками из полосы. Когда нет необходимости в полном или частичном перекрытии всего сечения прохода газов термосифоны могут быть установлены с определенным шагом между ними. В этом случае шаг между сифонами должен быть выдержан с достаточным интервалом, чтобы исключить возможность зашлакования между термосифонами и достичь максимального теплообмена.

Разделительная перегородка 5 может быть установлена на своде газохода 1. Термосифоны 6 размещены в газоходе 1 таким образом, что их испарительные зоны 7 выведены в высоко температурную зону, а их конденсационные зоны 8 выведены за пределы газохода и снабжены холодильниками 9, соединенными заливными паросборными коллекторами 10 и 11 с контуром циркуляции хладагента агрегата. Холодильники 9 выполнены в виде камер с двойными стенками 12, установленных на своде газохода, во внутренней полости 13 которых на скользящей посадке установлены термосифоны 6, причем внутренняя полость 13 может иметь два варианта исполнения: первый - для разделительных перегородок (объединяет все термосифоны 6); другая - индивидуальная для каждого термосифона отдельно. Наружная полость 14 заполнена теплоносителем, циркулирующим в агрегате, а внутренняя полость 13 - теплопроводной массой 15.

На границе испарительной и конденсационных зон жестко на термосифонах установлены бункеры-уплотнители 16, а в верхней части - опорный ограничитель 17, по длине конденсационной зоны 8 с определенным шагом к теплосифонам закреплены разгрузочные кольца-рыхлители 18. Верхняя часть бункеров-уплотнителей 16 имеет подпружиненные закругленные кромки 19. Сверху непосредственно к внутренней полости 13 жестко установлен загрузочный бункер 20, для разделительной перегородки объединенный, а для отдельных термосифонов 6 индивидуальный.

Теплоутилизационный агрегат работает следующим образом.

Отходящие от металлургических печей высокотемпературные запыленные газы с летучими пылями поступают в многоходовый газоход 1, где они охлаждаются, отдавая свое тепло теплообменным поверхностям 2 и 3, состоящим из термосифонов 6, подвешенных на своде, что способствует эффективному омыванию поверхностей нагрева печными газами, изменение сечения газохода производится за счет поднятия или опускания разделительной перегородки 5.

При подъеме термосифонов 6 их испарительные зоны 7 могут иметь гарнисаж или отдушины на трубе, устройство позволяет свободно двигаться во внутренней полости 13 холодильников, которая имеет большие размеры, чем термосифоны, при этом бункер-уплотнитель 16 вместе с разгрузочными кольцами-рыхлителями 18 принимает теплопроводную массу вверх в загрузочный бункер 20, причем при подъеме теплопроводной массы 16 подпружиненные закругленные кромки 19 создают уплотнение и скольжение во внутренней поверхности полости 13, а разгрузочные кольца-рыхлители 18 держат свой столб и рыхлят слежавшуюся теплопроводную массу. Верхний рабочий подъем термосифонов 6 производится до положения, когда бункер-уплотнитель 16 будет находиться в верхней части внутренней полости 13, исключая просыпь массы 15, а нижнее рабочее положение термосифонов фиксируется в верхней части внутренней полости 13 опорных ограничителей 17, когда бункер-уплотнитель находится в самом нижнем положении полости 13.

Формула изобретения

Теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов, содержащий экранированный газоход со сводом и размещенными в нем поверхностями теплообмена, подвижную разделительную перегородку из термосифонов, размещенную между теплообменными поверхностями с возможностью перекрытия или частичного заполнения сечения газохода, при этом их испарительные зоны выведены в высокотемпературную зону газохода, а конденсационные зоны размещены за пределами газохода и снабжены холодильниками, выполненными в виде камер с двойными стенками, жестко закрепленными на своде газохода, во внутренней полости которых установлены на скользящей посадке термосифоны с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, наружная полость камер заполнена циркулирующим в системе агрегата теплоносителем, а внутренняя полость - теплопроводной массой и снабжена расположенным в ее нижней части узлом уплотнения, отличающийся тем, что он снабжен загрузочным бункером, установленным в верхней части холодильника над его внутренней полостью, и разгрузочными кольцами-рыхлителями, закрепленными на каждом термосифоне по длине конденсационной зоны и расположенными во внутренней полости холодильника с определенным шагом, а узел уплотнения расположен на границе испарительной и конденсационной зон и выполнен в виде жестко установленных на термосифонах бункеров-уплотнителей, верхняя часть которых выполнена с подпружиненными закругленными кромками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6