一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元的制作方法
【专利摘要】一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，包括进口联箱、出口联箱、中间联箱、第一下降立管组、第二下降立管组、第一上升立管组、第二上升立管组；第一下降立管组上端与进口联箱连接，第一上升立管组上端与出口联箱连接，第一下降立管组下端和第一上升立管组下端均与中间联箱连接；每一根第一下降立管与一根第二下降立管构成一对，每一根第一上升立管与一根第二上升立管构成一对，每一对上升立管和下降立管之间通过多根横管连接；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内相应位置处设有隔板。本实用新型的冷却效果不易因管内颗粒物沉积而降低，同时不易出现颗粒物堵塞换热管道的情况。
【专利说明】一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器冷却单元。
【背景技术】
[0002]氧化铝经旋风冷却系统，从焙烧炉旋风筒内出来时温度在250°C以上，不能直接被送入输送包装系统。为了设备及人员安全，经旋风冷却系统冷却后的氧化铝还需经流化床冷却器进行二次冷却。在流化床冷却器内，冷却水与氧化铝通过钢管壁进行间接热交换，使氧化铝温度降至80°C以下。随着焙烧炉产能不断提高，现有换热面积已无法满足要求，出四级旋风冷却器氧化铝温度已达265 °C以上，使得流化床冷却器出料温度达到100 °C左右，对氧化铝输送系统及包装工序产生了极为不利的影响，温度过高造成输送系统输送及包装袋的损坏，特别是进入夏季，气温升高，冷却效果更差，为保证冷却器出料温度在合理的范围内，焙烧炉产能受到限制。
[0003]如图8所示，现有的焙烧炉流化床冷却器冷却单元包括一个进口联箱2、一个出口联箱7、三个中间联箱(4、11、15)、四组下降立管(1、5、12、14)、四组上升立管(3、6、13、16)，每一组下降立管包括三根下降立管，每一组上升立管包括三根上升立管；第一组下降立管I的上端与进口联箱2连接，第二组下降立管14和第一组上升立管16的上端均与第一中间联箱15连接，第三组下降立管5和第二组上升立管3的上端均与第二中间联箱4连接，第四组下降立管12和第三组上升立管13的上端均与第三中间联箱11连接，第四组上升立管6的上端与出口联箱7连接；所有的下降立管和上升立管均为下端封闭的钢管；第一组下降立管I与第一组上升立管16构成三对立管，第二组下降立管14与第二组上升立管3构成三对立管，第三组下降立管5与第三组上升立管13构成三对立管，第四组下降立管12与第四组上升立管6构成三对立管，每一对的上升立管和下降立管之间通过17根横管10连接；每一对上升立管和下降立管之间的17根横管10中位于最下方的横管上设有排污支管8，12根排污支管8与一根排污总管9连接。以冷却水流过横管一次为一程,现有的流化床冷却器冷却单元的流程为4程，每一程的流通面积为17 X 3根横管的横截面积之和，实际应用中，每一程的流通面积约为0.016 m2。
[0004]现有的流化床冷却器冷却单元的流程为4程，每一程的流通面积大，冷却水流速过低，容易导致冷却水中的颗粒物沉积在换热管道内，降低换热管道的换热系数，堵塞换热管道。现有的流化床冷却器冷却单元的排污管设在底部的横管上，排污支管数目多，管路复杂，且不在冷却单元的最底部，排污不畅。随着焙烧炉产能不断提高，现有换热面积达不到冷却要求。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，以满足焙烧炉产能不断提高流化床冷却器冷却负荷增加的需要；其冷却效果不易因换热管道内冷却水中的颗粒物沉积而降低，同时不易出现冷却水中的颗粒物堵塞换热管道的情况。
[0006]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，包括一个进口联箱、一个出口联箱、一个中间联箱、第一下降立管组、第二下降立管组、第一上升立管组、第二上升立管组；所述第一下降立管组为多根第一下降立管，第一下降立管的上端与所述进口联箱连接，第一下降立管的下端与所述中间联箱连接；所述第一上升立管组为多根第一上升立管，第一上升立管的上端与所述出口联箱连接，第一上升立管的下端与所述中间联箱连接；所述第二下降立管组为多根两端封闭的第二下降立管，所述第二上升立管组为多根两端封闭的第二上升立管；每一根所述第一下降立管与一根所述第二下降立管构成一对，每一对第一下降立管、第二下降立管之间通过4XN根横管连接；每一根所述第一上升立管与一根所述第二上升立管构成一对，每一对第一上升立管、第二上升立管之间通过4XN根横管连接；所述第一下降立管、第一上升立管于与第N根和第N+1根横管连接处之间、与第3N根和第3N+1根横管连接处之间设有隔板；所述第二下降立管、第二上升立管于与第2N根和第2N+1根横管连接处之间设有隔板。
[0007]进一步，所述第一下降立管组包含的第一下降立管数与所述第二下降立管组包含的第二下降立管数相等，所述第一上升立管组包含的第一上升立管数与所述第二上升立管组包含的第二上升立管数相等；所述第一下降立管组为4-8根所述第一下降立管。
[0008]进一步,所述N为3或者4。
[0009]进一步，所述中间联箱上设有一根排污管。
[0010]进一步，所述横管为光管或波节管。
[0011]或者，所述横管为横翅片管。
[0012]进一步，所述横翅片管采用光管加焊独立横翅片制成；所述独立横翅片呈圆环状，由数控冲床整体冲压成型；独立横翅片的厚度为2-3mm,外径为45_50mm ;所述独立横翅片与所述光管采用氩气保护焊熔为一体，同一根横翅片管上相邻独立横翅片之间的距离为12_16mm0
[0013]本实用新型的积极效果在于:(I)与现有的流化床冷却器冷却单元的流程为4程不同，本实用新型的流程为8程，在流化床冷却器冷却单元的尺寸相同、横管数量相等的情况下，本实用新型每一程的流通面积为现有流化床冷却器冷却单元的一半，冷却水在本实用新型中的流速要比在现有的流化床冷却器冷却单元中增加一倍，这样可提高管内流体的携带能力，使管内的颗粒物不易沉积，降低发生换热管道堵塞的几率，同时，可降低管内污垢热阻，增大管内换热系数，提高换热效果；(2)与现有流化床冷却器冷却单元的横管采用光管或波节管不同，优选方案中，本实用新型的横管为横翅片管，这可使流化床冷却器冷却单元的换热面积增大1-2倍，可大大提高流化床冷却器冷却单元的换热效果；(3)与现有的流化床冷却器冷却单元在连接每一对上升立管和下降立管的多根横管中位于最下方的横管上设置排污支管，多根排污支管与一根排污总管连接不同，本实用新型的优选方案将排污管设置在中间联箱上，这使得排污管道结构更简洁，排污更顺畅。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型一实施例的正置结构示意图。
[0015]图2为图1所示实施例的倒置结构示意图。
[0016]图3为图1所示实施例的进口联箱和出口联箱的剖视图。
[0017]图4为图1所示实施例的中间联箱的剖视图。
[0018]图5为图1所示实施例的第一下降立管的剖视图。
[0019]图6为图1所示实施例的第二下降立管的剖视图。
[0020]图7为图1所示实施例的横翅片管的结构示意图。
[0021]图8为现有流化床冷却器冷却单元的仰视图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023]如图1?7所示，本实施例包括一个进口联箱1、一个出口联箱4、一个中间联箱8、第一下降立管组、第二下降立管组、第一上升立管组、第二上升立管组；第一下降立管组为6根第一下降立管6，第一下降立管6的上端与进口联箱I连接，第一下降立管6的下端与中间联箱8连接；第一上升立管组为6根第一上升立管7，第一上升立管7的上端与出口联箱4连接，第一上升立管7的下端与中间联箱8连接；第二下降立管组为6根两端封闭的第二下降立管2，第二上升立管组为6根两端封闭的第二上升立管3 ;每一根第一下降立管6与一根第二下降立管2构成一对，每一对第一下降立管6、第二下降立管2之间通过4X4根横翅片管5连接；每一根第一上升立管7与一根第二上升立管3构成一对，每一对第一上升立管7、第二上升立管3之间通过4X4根横翅片管5连接；第一下降立管6于与第4根和第5根横翅片管连接处之间设有隔板6-1、于与第12根和第13根横翅片管连接处之间设有隔板6-2 ;第一上升立管7于与第4根和第5根横翅片管连接处之间、与第12根和第13根横翅片管连接处之间设有隔板(未画出)；第二下降立管2于与第8根和第9根横翅片管连接处之间设有隔板2-1 ;第二上升立管3于与第8根和第9根横翅片管连接处之间设有隔板(未画出)；中间联箱8上还设有一根排污管9。
[0024]横翅片管5采用光管5-1加焊独立横翅片5-2制成；独立横翅片5_2呈圆环状，由数控冲床整体冲压成型；独立横翅片5-2的厚度为2.5mm，外径为50mm ;独立横翅片5_2与光管5-1米用IS气保护焊熔为一体，同一根横翅片管5上相邻独立横翅片5-2之间的距离为 14mmη
[0025]作业时，冷却水首先从进口联箱I进入到第一下降立管组内；然后，受第一下降立管6中隔板6-1阻隔，冷却水经第一下降立管6上的从上往下计数的第I至第4根横翅片管流入第二下降立管组；然后，受第二下降立管2中隔板2-1阻隔，冷却水经第二下降立管2上的第5至第8根横翅片管回流到第一下降立管组内；然后，受第一下降立管6中隔板6-2阻隔，冷却水经第一下降立管6上的第9至第12根横翅片管再次流入第二下降立管组内；然后，冷却水向下流动，并经第二下降立管2上的第13至第16根横翅片管再次回流到第一下降立管组内；然后，冷却水向下流入到中间联箱8，并由中间联箱8进入到第一上升立管组。冷却水在第一上升立管组和第二上升立管组之间的流动情况与其在第一下降立管组和第二下降立管组之间的流动情况类似，只是两者的方向相反，冷却水在第一下降立管组和第二下降立管组之间是由上往下流动，而在第一上升立管组和第二上升立管组之间是由下往上流动。冷却水在流化床冷却器冷却单元的流程为8程，其中，由进口联箱I流至中间联箱8需经4程，由中间联箱8流至出口联箱4又经4程。流经流化床冷却器冷却单元的冷却水均需经过中间联箱8，中间联箱8设置流化床冷却器冷却单元的底部，排污支管9设置在中间联箱8上，这使得排污管道结构更简洁，排污更顺畅。
[0026]本实施例中所述的第一下降立管组包含的第一下降立管数还可以为4、5、7、8中的任意一个数值，每一对第一下降立管6、第二下降立管2之间的横翅片管5、每一对第一上升立管7、第二上升立管3之间的横翅片管5还可以为4X3根。所述的独立横翅片的厚度还可以为2-3_中的任意其他值，其外径还可以为45-50_中的任意其他值。同一根横翅片管上相邻独立横翅片之间的距离还可以为12-16mm中的任意其他值。独立横翅片的厚度、外径以及同一根横翅片管上相邻独立横翅片之间的距离可经详细的热力和阻力计算，进行适当选取。
【权利要求】
1.一种氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，包括一个进口联箱、一个出口联箱、一个中间联箱、第一下降立管组、第二下降立管组、第一上升立管组、第二上升立管组；所述第一下降立管组为多根第一下降立管，第一下降立管的上端与所述进口联箱连接，第一下降立管的下端与所述中间联箱连接；所述第一上升立管组为多根第一上升立管，第一上升立管的上端与所述出口联箱连接，第一上升立管的下端与所述中间联箱连接；所述第二下降立管组为多根两端封闭的第二下降立管，所述第二上升立管组为多根两端封闭的第二上升立管；每一根所述第一下降立管与一根所述第二下降立管构成一对，每一对第一下降立管、第二下降立管之间通过4XN根横管连接；每一根所述第一上升立管与一根所述第二上升立管构成一对，每一对第一上升立管、第二上升立管之间通过4XN根横管连接；所述第一下降立管、第一上升立管于与第N根和第N+1根横管连接处之间、与第3N根和第3N+1根横管连接处之间设有隔板；所述第二下降立管、第二上升立管于与第2N根和第2N+1根横管连接处之间设有隔板。
2.根据权利要求1所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述第一下降立管组包含的第一下降立管数与所述第二下降立管组包含的第二下降立管数相等，所述第一上升立管组包含的第一上升立管数与所述第二上升立管组包含的第二上升立管数相等；所述第一下降立管组为4-8根所述第一下降立管。
3.根据权利要求1或2所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述N为3或者4。
4.根据权利要求1所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述中间联箱上设有一根排污管。
5.根据权利要求1或4所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述横管为横翅片管。
6.根据权利要求5所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述横翅片管采用光管加焊独立横翅片制成；所述独立横翅片呈圆环状，由数控冲床整体冲压成型；独立横翅片的厚度为2-3mm，外径为45_50mm ;所述独立横翅片与所述光管采用氩气保护焊熔为一体，同一根横翅片管上相邻独立横翅片之间的距离为12-16mm。
7.根据权利要求3所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述中间联箱上设有一根排污管。
8.根据权利要求7所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述横管为光管或波节管。
9.根据权利要求7所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述横管为横翅片管。
10.根据权利要求9所述的氧化铝焙烧炉流化床冷却器强化传热冷却单元，其特征是，所述横翅片管采用光管加焊独立横翅片制成；所述独立横翅片呈圆环状，由数控冲床整体冲压成型；独立横翅片的厚度为2-3mm，外径为45_50mm ;所述独立横翅片与所述光管采用氩气保护焊熔为一体，同一根横翅片管上相邻独立横翅片之间的距离为12-16mm。
【文档编号】F27D15/02GK203928762SQ201420248514
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】蒋受宝, 卢蓉, 沈育敏, 陈坚 申请人:中南大学, 湖南思为能源环保工程有限公司