清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管的制作方法

本发明涉及炼焦热工设备，具体涉及一种清洁型热回收焦炉的上升管。

背景技术

炼焦是将原煤在炼焦炉内热解燃烧而脱焦的工艺过程，炼制焦炭所用的窑炉称为焦炉；在炼焦过程中原煤会排放出大量的高温烟气，即荒煤气。清洁型热回收焦炉则是将炼焦过程中产生的荒煤气及一些有害物质在炼焦炉内部合理地充分燃烧，回收高温废气的热量用来发电或其他用途的一种新型焦炉。

清洁型热回收焦炉上升管是连接燃烧室与集气管的关键部件，高温余热经焦炉上升管进入集气管。上升管是整个热回收焦炉温度最高的部位，上升管中热浪气流湍急，急速的高温气流不仅对焦炉上升管管壁具有强烈冲击，而且高速气体对管壁还有着严重的侵蚀。目前大都清洁型热回收焦炉上升管采用竖直立面或折面而构成的具有折面管壁的上升管，其上升管管道横截面呈条状矩形孔管道，矩形孔的长度与焦炉炭化室长度相对应，因此炭化室容积越大，产焦量越高，随之炭化室和上升管孔道的横截面长度也会加长。现有折面的上升管道壁，增加了高温气体的流动阻力，气体输送效率变低；在折弯处的高热涡流，又强化了气体对管壁的冲刷侵蚀破坏，上升管的使用寿命大为缩短，大大增加了上升管的维修成本，也严重影响了焦炉的生产效率。

基于上述原因，本申请人于2016.08.26申请了“清洁型热回收焦炉上升管”。该专利中上升管导流段的管壁通过弧形管壁与上升管连接段的管壁相连，该结构将折面管壁变为弧面管壁过渡连接，有效降低了高温气流对上升管壁的冲刷损坏，减少了气流的流动阻力。但是随着炼焦炉的大型化，以及其产量的提高、产能的增大，每排焦炉各炭化室容量的变大，又使得其上升管孔道截面长度随之增大，形成更加狭长的矩形孔管道，矩形孔管道长度的加大，使其结构稳定性变差，加之狭长孔道壁面流经上升管孔道的高温气流还对长向壁面形成负压效应，很容易形成孔道壁面坍塌，使焦炉无法正常工作。更由于现有的焦炉上升管是直接连通于燃烧室和集气管之间，不能实现高温液体的流量流速调节，而高温流体的流速和温度又直接影响着炭化室温度的波动，过高的气流流量会使炭化室内温度下降，使炭化室中焦饼不能均匀成熟而形成生焦，严重影响成焦质量。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管，不仅上升管结构稳定，抗坍塌能力强，而且能控制上升管中高温烟气的流量流速。

为了解决上述技术问题，本发明的清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管，包括上升管连接段和上升管导流段，上升管连接段位于上升管导流段的上端，且上升管导流段的管壁通过弧形管壁与上升管连接段的管壁相连；在上升管连接段的顶端活动支承有集气管，在所述上升管导流段的管腔下部砌筑有上升管管内砌筑墙，在该上升管管内砌筑墙上至少设置有2个高温烟气孔道，在高温烟气孔道的上口插接有孔道闸门；所述集气管的横截面沿周向布置有相互连接的管顶保温层和管底保温层。

在上述结构中，由于上升管导流段的管腔内砌筑有上升管管内砌筑墙，该管内砌筑墙将上升管导流段的管壁砌筑连接在一体，形成一个整体的砌筑结构，大大增强了上升管的结构稳定性，使得上升管道的壁面抗热冲击、抗负压坍塌的能力大大增强，上升管道的截面长度能够变得更长，即使是超长的狭长上升管矩形孔道也具有极好的抗坍塌性能，满足了炼焦炉大型化的需求。又由于在上升管管内砌筑墙上设置有高温烟气孔道，在高温烟气孔道的上口插装有孔道闸门，通过调节控制闸门打开关闭的孔数，以及闸门的开度既可以控制上升管中高温烟气的流量、流速，又可以稳定燃烧室和炭化室的温度，使炭化室的焦饼能够均匀成熟，使成焦质量稳定、品质高。还由于上升管导流段的管壁通过弧形管壁与上升管连接段的管壁相连，该结构变折面管壁为光滑的弧面管壁过渡连接，大大降低了高温气流对上升管壁的冲刷损伤，高温气流的流动阻力也大大减少，气流输送更为顺畅，输送阻力大幅降低，既延长了上升管的使用寿命，又提高了高温气流的输送效率；上升管中圆弧管壁的设置，也使得上升管的结构强度得到提升，承重支撑力大大增强，有效增强了上升管的结构稳定性和抗坍塌能力。还由于集气管横截面沿周向布置有相互连接的管顶保温层和管底保温层，多层结构的保温层具有良好的保温隔热效果，形成了高热阻结构，有效减少集气管中高温烟气热量的散发损失，保证热量的充分利用。集气管截面中上部温度相对更高，下部承重更高，因此管顶保温层具有更高的阻热隔热效果，而下部采用集气管砌筑层和里衬砌筑层的双砌筑结构，具有更好的承重性能和机械强度，使集气管具有良好的阻热性能和承重抗压能力，有效防止隔热层的剥蚀脱落和隔热层的坍塌。

本发明的进一步实施方式，所述上升管导流段的管壁上设置有闸门插口，孔道闸门插装于所对应的闸门插口中。便于闸门的抽插，方便控制闸门的开度。

本发明的进一步实施方式。所述上升管管内砌筑墙由抗侵蚀莫来石耐火砖砌筑而成。既具有较高的隔热阻热效果，又具有较高抗热冲击性能。

本发明的优选实施方式，所述上升管管内砌筑墙上设置有2—6孔高温烟气孔道，该高温烟气孔道由抗侵蚀莫来石耐火砖围砌而成，每一高温烟气孔道均通向上升管导流段的管腔内。所述高温烟气孔道有四孔，该四孔高温烟气孔道上均分别对应有一孔道闸门。结构稳定性良好，方便砌筑，具有较好的调控性能。

本发明的进一步实施方式，所述集气管横截面为圆形截面，所述管顶保温层从里向外依次为集气管砌筑层、集气管耐火保温层、集气管耐火保温纤维层和集气管外壳；所述管底保温层从里向外依次为集气管砌筑层、集气管里衬砌筑层、集气管底部保温纤维层和集气管外壳。具有良好的阻热隔热效果，以及较高的结构稳定性。

本发明的优选实施方式，所述集气管通过集气管滑移法兰可移动地支承于上升管连接段的上口端位置。所述管顶保温层的包角β与管底保温层的包角α之比β/α=2/1。所述管顶保温层的包角β=240°，所述管底保温层的包角α=120°。

本发明的进一步实施方式，所述集气管的连接口端安装有集气管连接法兰。该结构便于连接安装。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管作进一步说明。

图1是本发明清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管一种具有实施方式的截面结构示意图；

图2是图1所示结构的a—a截面结构示意图；

图3是图1所示结构的b—b截面结构示意图；

图4是图1所示结构的c—c截面结构示意图；

图5是图1所示结构的d—d截面结构示意图。

图中，1—集气管；2—集气管砌筑层；3—集气管保温层、31—集气管耐火保温纤维层、32—集气管耐火保温层、33—集气管里衬砌筑层、34—集气管底部保温纤维层；4—集气管外壳；5—集气管连接法兰；6—集气管滑移法兰；7—上升管连接段；8—上升管导流段；9—上升管砌筑层；10—上升管耐火保温层；11—上升管耐火保温纤维层；12—上升管外壳；13—上升管管内砌筑墙；14—高温烟气孔道；15—孔道闸门；16—闸门插口；17—高温烟气汇集腔。

具体实施方式

如图1、图2所示的清洁型焦炉多烟道封闭式连接桥管，该上升管的上升管外壳12由薄钢板构成，上升管包括有上升管连接段7和上升管导流段8，上升管连接段7和上升管导流段8的管壁均采用相同的结构，两段的管壁均从里向外依次为上升管砌筑层9、上升管耐火保温板层10、上升管耐火保温纤维层11和上升管外壳12。上升管砌筑层9由抗侵蚀莫来石砖砌筑而成，上升管耐火保温板层10为硅酸铝纤维板铺设而成，上升管耐火保温纤维层11为硅酸铝纤维毯填充而成，该耐火保温纤维层还可以是含锆纤维层或硅酸钙隔热层。上升管导流段8的管壁通过圆弧管壁与上升管连接段7的管壁相连，弧形管壁不仅能增强上升管管壁的支撑力和稳定性，而且能确保高温气流的顺畅流动。

在上升管导流段8的管腔下部砌筑有上升管管内砌筑墙13，该上升管管内砌筑墙13与上升管导流段13的管壁砌筑成一连续墙体。如图3所示，上升管管砌筑墙13的上方为上升管导流段8的狭长状矩形高温烟气孔道，该矩形高温烟气孔道为高温烟气汇集腔17。如图4所示，在上升管管内砌筑墙13上砌筑围成四个高温烟气孔道14，每一高温烟气孔道14的上口部位均插装有一孔道闸门15，每一高温烟气孔道14均通向上升管导流段8的高温烟气汇集腔17内。上升管管内砌筑墙13由抗侵蚀莫来石耐火砖砌筑而成。如图2所示，上升管导流段8的一侧管壁上砌筑设置有闸门插口16，孔道路闸门15可抽动插装于所对应的闸门插口16中。

如图5所示，集气管1为圆形管道，在其横向截面沿周向布置有管顶保温层和管底保温层，管顶保温层和管底保温层相互连接；管顶保温层从里向外依次为集气管砌筑层2、集气管耐火保温层32、集气管耐火保温纤维层31和集气管外壳4；管底保温层从里向外依次为集气管砌筑层2、集气管里衬砌筑层33、集气管底部保温纤维层34和集气管外壳4。管顶保温层的包角β=240°，管底保温层的包角α=120°管顶保温层的包角与底保温层的包角之比β/α=2/1。在集气管1的连接口端安装有集气管连接法兰5，集气管连接法兰5用于将上升管连接到总集气管道上。