专利名称：直燃式沥青快热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对常温下粘度高流动性差的物料进行加热的装置。
已有的加热沥青、原油等高粘度物料装置中的沥青加热装置，只是一种内部设有换热管路而自身不具备热源的贮罐，它通常利用锅炉或加热炉作为热源，由锅炉或加热炉输出传递热能的水汽或导热油，经管路流至与锅炉或加热炉分离的加热贮罐，进入加热贮罐中的换热管，通过管壁与存贮在加热贮罐内腔中的沥青交换能量后流出加热贮罐，流回锅炉或加热炉。这种加热方式是一种间接的加热方式，其设备投资高，系统热效率低，操作麻烦、加热速度慢，装置占地面积大，专业化生产程度低。
本实用新型的目的是，提供一种结构紧凑、占地面积小、成本较低、操作方便、热效率较高的直燃式沥青快热装置。
实现本实用新型目的的技术方案是(参见
图1)，本装置具有散热管(4)，其结构特点是，本装置还具有端盖(2)、辐射室(3)、沥青高温加热段(5)、辐射受热组件(6)、连结段(7)、沥青预热段(8)、烟气通道(9)及烟气排放集箱(10)；辐射受热组件(6)的整体内腔形成辐射室(3)；沥青高温加热段(5)的壳体(51)是具有基本形状为环柱形内腔的壳体，散热管(4)设在壳体(51)中；沥青高温加热段(5)围绕辐射受热组件(6)设置，辐射受热组件(6)设在壳体(51)的周向内侧板(51-1)所围绕的空间中；烟气通道(9)设在沥青预热段(8)的壳体(81)中；沥青高温加温段(5)与连结段(7)连结，连结段(7)的另一端与沥青预热段(8)连结，沥青预热段(8)同烟气排放集箱(10)连结，并且辐射室(3)、连结段(7)的内腔、烟气通道(9)及烟气排放集箱(10)的内腔依次贯通，端盖(2)设在辐射室(3)的另一端；辐射受热组件(6)的介质出口a2和散热管(4)的介质进口b1是可通过管路相互接通的端口，散热管(4)的介质出口b2和辐射受热组件(6)的介质进口a1是可通过管路相互接通的端口，壳体(81)的工质出口c2和壳体(51)的工质进口d1是可通过管路相互接通的端口。
上述辐射受热组件(6)是盘管，盘管(6)整体内腔是基本形状为圆柱形的腔体，盘管(6)的各盘之间的接触为紧密接触，从而在整个盘管的内表面形成辐射受热面(61)；壳体(51)是基本形状为具有圆环柱形内腔的壳体；在盘管(6)与周向内侧板(51-1)之间设有支撑物(59-1)；散热管(4)是盘曲形散热管，盘曲形散热管(4)的各盘之间设有一定间距，且各盘的中心线基本设置在同一圆柱面上；在盘曲形散热管(4)与周向外侧板(51-2)之间设有支撑物(59-2)；端盖(2)的端口是可设置燃烧器(1)的端口或接通热气体输送管道的端口。
上述沥青预热段(8)具有壳体(81)、前管板(82)、后管板(83)及折流板(84)，烟气管通(9)是多根相互平行设置的烟气管，各烟气管(9)设在前管板(82)及后管板(83)之间，且与前管板(82)及后管板(83)密闭固定连接；壳体(81)与前管板(82)及后管板(83)密闭固定连接；多块相互平行设置的折流板(84)固定在壳体(81)的内腔中。
上述连结段(7)具有壳体(71)、耐火衬里(72)及挡火墙(73)，耐火衬里(72)固定在壳体(71)的内壁上，挡火墙(73)固定在前管板(82)的前端面上，耐火衬里(72)及挡火墙(73)之间的空间即为连结段(7)的腔体；壳体(71)的一端与壳体(51)固定连接，另一端与壳体(81)固定连接。
上述沥青预热段(8)的壳体(81)上还固定有与壳体(81)内腔相通的排气集管(85)；沥青高温加热段(5)的壳体(51)上固定有与壳体(51)内腔相通的防爆口(55)。
上述辐射受热组件(6)的件体中及散热管(4)的管体中设有导热油，壳体(51)及壳体(81)的内腔中设有常温下粘度较高不易流动、加热后流动性能较好的工质，辐射受热组件(6)的介质出口a2也是可与外循环供热装置相连通的端口。
在本装置的有关介质和工质端口接上管路的有关连接管、阀门、循环泵和槽罐，在端盖处设置燃烧器或设置与热源相通的热气管并配置相应的电控装置即可使用。
本实用新型具有积极的效果。(1)本装置将沥青高温加热段围绕辐射室设置，在使用中，以导热油为介质并作为中间载热体，由热油泵提供输送动力，导热油流经辐射受热组件时通过组件的壁板或管壁吸收辐射室的辐射受热面上热量，经内循环流至散热管通过散热管的管壁将热量传递给高温加热段壳体中的沥青。这种利用直接燃烧、将导热油作为高温烟气同沥青之间进行热传递的介质、在装置中内循环交换热量的方式，大大提高了热效率，加热速度明显加快。同时，在本装置的辐射受热组件的介质出口处可设置通向装置外的输出接口。这样还可满足进行外循环供热的需要。(2)高温加热段的壳体的周向内端面既可作为辐射室的支撑构件，同时又可接受辐射室及辐射受热组件的辐射能量从而使高温加热段壳体中的沥青得到更多的热量，而使本装置的热效率进一步提高。(3)本装置的位于沥青预热段壳体内的烟气通道通过连结段内腔与辐射室相通，烟气通道可使预热段壳体中的沥青得到预热，进一步综合利用了来自辐射室的能量、使本装置的热效率进一步提高。(4)本装置将若干个加热过程合理组合，不仅导热油的换热效率极高(接近100％)，同时在本装置外壳设置保温层、在装置内设置挡火墙的情况下，燃烧所生成的热量的利用率也较高。极大地提高了对沥青的换热效率，又避免沥青同高温烟气的直接换热而可能引起的结焦，从而实现了“直燃加热”的可能。相对于传统的采用锅炉、加热炉的间接加热是一种技术上的突破，提高了沥青的专业化生产程度和生产效率，降低了沥青的生产成本，减少了设备占地面积和投资费用，改善了操作生产环境。(5)本装置设置的预热段，其容量弹性较大，可以从十几吨至几十吨，从而为产品系列化开发应用创造了条件。本装置所使用的导热油是在工作环境温度下为液态、而加热至350℃时不气化的传热介质或具有类似性质的传热介质。(6)本装置为常温下粘度高、流动性差物料的加热创造了一种新的装置，适合沥青混凝土拌和厂、沥青储运库、移动施工沥青加温、石油输送泵站及油轮等场合使用。本装置还可配置自控系统成为机电一体化装置。
图1为本实用新型的一种结构示意图。
图2为本实用新型的另一种结构示意图。
图3为
图1及图2中去掉端盖及燃烧器的A-A向示意图。
图4为
图1及图2的B-B剖视示意图。
图5为
图1的C-C剖视示意图。
图6为图2的D-D剖视示意图。
图7为本实用新型使用时的一种示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例1用20号钢管盘曲制成如
图1及图4所示形状的作为辐射受热组件(6)的辐射受热盘管，辐射受热盘管(6)各盘之间的接触为紧密接触并由焊点固定，从而在整个盘管的内表面形成辐射受热面(61)。辐射受热面(61)所围绕的空间即为辐射室(3)，辐射室(3)的基本形状为圆柱形。
用Q235A钢经冲压、卷绕、焊接制成如
图1、图3及图4所示形状的沥青高温加热段(5)的壳体(51)。壳体(51)是具有基本形状为圆环柱形内腔的壳体。用20号钢管盘曲制成作为散热管(4)的
图1及图4所示形状的盘曲形散热管，盘曲形散热管(4)的各盘之间设有一定间距，盘曲形散热管(4)各盘的中心线基本设置在同一圆柱面上。盘曲形散热管(4)设置在壳体(51)中，且通过钢制支撑物(59-2)与壳体(51)的周向外侧板(51-2)的内端面相连。壳体(51)的周向外侧板(51-2)的外端面密闭固定有与壳体(51)内腔相通的工质进口d1、工质出口d2和防爆口(55)，还密闭固定有与盘曲形散热管(4)相通的介质进口b1和介质出口b2。壳体(51)的周向外侧板(51-2)的外端面上还焊接固定有底架(56)并设置保温层(58)。
将辐射受热管(6)置于壳体(51)的周向内侧板(51-1)所形成的中央空腔中，并用钢制支撑物(59-1)使辐射受热管(6)稳定设置。
端盖(2)具有端盖外环体(21)及端盖内环体(22)。端盖外环体(21)由外环壳体(21-1)及固定在外环壳体(21-1)上的耐火衬里(21-2)构成，端盖内环体(22)由内环壳体(22-1)及固定在内环壳体(22-1)上的耐火衬里(22-2)构成。端盖外环壳体(21-1)通过固定在壳体(51)前端板(51-3)上的接头(23)与壳体(51)固定连接，端盖内环体(22)设置在端盖外环体(21)的中间空腔中，通过紧固件将外环壳体(21-1)与内环壳体(22-1)固定连接，并将燃烧器(1)固定在内环壳体(22-1)上使燃烧器(1)的燃烧喷嘴(11)位于端盖内环体(22)的中间空腔中，对准辐射室(3)。辐射受热盘管(6)的介质出口管段(65)从端盖外环体(21)中穿过伸出端盖(2)外。在法兰盘(23)与端盖外环体(21)之间、端盖外环体(21)与端盖内环体(22)之间及端盖内环体(22)与燃烧器喷嘴(11)之间设有石棉衬(24)，在辐射受热管(6)的介质出口管段(65)与端盖外壳体(21)之间设有石棉衬。
用Q235A钢板冲压、卷绕及焊接制成如
图1及图5所示形状的沥青预热段(8)的壳体(81)。壳体(81)是具有基本形状为圆柱形内腔的壳体。壳体(81)的前端与前管板(82)密闭焊接，壳体(81)的后端与后管板(83)密闭焊接，前管板(82)及后管板(83)的板体上设有相对应的多个通孔。用20号钢管制成多根直线型烟气管(9)，每根烟气管(9)的两端分别密闭焊接在前后管板(82、83)相应的通孔处，形成相互平行排布的列管。多块互相平行的折流板(84)按在通常的列管式热交换器的设置方式固定在壳体(81)中。壳体(81)的外端面密闭焊接有与壳体(81)内腔相通的排气集管(85)、工质进口c1和工质出口c2。壳体(81)的外端面上还焊接固定有底架(86)并设置保温层(88)。
用Q235A钢板制成烟气排放集箱(10)的壳体(10-1)，并由壳体(10-1)及固定在壳体(10-1)上的耐火衬里(10-2)构成烟气排放集箱(10)，用紧固件将壳体(10-1)和后管板(83)固定连接。
用Q235A钢板制成连结段(7)的壳体(71)，壳体(71)分成前后两段由紧固件固定连接构成。由壳体(71)及固定在壳体(71)上的耐火衬里(72)构成连结段(7)的主体，在前管板(82)的前端面上固定有耐火衬里材料而构成挡火墙(73)。壳体(71)的前端与壳体(51)固定连接，壳体(71)的后端与壳体(81)固定连接，辐射散热管(6)的介质进口管段(64)从连结段(7)的耐火衬里(72)及壳体(71)穿过并伸出壳体(71)外。
见图7，本实施例所得装置使用前，将辐射受热盘管(6)的介质出口a2通过连接管与盘曲形散热管(4)的介质进口b1接通。由串连的接管和导热油循环泵(201)将散热管(4)的介质出口b2和辐射受热盘管(6)的介质进口a1接通。由接管将壳体(81)的工质出口c2与壳体(51)的工质进口d1接通。在壳体(81)的工质进口c1通过连接管与沥青循环泵(202)的工质出口相连，沥青循环泵(202)的工质进口通过管路与沥青贮罐(203,204)接通。壳体(51)的工质出口d2作为输出吸收热量后的工质的输出端口。再按图中所示连接方法连接其余有关部件再加配电控部件即可使用。
当本装置处于空载状况时，应先使其注满工质和介质。将贮运车运来的温度约为110℃的热沥青由料仓(203、204)的进料口注入料仓、并打开料仓(203)下部的阀门L1或料仓(204)下部的阀门L2，启动沥青循环泵(202)，将沥青经阀门L3及壳体(81)上的工质进口c1，充满壳体(81)的内腔。继续使沥青循环泵(202)工作、使壳体(81)中的沥青从壳体(81)的介质出口c2输出经阀门L4后、由工质进口d1进入壳体(51)直至充满壳体(51)的腔体。
打开阀门D7，启动导热油循环泵(201)，使导热油经D7、过滤器(205)及导热油循环泵(201)由介质进口a1进入辐射受热盘管(6)直至盘管(6)中充满导热油，继续使循环泵(201)工作，导热油由盘管(6)的介质出口a2输出经阀门D1、介质进口b1进入散热管(4)中。散热管(4)中充满导热油后导热油由介质出口b2流出散热管(4)，再经阀门D2、过滤器(205)流至导热油循环泵(201)，周而复始地进行机内循环。与此同时，导热油流出辐射受热盘管(6)后还经机外管道经阀门D3或阀门D5流入料仓(203)或料仓(204)中的换热管，再经阀门D4成D6流出料仓(203)或料仓(204)，经油水分离器(207)、过滤器(205)流回循环泵(201)，从而完成导热油的外部循环。
关闭进油口处的阀门D7、并向膨胀槽(206)中注入约占整个容量一半的导热油，以便在导热油系统运行中调节和平衡导热油的用量。
上述工作完成即可点火开始生产高温沥青或按客户需要的提供沥青的日期提前一段时间点火。
点火后，由燃烧器(1)产生高温烟气直接对辐射受热盘管(6)进行以辐射为主的加热。由盘管(6)的管壁将热量传递给管中不断流过的导热油，导热油内循环则对壳体(51)中的沥青进行加热，导热油外循环则对料仓(203)或料仓(204)中的沥青加温。对料仓(203，204)中的沥青进行加温的好处是可以提高进入预热段(8)中沥青的温度。从料仓(203、204)中输出的沥青经循环泵(202)泵入预热段(8)的壳体(81)的内腔中。此时，由辐射室(1)经连结段(7)内腔流至烟气管(9)的高温烟气经过烟气管(9)的管壁将热量传给壳体(81)中的沥青而使沥青预热，经过预热的沥青进入高温加热段(5)的壳体(51)中经散热管(4)与导热油交换热量后从高温加热段(5)中输出。当高温加热段(5)中输出的沥青温度低于所需的高温沥青的温度(例如180℃)时，则将沥青由阀门L10经循环泵(202)送入预热段(8)重新预热，再进入高温加热段(5)加热。直至从工质出口d2输出的沥青温度达到所需温度时关闭阀门L10打开阀门L5，注入罐装车辆，运输至所需场地使用。
当所生产高温沥青满足需求后，而一个较长时间内又无客户需求，则可考虑停火。停火后可关闭阀门L1、L2、L3和L4，打开阀门L9和L8，继续打开阀门L5、继续关闭阀门L10。并打开用于脱水的排气集管(85)使其兼做压力平衡口，此时即可将壳体(81)中的沥青由壳体(81)上的工质进口c1经阀门L9流至循环泵(202)，再通过阀门L8由工质进口d1泵入壳体(51)的内腔中，再由工质出口d2输出壳体(51)经机外管路由阀门L5输出。直至壳体(81)中的沥青抽完时，即可使循环泵(202)停止工作。
实施例2见图2至图4及图6，其余同实施例1，不同之处在于，本实施例所需加热的工质是原油。预热段(8)壳体(81)中的烟气管(9)呈密布排列，且前管板(82)的前端面上不设置挡火墙。
权利要求1.一种直燃式沥青快热装置，具有散热管(4)，其特征在于，本装置还具有端盖(2)、辐射室(3)、沥青高温加热段(5)、辐射受热组件(6)、连结段(7)、沥青预热段(8)、烟气通道(9)及烟气排放集箱(10)；辐射受热组件(6)的整体内腔形成辐射室(3)；沥青高温加热段(5)的壳体(51)是具有基本形状为环柱形内腔的壳体，散热管(4)设在壳体(51)中；沥青高温加热段(5)围绕辐射受热组件(6)设置，亦即辐射受热组件(6)设在壳体(51)的周向内侧板(51-1)所围绕的空间中；烟气通道(9)设在沥青预热段(8)的壳体(81)中；沥青高温加温段(5)与连结段(7)连结，连结段(7)的另一端与沥青预热段(8)连结，沥青预热段(8)同烟气排放集箱(10)连结，并且辐射室(3)、连结段(7)的内腔、烟气通道(9)及烟气排放集箱(10)的内腔依次贯通，端盖(2)设在辐射室(3)的另一端；辐射受热组件(6)的介质出口a2和散热管(4)的介质进口b1是可通过管路相互接通的端口，散热管(4)的介质出口b2和辐射受热组件(6)的介质进口a1是可通过管路相互接通的端口，壳体(81)的工质出口c2和壳体(51)的工质进口d1是可通过管路相互接通的端口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，辐射受热组件(6)是盘管，盘管(6)整体内腔是基本形状为圆柱形的腔体，盘管(6)的各盘之间的接触为紧密接触，从而在整个盘管的内表面形成辐射受热面(61)；壳体(51)是基本形状为具有圆环柱形内腔的壳体；在盘管(6)与周向内侧板(51-1)之间设有支撑物(59-1)；散热管(4)是盘曲形散热管，盘曲形散热管(4)的各盘之间设有一定间距，且各盘的中心线基本设置在同一圆柱面上；在盘曲形散热管(4)与周向外侧板(51-2)之间设有支撑物(59-2)；端盖(2)的端口是可设置燃烧器(1)的端口或接通热气体输送管道的端口。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，沥青预热段(8)具有壳体(81)、前管板(82)、后管板(83)及折流板(84)，烟气管通(9)是多根相互平行设置的烟气管，各烟气管(9)设在前管板(82)及后管板(83)之间，且与前管板(82)及后管板(83)密闭固定连接；壳体(81)与前管板(82)及后管板(83)密闭固定连接；多块相互平行设置的折流板(84)固定在壳体(81)的内腔中。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，连结段(7)具有壳体(71)、耐火衬里(72)及挡火墙(73)，耐火衬里(72)固定在壳体(71)的内壁上，挡火墙(73)固定在前管板(82)的前端面上，耐火衬里(72)及挡火墙(73)之间的空间即为连结段(7)的腔体；壳体(71)的一端与壳体(51)固定连接，另一端与壳体(81)固定连接。
5.根据权利要求1～4所述的装置，其特征在于，沥青预热段(8)的壳体(81)上还固定有与壳体(81)内腔相通的排气集管(85)；沥青高温加热段(5)的壳体(51)上固定有与壳体(51)内腔相通的防爆口(55)。
6.根据权利要求1～4所述的装置，其特征在于，辐射受热组件(6)的件体中及散热管(4)的管体中设有导热油，壳体(51)及壳体(81)的内腔中设有常温下粘度较高不易流动、加热后流动性能较好的工质，辐射受热组件(6)的介质出口a2也是可与外循环供热装置相连通的端口。
专利摘要一种直燃式沥青快热装置,具有散热管,端盖辐射室、沥青高温加热段,辐射受热组件连结段、沥青预热段、烟气通道等。本实用新型对常温下粘度高流动性差的物料如沥青或石油等,采用直接燃烧加热,用导热油作为中间载热体,通过内循环,不断吸热放热,从而快速连续得到流动性较好的高温沥青。该装置同时完成物料的储存、脱水和加温,并且可采用导热油和高温沥青的外循环加热沥青储罐。
文档编号C10C3/12GK2322969SQ9723652
公开日1999年6月9日 申请日期1997年7月8日 优先权日1997年7月8日
发明者薛自力, 王琪 申请人:薛自力, 王琪