专利名称：烧结矿显热回收综合实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烧结矿冷却实验装置，尤其涉及一种烧结矿显热回收综合实验台。
背景技术：
传热科学技术涉及领域众多，对我国工业发展节能降耗产生的直接经济效益极为 明显。在过去的30余年中，传热强化技术的应用使我国能源的充分利用大大提高，特别是 我国的钢铁工业，能耗降低大约30%，这一技术的综合使用还在很大程度上减少了环境污
^fe ο烧结机生产时，热烧结矿从烧结机的尾部落下经破碎后，通过溜槽落到环冷机传 送带上，在溜槽部分热矿料温度可达650 800°C，此时主要以辐射形式向外散热，落到环 冷机上后料温仍在600°C以上，烧结矿在环冷机上与空气进行气固换热，在250 450°C范 围内的热废气可以回收利用。目前我国烧结余热利用的重点和难点在于由于漏风率高导 致热废气温度降低，回收利用烧结余热较困难。因此，如何降低漏风率和更多地提取烧结矿 显热是烧结余热回收的重点。吸收式热泵在工作时，把环境介质中储存的能量在蒸发器中吸收；它本身消耗一 部分能量通过工质循环系统在冷凝器中进行放热，热泵输出的能量为压缩机做的功和从环 境中吸收的热，因此采用热泵技术不但可以节约燃料，又可充分利用余热，故利用热泵可有 效回收烧结低温余热。我国已将节能减排定为钢铁工业发展的重点目标之一，而高效回收和充分利用烧 结工序等中低温余热是未来钢铁生产深层次节能的突破口，现阶段钢铁企业越来越重视烧 结矿显热的极限回收方案，进行用于极限回收烧结矿显热设备的基础研究工作，开发新一 代发电型环冷机是大势所趋。同时工业固体余热回收综合实验装置综合运用传热学和流体 力学等专业知识，在设计和进行实验的过程中可使在工科院校相关专业的本科生加深对于 专业知识的理解。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种烧结矿显热回收综合实验台，其目的在于模拟发电型烧 结环冷机的各种运行工况。通过对各种工况下环冷机气固换热状态的研究，获得高效回收 烧结矿显热最有效的方式。在相似理论支持下的实验装置模型，在设计之初就充分考虑到 现场环冷机可能发生的各种工况，在设计中还考虑了对环冷机今后可能采取的一些改进措 施。在非稳态气固换热过程分析和实验数据测试的基础上，通过热源参数预测、冷却空气流 量与温度调控，提高烧结余热资源回收率、余热源参数及其稳定性。实现本实用新型的发明目的采用以下技术方案一种烧结矿显热回收综合实验 台，包括电感应式气固换热装置、循环风道、数据采集板、数据采集仪、进风参数检测仪表， 所述电感应式气固换热装置通过其进、出风口连接在循环风道上，其从上至下分为带出风口的活动式烟罩、电感应加热段和带进风口的底锥段三部分，其正面设置有与红外热像仪 对应的氟化钡观测窗，背面设置有热电偶安装孔，右侧设置有出料门，底锥段上部设置有布 风板，底部设置有排灰门；所述循环风道上设置有循环风机、补风口和放散口 ；所述数据采 集板的数据采集端口连接于热电偶，其数据输出端口连接于所述数据采集仪；所述进风参 数检测仪表安装于该电感应式气固换热装置的进风口部，其数据输出端口通过数据采集板 连接于该数据采集仪。与现有技术相比，本实用新型的优点是(1)可进行烧结矿气固换热过程的实验，模拟环冷机现场的工作条件及参数，为今 后的烧结余热回收工艺优化提供理论和技术支撑。( 采用电感应原理对烧结矿进行加热，快速、均勻，提高实验的准确性。用红外热 像仪通过氟化钡观测窗可方便、快速的测量烧结矿层的温度分布。(3)可在循环风道上安装换热器效率测试装置，以进行不同型式换热器换热效率 的实验。(4)可配置热泵机组，以进行有关吸收式热泵机组相关的实验，测定热泵机组的效率。(5)烧结矿换热实验可与换热器换热效率、热泵机组效率实验联合进行，也可分 解，单独进行实验。
图1为本实用新型的电感应式气固换热装置示意图。图2为图1的右视图图3本实用新型整体结构示意图。图中1.出风口 ；2.活动式烟罩；3.氟化钡观测窗；4.电感应加热段；5.布风板； 6.底锥段；7.进风口 ；8.热电偶安装孔；9.出料门；10.排灰门；11.除尘器；12.电加热 装置；13.数据采集板；14.换热器效率测试装置；15.循环泵；16.液体流量计；17.热泵机 组；18.循环风道；19.冷却水箱；20.电子温度计；21.放散口 ；22.调节风门；23.补风口 ； 24.恒温水箱；25.循环风机；26.数据采集仪；27.进风参数检测仪表；28.红外热像仪； 29.电感应式气固换热装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。参见图1、图2，电感应式气固换热装置四从上至下分为带出风口的活动式烟罩2、 电感应加热段4和带进风口的底锥段6三部分，在该装置的外部敷设保温材料，内部敷设耐 高温材料，活动式烟罩2可在装料时移除，便于烧结矿的填装，进行加热和换热时收集下段 鼓入的气体；电感应加热段4加装有电感应线圈用于烧结矿的加热，并敷设冷却水管路用 于电容器、感应器和软电缆的冷却，电感应加热段4的正面设置有与外置红外热像仪观对 应的氟化钡观测窗3，在烧结矿进行换热时可打开外部保温门通过红外热像仪观观测料层 的温度分布，电感应加热段4的背面设置有热电偶安装孔8，以便于插入热电偶测量温度， 电感应加热段4的右侧设置有出料门9用于烧结矿的卸出；底椎段6上部设置有布风板5，
4侧部设置有排灰门10用于定期排灰。为防止布风板5在烧结矿加热过程中受热变形，在布 风板5下侧可加装钢制支架。参见图3，循环风道18主要为电感应式气固换热装置四提供稳定的循环风，并为 换热器效率测试装14置提供热空气，其外壁敷设保温材料以减少循环风的热损失和漏风。 循环风道18上设置有循环风机25、补风口 23和放散口 21，并安装调节风门22 ；数据采集 板13的数据采集端口连接于热电偶，其数据输出端口连接于数据采集仪沈；进风参数检测 仪表27安装于该电感应式气固换热装置四的进风口部，其数据输出端口通过数据采集板 13连接于数据采集仪沈。仍参见图3，作为优选方案，所述循环风道18上还装有换热器效率测试装置14， 该换热器效率测试装置14其热风进口依次装有除尘器11和电加热装置12，其内设置有气 液换热器并配有流量、温度检测孔，其数据输出端口通过数据采集板13连接于数据采集仪 26。该换热器效率测试装置14是一台可更换不同型式气液换热器的效率测试装置，其位置 设在循环风道18和热泵机组17之间，便于热风和机组工质的换热。可更换的换热器型式 主要包括套管式换热器、管壳式换热器、热管式换热器和喷淋式换热器等几种。如上所述，烧结矿显热回收综合实验台还包括热泵机组17，该热泵机组17设置有 三套换热管路，分别与换热器效率测试装置14、恒温水箱M和冷却水箱19连接，三套管路 上分别设置有循环泵15、液体流量计16和电子温度计20，所述各管路液体流量计16和电 子温度计20的数据输出端通过数据采集板13连接于数据采集仪沈中。以下详述本实用新型的实验流程(1)烧结矿换热实验图1、图2中，不同孔隙的烧结矿由活动式烟罩2装入电感应加热段4，烧结矿需更 换时可由出料门9进行排料，底锥段6下端的排灰门10用于定期排灰。正面设置的氟化钡 观测窗3可在烧结矿进行换热时通过红外热像仪观观测料层的温度分布。图3中，烧结矿在电感应式气固换热装置四中进行加热并保温。热电偶通过热电 偶安装孔9进行安装并监测相应料层高度的温度。当烧结矿达到预设温度值，启动循环风 机25进行换热实验，冷却空气经进风口 7进入尾锥段6，经过布风板5进入电感应加热段4 与烧结矿进行换热，换热后的热空气进入活动式烟罩2后由出风口 1排出。同时通过进风 参数检测仪表27监测温度和流量，通过电感应式气固换热装置四中的热电偶实时监测烧 结矿及热空气的温度，并经各自的数据采集板13汇总到数据采集仪沈中。每隔10分钟通 过红外热像仪观观测料层的温度分布。(2)换热器效率实验图3中，空气经电感应式气固换热装置四中换热后，经除尘器11除尘后进入换热 器效率测试装置14进行换热，实验数据由换热器效率测试装置14中的相应的流量温度仪 表端口接入数据采集板13，并汇总到数据采集仪沈中。换热器效率测试装置14可更换不 同型式的换热器，以进行换热器间效率的比较。(3)热泵机组效率实验图3中，热泵机组17的三套换热管路分别与换热器效率测试装置14、恒温水箱 M、冷却水箱19进行换热，循环泵15便于工质的循环，液体流量计16和电子温度计20便 于工质参数检测。换热工质从换热器效率测试装置14(即高温热源)吸收热量用来驱动热泵机组17对恒温水箱M进行制冷，并通过冷却水箱19排放一部分热量。各管路液体流量 计16和电子温度计20的数据经数据采集板13汇总到数据采集仪沈中。 上述换热器效率实验和热泵机组效率实验也可在不进行烧结矿换热实验时单独 进行。实验所需热空气由电加热装置12通过加热循环烟道空气提供，电感应式气固换热装 置四中不加入烧结矿，仅作为循环风道18的一部分。烧结矿换热实验也可单独进行，解列 换热器效率测试装置14，进行气固换热特性实验研究。
权利要求1.一种烧结矿显热回收综合实验台，包括电感应式气固换热装置、循环风道、数据采集 板、数据采集仪、进风参数检测仪表，其特征在于，所述电感应式气固换热装置通过其进、出 风口连接在循环风道上，其从上至下分为带出风口的活动式烟罩、电感应加热段和带进风 口的底锥段三部分，其正面设置有与红外热像仪对应的氟化钡观测窗，背面设置有热电偶 安装孔，右侧设置有出料门，底锥段上部设置有布风板，底部设置有排灰门；所述循环风道 上设置有循环风机、补风口和放散口 ；所述数据采集板的数据采集端口连接于热电偶，其数 据输出端口连接于所述数据采集仪；所述进风参数检测仪表安装于该电感应式气固换热装 置的进风口部，其数据输出端口通过数据采集板连接于该数据采集仪。
2.根据权利要求1所述的烧结矿显热回收综合实验台，其特征在于，所述循环风道上 还装有换热器效率测试装置，该换热器效率测试装置其热风进口依次装有除尘器和电加热 装置，其内设置有气液换热器并配有流量、温度检测孔，其数据输出端口通过数据采集板连 接于数据采集仪。
3.根据权利要求1所述的烧结矿显热回收综合实验台，其特征在于，它还包括热泵机 组，该热泵机组设置有三套换热管路，分别与换热器效率测试装置、恒温水箱和冷却水箱连 接，三套管路上分别设置有循环泵、液体流量计和电子温度计，所述各管路液体流量计和电 子温度计的数据输出端通过数据采集板连接于数据采集仪中。
专利摘要本实用新型涉及烧结矿冷却实验装置，尤其涉及一种烧结矿显热回收综合实验台。包括电感应式气固换热装置、循环风道、数据采集板、数据采集仪、进风参数检测仪表，电感应式气固换热装置连接在循环风道上，其从上至下分为活动式烟罩、电感应加热段和底锥段，其正面有与红外热像仪对应的氟化钡观测窗，背面有热电偶安装孔，底锥段有布风板；循环风道上设置有循环风机、补风口和放散口；数据采集板的数据采集端口连接于热电偶，其数据输出端口连接于数据采集仪；进风参数检测仪表安装于电感应式气固换热装置的进风口部，其数据输出端口通过数据采集板连接于数据采集仪。本装置既可进行烧结矿换热实验，又可进行换热器换热效率和热泵机组效率实验。
文档编号C22B1/26GK201885749SQ20102059351
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者幺瑶, 李睿通, 武志飞, 王洪利, 王雨, 赵斌, 钟晓晖, 马剑岗 申请人:河北理工大学