专利名称：辐射管燃烧装置测试炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试炉，尤其涉及一种辐射管燃烧装置测试炉，用于测试直 管型、U型、W型、P型、双P型等各种辐射管燃烧装置的性能参数。
背景技术：
目前，在冶金行业中，辐射管燃烧装置是一种常用的间接加热装置，也是保护气氛 辊底炉、带钢退化炉等高端炉窑的核心部件。因此，辐射管燃烧装置的性能优劣不仅影响产 品的单耗，还直接影响最终产品的质量。由于目前国内的辐射管燃烧装置生产商多为仿制国外产品，缺少必要的研发投 入，故国内的辐射管燃烧装置的产品质量难以保证，因此高端市场多为国外品牌占领。由于 燃烧过程是湍流、化学反应、扩散、传热等多物理场的复杂耦合，这就决定了辐射管燃烧装 置的研发以试验为主，而辐射管燃烧装置测试炉就是进行相关燃烧试验研究的关键设备。由此，需要提供一种辐射管燃烧装置测试炉，该测试炉能为生产商和用户提供准 确的辐射管燃烧装置的性能参数，提高国内自主品牌的创新和竞争力，促进辐射管燃烧装 置行业的发展。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够测量多种类型辐射管燃烧装置性能参数、测量 数据全面、准确性高的辐射管燃烧装置测试炉。为达到上述目的，本实用新型提出一种辐射管燃烧装置测试炉，包括由炉顶、两端 墙、两侧墙和炉底围设而成的能拆装的炉体，炉体内具有炉膛，在所述炉膛内设有用于承载 被测辐射管的支撑台，在所述支撑台上设有与被测辐射管相接触的冷却水管，在所述端墙 上开设有用于安装辐射管的安装通孔，所述冷却水管通过设置在所述侧墙上的冷却水管通 孔延伸出所述炉体外部；在所述侧墙上开设有多个热电偶通孔，焊接在所述被测辐射管上 的多个热电偶通过所述热电偶通孔延伸至所述炉体外部。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述炉顶、两端墙、两侧墙和炉底通过 螺栓相连接。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述被测辐射管通过所述安装通孔伸 入至所述炉膛内的所述支撑台上，所述被测辐射管的一端外露于所述炉体外侧，并通过辐 射管安装板与所述端墙的外壁螺栓连接，在所述被测辐射管的外端连接有燃烧装置。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述安装通孔的截面呈矩形，沿所述安 装通孔的周面设有角钢加强框。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，在相反于所述冷却水管通孔一侧的侧 墙上开设有至少一个窥火孔。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述冷却水管通孔内设有套管，所述冷 却水管活动地穿设于所述套管。[0012]如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述冷却水管为W型、U型或套管型冷 却水管。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述端墙、所述侧墙和所述炉顶均由内 层耐高温纤维模块、中间隔热纤维毯和外层钢板所构成。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，所述炉底由内层耐火砖、中间隔热砖和 隔热纤维毯、外层钢板所构成。如上所述的辐射管燃烧装置测试炉，其中，在所述炉顶的外侧设有吊耳。与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点1、本实用新型可近似模拟辐射管真实工况的物料负荷，通过热电偶和冷却水管， 获得辐射管燃烧 装置精确的测试参数，能够测量多种类型辐射管燃烧装置性能参数，测量 数据全面、准确性高。2、本实用新型在侧墙上开设有两个窥火孔，以便从观察和拍摄辐射管表面状态。3、本实用新型的冷却水管能自由伸缩地套设于套管中，通过控制冷却水管的插入 深度，可调整冷却水从测试炉能带走的热量，控制辐射管表面的温度。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范 围。其中，图1为本实用新型辐射管燃烧装置测试炉的主视结构剖面示意图；图2为本实用新型辐射管燃烧装置测试炉使用时的俯视结构剖面示意图；图3为本实用新型辐射管燃烧装置测试炉的侧视结构示意图；图4A为本实用新型的W型冷却水管的结构示意图；图4B为本实用新型的U型冷却水管的结构示意图；图4C为本实用新型的套管型冷却水管的结构示意图。图中100-炉体；1-炉顶；2、3_端墙；4,5-侧墙；6-炉底；7-炉膛；8-辐射管； 9-支撑台；10-冷却水管；11-安装通孔；12-冷却水管通孔；13-热电偶通孔；14-燃烧装 置；15-辐射管安装板；16-窥火孔；17-角钢加强框；18-套管；19-吊耳。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明 本实用新型的具体实施方式
。请参考图1、2和3，分别为本实用新型辐射管燃烧装置测试炉的主视结构剖面示 意图；俯视结构剖面示意图，以及侧视结构示意图。如图所示，本实用新型提出的辐射管燃 烧装置测试炉，包括由炉顶1、两端墙2、3、两侧墙4、5和炉底6围设而成的长方体形炉体 100，在本实施例中，所述炉顶1、两端墙2、3、两侧墙4、5和炉底6通过螺栓可拆装地连接在 一起，这样便于安装各种类型的辐射管8及相应测试热电偶和冷却水管16。但本实用新型 也不限于此，还可以采用其它公知的可拆装的连接方式。炉体100为中空结构，炉体100的 内部形成有炉膛7，在所述炉膛7内设有用于承载被测辐射管8的支撑台9，在所述支撑台9 上设有与被测辐射管8相接触的冷却水管10。在所述端墙4上开设有贯通的安装通孔11，使得被测辐射管8贯穿于该安装通孔11并伸入至炉膛7内的支撑台9上。如图2所示，在 侧墙4上开设有多个冷却水管通孔12，所述冷却水管10的端部通过冷却水管通孔12延伸 至所述炉体100外部，以便与外部的检测装置相连接，从而获得被测辐射管8的相关测试参 数。在侧墙4上还开设有多个热电偶通孔13，焊接在所述被测辐射管上的热电偶(图中未示 出)通过热电偶通孔13延伸至所述炉体100外部，以便与外部的引至控制仪表，从而测量 被测辐射管表面温度均勻性的参数。本实用新型可近似模拟辐射管真实工况的物料负荷， 获得更精确的测试参数，能够测量多种类型辐射管燃烧装置性能参数，测量数据全面、准确 性高。如图2所示，在本实施例中，所述被测辐射管8通过所述安装通孔11伸入所述炉 膛7内的所述支撑台9上，以便进行检测。被测辐射管8的一端外露于炉体100外侧，并通 过辐射管安装板15与端墙2的外壁螺栓连接或以其它公知的可拆装方式连接，以方便辐射 管8的拆装。在所述被测辐射管8的外端连接有燃烧装置14，用于加热辐射管8。，通过管 路系统的流量压力的测量，可得到燃烧装置的P-Q曲线。进一步的，所述安装通孔11的截面呈矩形，沿安装通孔11的周面设有角钢加强框 17 (如图3所示)，以增强辐射管与安装通孔的配合强度；并且，在角钢加强框17上开孔，其 作为与辐射管安装板15连接的螺栓孔。进一步的，在相反于所述冷却水管通孔12 —侧的侧墙5上开设有两个窥火孔16， 以便从观察和拍摄辐射管8表面状态。但本实用新型也可以根据实际需要开设更多个窥火 孔，或者也可以在端墙上开设窥火孔。为了从正面观察辐射管8，窥火孔16开设在侧墙5中 心线位置上。作为本实用新型一种可选的实施方式，所述冷却水管通孔12内设有套管18，所述 冷却水管10能活动地穿设于套管18，即在冷却水管10穿出炉体100的冷却水管通孔12位 置设有套管18，通过套管将冷却水管10架设在支撑台9上。该套管18与冷却水管10具有 一定的间隙，使冷却管10可以自由在套管18内伸缩，通过控制冷却水管10的插入深度，可 调整冷却水从测试炉能带走的热量，控制辐射管8表面的温度。如图4A、4B和4C所示，冷却水管16可根据测试模拟负荷的要求制造成多种形状， 如W型、U型或套管型冷却水管，以适于与不同类型的辐射管相配合进行检测。在本实用新型中，端墙2、3，侧墙4、5，以及炉顶1均为轻型耐火纤维结构，由内层 耐高温纤维模块、中间隔热纤维毯和外层钢板所构成。纤维毯的导热系数低、热惰性小，故 能够实现快速的升温与降温，缩短试验时间，节约燃料。进一步的，由于操作人员会经常进入炉内更换辐射管、冷却水管等，炉底6不适合 采用纤维结构，故所述炉底由内层耐火砖、中间隔热砖和隔热纤维毯、外层钢板所构成。另外，由于测试和安装的需要，炉顶1会经常开启，故在炉顶1上设置有吊耳19，以 便于起重设备吊起炉顶。在使用时，首先，按照辐射管燃烧装置的测试要求，选择合适的辐射管安装板15， 并将辐射管8、燃烧装置14、辐射管安装板15进行连接固定。在辐射管8的表面焊接测量温 度均勻性的热电偶，测量辐射管表面均勻性的热电偶从热电偶通孔14中穿出，经A/D转化 后进入控制室的计算机中。在侧墙4上还设置有套管18，冷却水管10从套管中穿出，并可 自由的伸缩一定距离。在另一侧的侧墙5上设置有两个窥火孔16，用以从侧面观察和拍摄辐射管表面状态。依据测试要求，选择合适结构的冷却水管10，并通过套管18将其架设在 炉底部由耐火砖砌成的支撑台9上。将辐射管及相应的被测燃烧装置安装在炉体100上， 并将热电偶经热电偶孔13穿出后引入控制室，从而测量出辐射管燃烧装置性能参数。测试前，确保燃气系统、助燃空气系统、冷却水系统等各设备工作正常。测试过程 中，热电偶将实时记入辐射管表面的温度参数；通过管路系统的流量压力的测量，可得到燃 烧装置的P-Q曲线；通过烟气分析仪对燃烧装置尾气的分析，烟气分析仪表为现有的成套 设备，烟气分析仪带有取样探针，可以通过取样探针将烟气吸入烟气分析仪中，进行分析。 在进行燃烧装置测试时，只需将烟气分析仪探针放置在燃烧装置排烟口出即可，可以得到 烟气的成份、温度等参数，该技术为已有技术，在此不再详述。本实用新型通过窥火孔16 可以直管观察辐射管表面的温度变化，当需要使用高温成像仪拍摄整个辐射管表面温度场 时，可以使用吊车将炉顶1吊起。本实用新型能为生产商和用户提供准确的辐射管燃烧装置的性能参数，包括 P-Q(流量-压力)曲线、调节比(燃烧装置最大能力最小能力)、烟气成分、辐射管表面温 度均勻性、辐射管热效率、燃烧装置点火可靠性、火焰监测装置可靠性等。本实用新型提高 国内自主品牌的创新和竞争力，促进辐射管燃烧装置行业的发展。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范 围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变 化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，该测试炉包括由炉顶、两端墙、两侧墙和 炉底围设而成的能拆装的炉体，炉体内具有炉膛，在所述炉膛内设有用于承载被测辐射管 的支撑台，在所述支撑台上设有与被测辐射管相接触的冷却水管，在所述端墙上开设有用 于安装辐射管的安装通孔，所述冷却水管通过设置在所述侧墙上的冷却水管通孔延伸出所 述炉体外部；在所述侧墙上开设有多个热电偶通孔，焊接在所述被测辐射管上的多个热电 偶通过所述热电偶通孔延伸至所述炉体外部。
2.如权利要求1所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述炉顶、两端墙、两侧 墙和炉底通过螺栓相连接。
3.如权利要求1所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述被测辐射管通过所 述安装通孔伸入至所述炉膛内的所述支撑台上，所述被测辐射管的一端外露于所述炉体外 侧，并通过辐射管安装板与所述端墙的外壁螺栓连接，在所述被测辐射管的外端连接有燃 烧装直ο
4.如权利要求3所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述安装通孔的截面呈 矩形，沿所述安装通孔的周面设有角钢加强框。
5.如权利要求1所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，在相反于所述冷却水管 通孔一侧的侧墙上开设有至少一个窥火孔。
6.如权利要求1至5中任一项所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述冷却水 管通孔内设有套管，所述冷却水管活动地穿设于所述套管。
7.如权利要求6所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述冷却水管为W型、U 型或套管型冷却水管。
8.如权利要求1至5中任一项所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述端墙、 所述侧墙和所述炉顶均由内层耐高温纤维模块、中间隔热纤维毯和外层钢板所构成。
9.如权利要求1至5中任一项所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，所述炉底由 内层耐火砖、中间隔热砖和隔热纤维毯、外层钢板所构成。
10.如权利要求1至5中任一项所述的辐射管燃烧装置测试炉，其特征在于，在所述炉 顶的外侧设有吊耳。
专利摘要本实用新型公开了一种辐射管燃烧装置测试炉，包括由炉顶、两端墙、两侧墙和炉底围设而成的能拆装的炉体，炉体内具有炉膛，在所述炉膛内设有用于承载被测辐射管的支撑台，在所述支撑台上设有与被测辐射管相接触的冷却水管，在所述端墙上开设有用于安装辐射管的安装通孔，所述冷却水管通过设置在所述侧墙上的冷却水管通孔延伸出所述炉体外部；在所述侧墙上开设有多个热电偶通孔，焊接在所述被测辐射管上的多个热电偶通过所述热电偶通孔延伸至所述炉体外部。本实用新型能够测量多种类型辐射管燃烧装置性能参数，具有测量数据全面、准确性高的优点。
文档编号F27B17/02GK201867058SQ201020588648
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者刘长春, 吴启明, 周庆伟, 宋连江, 巴黎明, 张明辉, 杨三堂, 江华 申请人:中冶京诚工程技术有限公司, 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司