矿热炉高效烟气集热管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿热炉余热的回收利用，尤其涉及矿热炉高温烟气输送管的结构改进。
【背景技术】
[0002]矿热炉是一种用途广泛、样式众多，且能连续作业的高能耗工业电炉，主要用于硅铁、锰铁、钨铁及硅锰合金等铁合金的生产。矿热炉生产时会产生大量高温污染烟气，烟气所带走的热能相当于输入矿热炉全部热能的40% — 50%，烟气余热温度比较高，属于高品位余热。高温烟气的直接排放不仅会造成对环境的污染，而且浪费大量的热能资源。
[0003]矿热炉余热发电系统是利用余热回收装置将矿热炉烟气产生动力蒸汽来驱动发电机组产生电能，电力再回用于生产，整个热力系统不燃烧任何一次能源，不仅发电成本低，有利于提高企业的经济效益，而且对生态环境保护起到十分积极的作用。在现有的矿热炉发电系统中，高温烟气自矿热炉进入导出管的温度一般在800°C左右，而通过烟气输热管输送至蒸汽锅炉入口的温度将降至500°C，输出管道外壁温度高达100°C，热能损失达30%以上，从而造成热能的大量损失，继而直接影响发电量。
[0004]现有的矿热炉集热输送管道的结构是在钢板卷制的管壳内，直接以重质耐火浇注料烧注形成耐火隔热层。这种浇注隔热保温层，存在保温隔热性能不稳定，由于内衬保温层一般选用密度较重的浇注料，热传导系数较大，大都在1.75ff/m.k以上。而且保温浇注层须现场浇注成型和养护烘烤，施工时受环境因素影响较多，尤其在需烧烤成型时，不同浇注面上存在明显的温度梯度，使得烘烤后的保温隔热层形成层状结构，很容易出现分层和裂纹，导致高温烟气的串透外渗，加剧钢壳外壁锈蚀，严重时内衬保温层被烧塌，钢壳被烧透，既导致输热效率的下降，又影响输热管道的使用寿命。同时这种浇注形成的保温隔热层还存在施工麻烦，工期长，质量难以保证的缺陷。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种保温隔热性能优、使用寿命长的矿热炉高效烟气集热管。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型的矿热炉高效烟气集热管，包括管壳，在所述管壳内依次设置有保温隔热纤维层、隔热砖砌筑层和高温胶泥布涂层；所述隔热砖砌筑层由莫来石烧结砖砌筑成圈状墙体，在该墙体上设有膨胀缝，膨胀缝内填充有隔热纤维；高温胶泥布涂层设于隔热砖砌筑层的面热侧；保温隔热纤维层设于管壳和隔热砖砌筑层之间。
[0007]采用上述结构后，由于在管壳内设置了保温隔热纤维层、隔热砖砌筑层和高温胶泥布涂层，构成烟气集热管主体结构的隔热烧结砖的导热系数仅为浇注料的15%，导热系数低，具有良好的隔热保温性能，并在高温条件下性能稳定，采用保温隔热纤维层和隔热砖砌筑层的复合结构，有效地减少了烟气集热管中高温烟气热能向管外的传递，大大降低热能的传输损耗。又由于隔热砖砌筑层是由莫来石烧结砖砌筑而成，同时配合以高温胶泥的表层布涂，不仅增强了集热输送管的机械强度和抗热震性能，能有效降低高温流动烟气对集热管的冲刷破坏和侵蚀，而且结构更加稳定牢固，大大延长集热管的使用寿命，也由于集热管的主体结构采用了隔热砖砌筑层，一方面有效降低了集热管的整体重量，隔热烧结砖的单位重量仅为浇注料的四分之一，整体重量的减轻有效减轻集热管支架荷载，减少支架用料，降低成本。采用烧结砖还不仅避免了环境因素对施工质量的影响，而且现场砌筑速度快，能大大缩短施工周期，具有施工质量稳定，施工便利的优点。
[0008]本实用新型的进一步实施方式，所述莫来石烧结砖呈六面体结构，其横截面呈梯形截面，在莫来石烧结砖相对的两侧面分别设置有保温凹槽和保温凸筋。所述隔热砖砌筑层中相邻的莫来石烧结砖的砌筑平面上分别以保温凹槽和保温凸筋相互榫接。相邻莫来石烧结砖的砌筑平面上设有相互榫接的保温凸筋和保温凹槽，使得砖体间啮合紧密，结合连接力强，整体性好，砖体间的相互榫接更阻断了高温烟气渗透串通和对保温隔热纤维层的侵蚀，大大提高了集气管的输热效率。
[0009]本实用新型的优选实施方式，所述隔热砖砌筑层由莫来石烧结砖错缝砌筑而成，所述膨胀缝沿圈状墙体周向交错设置。莫来石烧结砖采用错缝砌筑，砌筑层整体性好，结构牢固，而膨胀缝的周向交错设置能有效防止高温烟气沿膨胀缝的渗透串通。
[0010]本实用新型的优选实施方式，所述膨胀缝沿轴向间隔设置，膨胀缝的缝宽为10mm一20mm。所述保温隔热纤维层的层厚为5 mm一60 mm;所述隔热砖砌筑层的层厚为50mm-230 _。该结构既能有效避免热胀冷缩对集热管的破坏，又具有良好的保温隔热性能，且适用范围更宽。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的矿热炉高效烟气集热管作进一步说明。
[0012]图1是本实用新型矿热炉高效烟气集热管一种【具体实施方式】的截面结构示意图；
[0013]图2是图1所示结构的局部放大视图；
[0014]图3是图1所示结构的管内沿长向的局部放大视图；
[0015]图4是图1所示结构中莫来石烧结砖的正面结构视图；
[0016]图5是图1所示结构中莫来石烧结砖的侧面结构视图。
[0017]图中，I一管壳、2—保温隔热纤维层、3—隔热砖砌筑层、4一高温胶泥布涂层、5—莫来石烧结砖、6—膨胀缝、7—保温凹槽、8—保温凸筋。
【具体实施方式】
[0018]在图1、图2所示的矿热炉高效烟气集热管中，管壳I由钢板卷制而成，在该管壳I内从外向内依次设置有保温隔热纤维层2、隔热砖砌筑层3和高温胶泥布涂层4。保温隔热纤维层2以30_厚的硅酸铝陶瓷纤维毯为材料，也可以是含锆纤维层等保温隔热纤维材料。在管壳I内的保温隔热纤维层2上砌筑有成圈状墙体结构的隔热砖砌筑层3，该隔热砖砌筑层3的层厚为150mm，根据集热管工作状况最好选择在50mm—230mm之间，优先选择140mm一160_。该隔热砖砌筑层3由莫来石烧结砖5砌筑而成，莫来石烧结砖5不仅具有导热率低，保温性能优，能有效阻断高温烟气及腐蚀气体的侵蚀，而且现场施工方便，砌筑层整体性强，结构牢固。在由莫来石烧结砖5构成的隔热砖砌筑层3面热侧涂覆有高温胶泥布涂层4，该高温胶泥布涂层4既能起到密封隔热砖砌筑层砖缝的效果，防止高温烟气的渗透串通，又进一步增强了隔热砖砌筑层3的耐热保温效果，并且能防止烧结砖面热表层的剥蚀，延长集热管的使用寿命。
[0019]如图3所示，沿高效烟气集热管的长度方向每隔一定距离，如3米，在隔热砖砌筑层3的圈状墙体上设有膨胀缝6，在该膨胀缝6内填充有隔热纤维，以消除热胀冷缩作用对隔热砖砌筑层的破坏，同样填充的隔热纤维既可是硅酸陶瓷纤维，也可以是含锆纤维等耐热保温纤维材料。膨胀缝6的缝宽为15 mm，最好在10 mm一20 mm之间选择其大小。莫来石烧结砖5以错缝结构砌筑成隔热砖砌筑层3，因此膨胀缝6也在管内沿周向交错设置。
[0020]如图4、图5所示，莫来石烧结砖5呈六面体结构，其横截面呈梯形截面，在相对的砌筑面两侧面分别设置有保温凹槽7和保温凸筋8，该保温凹槽7和保温凸筋8外形相对应，保温凹槽7的保温凸筋8能相互啮合榫接，这样砌筑时，相邻的莫来石烧结砖5的砌筑平面分别以保温凹槽7和保温凸筋8相互榫接。
【主权项】
1.一种矿热炉高效烟气集热管，包括管壳(1)，其特征在于:在所述管壳(I)内依次设置有保温隔热纤维层(2)、隔热砖砌筑层(3)和高温胶泥布涂层(4);所述隔热砖砌筑层(3)由莫来石烧结砖(5)砌筑成圈状墙体，在该墙体上设有膨胀缝(6)，膨胀缝(6)内填充有隔热纤维；高温胶泥布涂层(4)设于隔热砖砌筑层(3)的面热侧；保温隔热纤维层(2)设于管壳(I)和隔热砖砌筑层(3)之间。2.根据权利要求1所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述莫来石烧结砖(5)呈六面体结构，其横截面呈梯形截面，在莫来石烧结砖(5)相对的两侧面分别设置有保温凹槽(7)和保温凸筋(8)。3.根据权利要求1或2所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述隔热砖砌筑层(3)中相邻的莫来石烧结砖(5)的砌筑平面上分别以保温凹槽(7)和保温凸筋(8)相互榫接。4.根据权利要求1所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述隔热砖砌筑层(3)由莫来石烧结砖(5)错缝砌筑而成，所述膨胀缝(6)沿圈状墙体周向交错设置。5.根据权利要求1或4所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述膨胀缝(6)沿轴向间隔设置，膨胀缝(6)的缝宽为10 mm — 20mm。6.根据权利要求1所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述保温隔热纤维层(2)的层厚为5 mm一60 mm ；所述隔热砖砌筑层(3)的层厚为50mm—230mmo7.根据权利要求6所述的矿热炉高效烟气集热管，其特征在于:所述保温隔热纤维层(2)的层厚为25 mm一35 mm ；所述隔热砖砌筑层(3)的层厚为140 mm一160 mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿热炉高效烟气集热管，包括管壳，在所述管壳内依次设置有保温隔热纤维层、隔热砖砌筑层和高温胶泥布涂层；所述隔热砖砌筑层由莫来石烧结砖砌筑成圈状墙体，在该墙体上设有膨胀缝，膨胀缝内填充有隔热纤维；高温胶泥布涂层设于隔热砖砌筑层的面热侧；保温隔热纤维层设于管壳和隔热砖砌筑层之间。所述莫来石烧结砖呈六面体结构，其横截面呈梯形截面，在莫来石烧结砖相对的两侧面分别设置有保温凹槽和保温凸筋。所述隔热砖砌筑层中相邻的莫来石烧结砖的砌筑平面上分别以保温凹槽和保温凸筋相互榫接。该高效烟气集热管不仅保温隔热性能优，使用寿命长；而且结构牢固，便于现场施工作业。适用于矿热炉余热发电系统的高温烟气输送中。
【IPC分类】F27D17/00
【公开号】CN204787859
【申请号】CN201520274580
【发明人】徐广平, 何江荣, 宋一华, 刘鹏程, 徐林冲, 徐溶, 宋扬, 何洁
【申请人】江苏中磊节能科技发展有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年5月1日