焦炉荒煤气上升管换热器的制作方法

本发明设涉及一种换热装置，尤其涉及一种焦炉荒煤气上升管换热器。

背景技术：

焦炉荒煤气带走了炼焦工序中35％的热量，回收焦炉荒煤气余热可使得整个炼焦工序能耗下降10％左右，具有较大的市场前景。在焦炉荒煤气余热回收系统改造时，焦炉内仍然处于800℃的高温状态，此时进行上升管换热器的更换需要快速进行，否则会造成换热器干烧而使换热器内壁涂层破坏。此外，目前的上升管换热器无论是夹套式还是盘管式结构，荒煤气侧都未加装任何扰流装置，换热效果较差。通过分析可以发现：未加装扰流装置主要原因是由于荒煤气成分中的焦油成分在低于470℃时会迅速凝结，因此运行过程中荒煤气换热器壁面温度不能过低，否则煤焦油在壁面冷凝后，由于粘性大而附壁，形成较难清除的焦油渣；当冷凝焦油沿换热器壁面向下流动到达换热器进口附近，受炭化室高温辐射，焦油二次分解，造成壁面积碳。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种能改善换热效果的焦炉荒煤气上升管换热器。

为达到上述目的，本发明一种焦炉荒煤气上升管换热器，包括上部法兰、下部法兰和设置在上部法兰和下部法兰之间的筒状换热组件；

所述下部法兰设置有向所述的筒状换热组件的换热腔延伸的环状遮焰板，所述的遮焰板的进烟口直径大于出烟口直径，所述的遮焰板的出烟口边缘向中心设置有若干扰流叶片。

进一步地，所述筒状换热组件包括由内到外依次设置的内壳、换热元件、保温层以及外壳，所述内壳与保温成之间夹设有换热元件；

所述内壳沿周向设置有集油槽，所述集油槽的外圆侧壁与所述内壳接触，所述集油槽的底部设置有若干出油孔，所述遮焰板设置有若干进油口，各所述出油孔与进油口之间设置有导油管。

进一步地，所述扰流叶片与水平方向的夹角范围为20°～80°。

进一步地，所述遮焰板侧壁与水平方向的夹角范围为30°～60°。

进一步地，所述出油孔与进油口沿竖直方向的距离不小于50mm。

进一步地，所述内壳内壁上设置有防腐不沾涂层。

进一步地，所述遮焰板的出烟口直径为内壳之径的0.8～0.9倍。

进一步地，所述换热组件内还设置有一内筒，所述内筒与与遮掩板可拆卸连接；所述内筒的厚度不小于3mm。

本发明通过遮焰板和扰流装置，使得进入换热器的荒煤气速度提高，同时形成上升旋转流动，使荒煤气由层流向紊流过渡，强化对流换热效果，提高荒煤气与换热器内壳的换热系数；通过遮焰板和集油槽的结合，消除了换热器积碳问题；利用设置在内壳内的内筒，在换热器安装过程中，大大削弱高温气流对对换热器壁面的热辐射效应，在断水断电时通过内置套筒方式可以避免换热器内壳的高温损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为图1中圆圈b的放大图；

图3为图1俯视图；

图4为换热器进口部分扰流叶片放大图；

图5为集油槽与遮掩板的局部示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本发明焦炉荒煤气上升管换热器，包括上部法兰7、下部法兰1和设置在上部法兰和下部法兰之间的筒状换热组件；

所述下部法兰1设置有向所述的筒状换热组件的换热腔延伸的环状遮焰板11，所述的遮焰板11的进烟口直径大于出烟口直径，所述的遮焰板的出烟口边缘向中心设置有若干扰流叶片14。遮焰板11下部圆周直径等于上升管内径。

本实施例中荒煤气从炭化室上升管进入上升管换热器，由于遮焰板11的收缩作用，荒煤气上升速度在换热器进口提速1.2～1.5倍，通过扰流装置14形成顺时针或者逆时针旋转上升气流，与换热器进行热交换。

实施例2

作为实施例1的具体方案，所述筒状换热组件包括由内到外依次设置的内壳6、盘管5、保温层4以及外壳3，所述内壳沿周向设置有集油槽10，所述集油槽10的外圆侧壁与所述内壳6接触，所述集油槽的底部设置有若干出油孔，所述遮焰板设置有若干进油口，各所述出油孔与进油口之间设置有导油管12。

所述换热器内壳6内径为遮焰板11上部圆周直径的1.1～1.25倍。

具体的所述导油管包括与集油槽出油孔连接的圆管12-1，以及与遮焰板进油口连接的喇叭管12-2，所述喇叭管12-2喇叭口向上，喇叭管12-2下部通过紧配合方式固定在遮焰板11上部加工的凹槽内，凹槽开小孔并倒圆角。集油槽10通过导油管固定在内壳换热面6-1下部，与内壳6下部支撑斜面6-2接触。集油槽10所开小孔下部距离到遮焰板11所开小孔上部距离大于50mm。

本实施例中荒煤气通过扰流叶片进入换热器内壳6进行热交换，内壳6通过导热将热量传递给盘管5，盘管5通过导热将热量传递给管内的导热介质。

本实施例中通过设置集油槽，以及设置在集油槽与遮焰板之间的导游管，避免了遮焰板11的热量传递给集油槽10而造成煤焦油的二次炭化而造成的积碳；当冷凝的煤焦油沿内壳6内壁流入集油槽内时，煤焦油会顺着集油槽10上小孔流入圆管12-1、喇叭管12-2，经过遮焰板11上的小孔返回炭化室。

实施例3

作为实施例1的具体方案，所述扰流叶片与水平方向的夹角范围为20°-80°。

实施例4

作为实施例1的具体方案，所述遮焰板侧壁与水平方向的夹角范围为30°～60°。

实施例5

作为实施例2的具体方案，所述内壳内壁上设置有防腐不沾涂层。

实施例7

作为实施例2的具体方案，所述遮焰板的出烟口直径为内壳之径的0.8～0.9倍。

实施例8

作为实施例2的具体方案，所述换热组件内还设置有一内筒8，所述遮焰板11上设置有挡块13，所述内筒8通过挡块13固定在遮掩板上；所述内筒的厚度不小于3mm。

在上升管换热器在线改造安装时，由于炭化室仍处于保温状态，炭化室内温度约为800℃，仍然有一定的辐射热量会传递给换热器内壳6，此时通过下部遮焰板11的阻挡可以减少传递给内壳6的辐射热量，同时在换热器内放置内筒8，通过固定在遮焰板11上的挡块13固定，有效隔离了传递给内壳的辐射、对流热量。换热器安装完毕后，此时换热器通入换热介质，若采用气体换热介质，则换热介质通过换热介质进口9进入换热器内，通过换热介质出口2流出换热器；若采用液体换热介质，则换热介质通过换热介质进口2进入换热器内后，通过换热介质出口9流出换热器，换热器通入换热截止后，通过打开上升管水封盖取出内筒8。在发生事故停水时，也可以打开上升管水封盖，将内筒8放置在上升管内部，此时内筒8应选用耐腐蚀不锈钢无缝管，避免干烧造成换热器内壳6损坏。

本发明通过遮焰板和扰流装置，使得进入换热器的荒煤气速度提高，同时形成上升旋转流动，使荒煤气由层流向紊流过渡，强化对流换热效果，提高荒煤气与换热器内壳的换热系数；通过遮焰板和集油槽的结合，消除了换热器积碳问题；利用设置在内壳内的内筒，在换热器安装过程中，大大削弱高温气流对对换热器壁面的热辐射效应，在断水断电时通过内置套筒方式可以避免换热器内壳的高温损坏。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。