高保温长寿命余热回收异径集气管的制作方法

1.本实用新型涉及清洁型热回收焦炉，尤其涉及热回收焦炉通向各窑室的余热集气支管道与通向发电锅炉的余热集气主管道的三通式管连接结构。


背景技术：

2.清洁型热回收焦炉在炼焦过程中产生的高温废气经其炉体上升火道、集气支管和集气主管，最终将高温废气输送至余热锅炉产生蒸汽发电。由于集气管输送的废气温度均在1000℃以上，甚至达到1300℃，且废气中含有多种有害腐蚀性气体，因此输气管道的保温性能、抗湍流冲刷能力、保温材料及钢质外壳的抗侵蚀能力均对焦炉余热的高效利用和使用寿命具有较大的影响。
3.现有的热回收焦炉的输气管道大部分是在钢制外壳内衬以耐火保温材料层，由于集气管道承受着较高的温度和热冲击，很容易造成管壁开裂和坍塌，不仅影响废气余热的高效利用，而且加剧废气对保温耐火材料的渗透和侵蚀，降低管道的使用寿命。尤其是在集气支管道与集气主管道的连接段位置，由于该连接处的高温高速气流方向急剧变化，产生强烈的高温蜗流，继而常来对支管、主管壁剧烈的冲击，这种冲击包括对管道的径向和轴向冲击，轴向的冲击作用和冲击力使集气支管与主管过渡处很容易产生撕裂缝，并使支管内壁砌筑砖缝加大，不仅使输气管道的保温性能下降，余热利用率低，而且加剧高温有毒气体对保温结构和钢质外壳的腐蚀速度，降低输气管道的使用寿命。


技术实现要素：

4.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高保温长寿命余热回收异径集气管，不仅具有较高的耐火保温性能，而且能有效提高管道的抗热冲击能力，延长输气管道的使用寿命。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型的高保温长寿命余热回收异径集气管，包括集气主管和集气支管，该集气主管的主管气道和集气支管的支管气道相连通，所述集气主管从外向内依次为主管外壳、主管隔热纤维层、主管耐火隔热层和主管耐火砖层，该主管耐火砖层的主管耐火砖砌筑围成主管气道；所述集气支管从外向内依次为支管外壳、支管隔热纤维层、支管耐火隔热层和支管耐火砖层，该支管耐火砖层的支管耐火砖砌筑围成支管气道；支管耐火砖的两端设置有朝向相反的砌筑台阶面，在砌筑台阶面上设置有砌筑搭接槽，相邻两支管耐火砖相对的砌筑搭接槽间插装有支管砖插接榫；位于支管气道和主管气道连通段的支管耐火锁接砖和主管耐火肩砖通过气道插接榫相互连接，该支管耐火锁接砖的锁接砖搭接槽和相邻的支管耐火砖的砌筑搭接槽间也插装有支管砖插接榫，主管耐火肩砖与相邻的主管耐火砖相垒筑。
6.在上述结构中，由于集气主管及集气支管均是从外向内依次采用外壳、隔热纤维层、耐火隔热层和耐火砖砌筑层，这种结构更能抵御有毒高温废气的侵蚀，并大大增强集气管的抗热震和抗热冲击性能；耐火隔热层和隔热纤维层，不仅增强了输气管的耐火保温性
能，有效提高余热利用率，而且能有效阻止高温废气的渗透，阻止热能的外泄，延长整个集气管的使用寿命；采用耐火砖作为输气管道的面热层，具有极高的耐高温和耐火性能。又由于支管耐火砖两端朝向相反的砌筑台阶面上设置有砌筑搭接槽，在相邻砖对应的砌筑搭接槽间安装有插接榫，这种结构大大增强支管内管壁耐火砖之间的连接性和整体性，提高了管壁耐火砖相互间的结合力，具有更高的结构稳定性和抗热冲击性能；插接榫还有效地阻断了砖缝间的高温废气泄漏路径。更由于在支管气道和主管气道连接处，采用支管耐火锁接砖和主管耐火肩砖结构，支管耐火锁接砖和主管耐火肩砖间通过气道插接榫相互锁定连接，这就使得集气主管和集气支管之间的结合连接力得到大大增强，提高该连接处整体结构强度，能够有效抵御该交汇连接处的开裂，防止余热外泄，延长气管使用寿命。
7.本实用新型的进一步实施方式，所述支管耐火砖的竖向截面为等腰梯形截面，相邻两支管耐火砖对应的砌筑台阶面相互贴合。所述支管耐火锁接砖的竖向截面为等腰梯形截面，该支管耐火锁接砖的一端设有搭接台阶面，所述锁接砖搭接槽设置于该搭接台阶面上，支管耐火锁接砖的另一端设有锁接砖弧形面。能够砌筑成圆管状的集气支管，具有良好的结构稳定性。
8.本实用新型的进一步实施方式，所述主管耐火砖的竖向截面为等腰梯形截面，该主管耐火肩砖横截面由依次相邻的斜肩面、内弧面、下肩面和外弧面围成，在下肩面上设置有肩砖榫接槽，所述气道插接榫插装于肩砖榫接槽和支管耐火锁接砖的锁接砖榫接槽中。所述主管耐火肩砖上的插接凸榫和主管耐火砖上对应榫槽相互榫接。增强支管和主管间的整体性和结构稳定性。
9.本实用新型的进一步实施方式，所述主管耐火隔热层由硅酸铝陶瓷纤维板铺设而成，所述主管隔热纤维层由含锆陶瓷纤维毡铺设而成。所述支管耐火隔热层由硅酸铝陶瓷纤维板铺设而成，所述支管隔热纤维层由含锆陶瓷纤维毡铺设而成。提高输气管的耐火保温性。
10.本实用新型的优选实施方式，所述主管外壳和支管外壳均由碳素钢板卷制而成，该主管外壳和支管外壳相互焊接。
附图说明
11.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型高保温长寿命余热回收异径集气管作进一步说明。
12.图1是本实用新型高保温长寿命余热回收异径集气管一种具体实施方式的俯视结构示意图；
13.图2是图1中a—a剖面的剖视结构示意图；
14.图3是图2中支管耐火砖的主视图；
15.图4是图3的左视图；
16.图5是图3的俯视图；
17.图6是图2中支管耐火锁接砖的主视图；
18.图7是图6的左视图；
19.图8是图6的俯视图；
20.图9是图2中主管耐火肩砖的主视图；
21.图10是图9的左视图；
22.图11是图9的俯视图。
23.图中，1—集气主管、11—主管外壳、12—主管隔热纤维层、13—主管耐火隔热层、14—主管耐火砖、15—主管耐火肩砖、151—插接凸榫、152—斜肩面、153—内弧面、154—下肩面、155—肩砖榫接槽、156—外弧面、16—主管气道；2—集气支管、21—支管外壳、22—支管隔热纤维层、23—支管耐火隔热层、24—支管气道、25—支管耐火砖、251—砌筑搭接槽、252—砌筑台阶面、26—支管耐火锁接砖、261—锁接砖榫槽、262—锁接砖弧形面、263—搭接台阶面、264—锁接砖搭接槽；3—气道插接榫；4—支管砖插接榫。
具体实施方式
24.如图1所示的高温长寿命余热回收异径集气管，该异径集气管包括集气主管1，在集气主管1上并联有若干根集气支管2，集气主管1的外径大于集气支管2外径。集气支管2连通至各对应的上升管及炼焦窑室；集气主管1则通向余热发电锅炉。各炼焦窑室高温废气经上升管、集气支管汇入集气主管后，被输送至余热发电锅炉用于发电。
25.如图2所示，集气主管1从外向里依次为主管外壳11、主管隔热纤维层12、主管耐火隔热层13和主管耐火砖层。主管外壳11由普通碳素钢板卷制成圆管状，主管隔热纤维层12由含锆陶瓷纤维毡铺设成，在主管隔热纤维层12的内壁面铺设有主管耐火隔热层13，该主管耐火隔热层13由硅酸铝陶瓷纤维板铺设而成。主管耐火隔热层13以主管耐火砖14砌筑成主管耐火砖层，该主管耐火砖层的主管耐火砖14围成主管气道 16，主管耐火砖14为抗侵蚀莫来石耐火砖，主管耐火砖14的相对的两砌筑大面上分别设置有插接凸榫和插接凹槽，相邻两砖的凸榫和凹榫相互榫接。
26.集气支管2从外向里依次为支管外壳21，支管隔热纤维层22、支管耐火隔热层23和支管耐火砖层。支管外壳2也由普通碳素钢板卷制成圆管状，支管隔热纤维层22由含锆陶瓷纤维毡铺设成，在支管隔热纤维层22的内壁面铺设有支管耐火隔热层23，该支管耐火隔热层23由硅酸铝陶瓷纤维板铺设而成。在支管耐火隔热层23的内壁上砌筑有支管耐火砖25，若干支管耐火砖25砌筑而围成支管气道24。相邻两支管耐火砖25两端相对应的砌筑台阶面252上的砌筑搭接槽251间插接有支管砖插接榫4，支管砖插榫4为矩形截面的砖条，其也可以圆柱状的砖条等。
27.在支管气道24和主管气道16的连通交汇段位置，支管耐火砖25的内端砌筑有支管耐火锁接砖26，故对应段的支管气道24由支管耐火锁接砖26砌筑而成。支管耐火锁接砖26的伸入端（伸入集气主管端）与集气主管1的主管耐火肩砖15相垒筑。支管耐火锁接砖26和主管耐火肩砖15通过气道插接榫3相互连接。主管耐火肩砖15通过气道插接榫4与支管耐火砖25相互榫接，主管耐火肩砖15的另一砌筑面则与相邻的主管耐火砖14相互榫接。
28.如图3、图4及图5所示，支管耐火砖25呈长条状耐火砖，其竖向截面为等腰梯形截面。在支管耐火砖25的两长向端分别设置有朝向相反的砌筑台阶面252，砌筑台阶面252上设置有砌筑搭接槽251。两相邻砖砌筑时，对应的砌筑台阶面252相贴合，贴合后形成封闭的砌筑搭接槽251中插装支管砖插接榫4。
29.如图6、图7及图8所示，支管耐火锁接砖26也呈长条状耐火砖，其竖向截面为等腰梯形截面，并支管耐火锁接砖26与支管耐火砖25等宽。在支管耐火锁接砖26的一端设有搭
接台阶面263，在该搭接台阶面263设有锁接砖搭接槽264，砌筑时该锁接砖搭接槽264与对应的支管耐火砖25上的砖筑搭接槽251之间插装支管砖插接榫4。支管耐火锁接砖26的另一端则为一锁接砖弧形面262，锁接砖弧形面262的圆弧半径与主管气道16的半径相同。
30.如图9、图10及图11所示，主管耐火肩砖15的竖向截面为等腰梯形截面，该主管耐火肩砖15的横截面（图示端面）由依次相邻接的斜肩面152、内弧面153、下肩面154和外弧面156围成，在斜肩面152上设置有插接凸榫151，该插接凸榫151与相邻主管耐火砖14的凹槽相互榫拦。在下肩面154上设置有肩砖榫接槽155，肩砖榫接槽155与对应的锁接砖榫接槽261之间插装气道插接榫3。外弧面156和内弧面153所在圆柱面为同轴柱面。