罐式煅燒爐u型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)及冷卻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及罐式煅燒爐冷卻領(lǐng)域，具體為一種罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)及冷卻方法，尤其涉及炭素行業(yè)生產(chǎn)鋁用陽(yáng)極、陰極、電極以及炭素石墨化材料的罐式爐中煅后焦的冷卻系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煅燒是指原料在隔絕空氣的條件下進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼倪^(guò)程，其目的是排除原料中的水分和揮發(fā)分，使炭素原料的體積充分收縮，提高材料的熱穩(wěn)定性和物理化學(xué)性能。采用罐式煅燒爐煅燒炭素原料，具有熱利用率高、煅燒溫度高、煅燒焦質(zhì)量均勻、燒損小、強(qiáng)度大、電阻率低、煅燒生產(chǎn)工藝操作穩(wěn)定、爐子使用壽命長(zhǎng)、故障率低、綜合經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的罐式煅燒爐冷卻系統(tǒng)一般為雙層鋼板焊接結(jié)構(gòu)，采用間接傳熱的方式對(duì)高溫煅后焦進(jìn)行冷卻。內(nèi)層鋼板作為高溫物料的通道，內(nèi)、外層鋼板之間形成封閉的環(huán)形夾層水腔，為冷卻水通道。冷卻水從設(shè)在水套下部的進(jìn)水口進(jìn)入水套夾層，從設(shè)在水套上部的出水口排出。
[0003]目前采用的罐式煅燒爐冷卻系統(tǒng)及方法具有以下幾方面的缺點(diǎn):
[0004]1、在冷卻水套夾層頂部，必然存在80-200mm的真空區(qū)間，此區(qū)間水套由于得不到冷卻，處于空燒狀態(tài)，產(chǎn)生局部過(guò)熱、水套變形等現(xiàn)象，甚至?xí)斐伤醉敳块_(kāi)焊、罐內(nèi)漏水等問(wèn)題，降低水套使用壽命，影響產(chǎn)品質(zhì)量；
[0005]2、由于回水系統(tǒng)采用自然回水，并且整個(gè)系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，沒(méi)有水位監(jiān)測(cè)和流量監(jiān)控系統(tǒng)，使操作人員無(wú)法預(yù)知冷卻水套夾層內(nèi)的水位及回水管是否流有回水，因此會(huì)造成更大面積空燒的現(xiàn)象，同時(shí)如果水套內(nèi)溢氣過(guò)多，更會(huì)堵塞回水管，造成回水不暢等問(wèn)題；
[0006]3、由于一體式單級(jí)冷卻水套只有一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)和回水點(diǎn)，導(dǎo)致夾層內(nèi)湍流強(qiáng)度不夠，冷卻介質(zhì)流動(dòng)緩慢，對(duì)流換熱系數(shù)小、傳熱效率低、冷卻效果差，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此需要發(fā)明一種高效、安全的罐式煅燒爐冷卻系統(tǒng)新工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種高效、安全的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)及冷卻方法，其目的是解決現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)存在的水套頂部空燒、局部過(guò)熱、易開(kāi)焊、壽命低、回水系統(tǒng)無(wú)法監(jiān)測(cè)、冷卻效率低等問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]一種罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)有冷卻水套、U型回水管、杯狀容器、蓄水池，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0010]冷卻水套和蓄水池通過(guò)回水通道相連接，回水通道上設(shè)有杯狀容器，回水通道的一端設(shè)有U型回水管，U型回水管的一端與冷卻水套的出水口連接，U型回水管的另一端通入杯狀容器內(nèi)，杯狀容器通過(guò)管路與蓄水池相通，蓄水池通過(guò)進(jìn)水管連至冷卻水套。
[0011]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，在冷卻水套與杯狀容器之間的管路上設(shè)有回水截止閥。
[0012]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，U型回水管是“U”字形，其最高點(diǎn)高于冷卻水套的上沿。
[0013]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，U型回水管高出冷卻水套的尺寸范圍為 80-150_。
[0014]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，杯狀容器是開(kāi)口容器，其位置設(shè)置在操作者能直接觀察到的地點(diǎn)，并與U型回水管進(jìn)口留有間隙，杯狀容器下端通過(guò)管道連接至蓄水池。
[0015]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，蓄水池上方設(shè)有補(bǔ)水管，補(bǔ)水管的補(bǔ)水與U型回水管的回水共同流入蓄水池中。
[0016]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，進(jìn)水管上設(shè)置循環(huán)水泵和進(jìn)水截止閥，冷卻水通過(guò)循環(huán)水泵、進(jìn)水管重新流入冷卻水套內(nèi)。
[0017]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，冷卻水套由上下設(shè)置的上水套和下水套通過(guò)法蘭連接組成，上水套和下水套相對(duì)應(yīng)一端的進(jìn)水口和出水口通過(guò)連接管相連。
[0018]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，冷卻水套的水套夾層寬度尺寸范圍為 20-200mm。
[0019]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上水套和下水套相對(duì)應(yīng)一端的法蘭III和法蘭IV通過(guò)用配套使用螺栓、螺母和墊片緊固連接。
[0020]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上水套側(cè)壁為外鋼板1、內(nèi)鋼板I形成的水套夾層結(jié)構(gòu)，外鋼板1、內(nèi)鋼板1、位于上水套頂部的法蘭I和位于上水套底部的法蘭III共同組成上水套的冷卻水腔，冷卻水腔里面通有循環(huán)冷卻水。
[0021]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，內(nèi)鋼板I外壁上均勻設(shè)有翅片I，翅片I與下料方向平行、等間距排列。
[0022]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上水套頂部通過(guò)法蘭I與罐式煅燒爐的爐底鋼板焊接固定。
[0023]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上水套上部設(shè)有法蘭II于法蘭I下方，法蘭I與法蘭II之間通過(guò)肋板連接。
[0024]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，上水套外側(cè)設(shè)有兩個(gè)進(jìn)水口、一個(gè)出水口，進(jìn)水口位于上水套的下部，出水口位于上水套的上部。
[0025]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，下水套側(cè)壁為外鋼板I1、內(nèi)鋼板II形成的水套夾層結(jié)構(gòu)，外鋼板I1、內(nèi)鋼板I1、位于下水套頂部的法蘭IV和位于下水套下部的法蘭VI共同組成下水套的冷卻水腔，冷卻水腔里面通有循環(huán)冷卻水。
[0026]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，內(nèi)鋼板II外壁上均勻設(shè)有翅片II，翅片II與下料方向平行、等間距排列。
[0027]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，下水套通過(guò)其底部的法蘭V與碎料機(jī)相連。
[0028]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，下水套外側(cè)設(shè)有一個(gè)進(jìn)水口、兩個(gè)出水口，進(jìn)水口位于下水套的下部，出水口位于下水套的上部。
[0029]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻方法，在罐式煅燒爐煅燒石油焦過(guò)程中，石油焦由加料裝置連續(xù)加入罐式煅燒爐內(nèi)，經(jīng)過(guò)煅燒，再通過(guò)冷卻水套冷卻，碎料機(jī)碎料，最后由振動(dòng)輸送機(jī)把料排出；在罐式煅燒爐運(yùn)行過(guò)程中，冷卻水從進(jìn)水管進(jìn)入冷卻水套的夾層，經(jīng)過(guò)熱交換的熱水則從U型回水管排出并進(jìn)入蓄水池，從而完成整個(gè)循環(huán)過(guò)程。
[0030]所述的罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻方法，正常生產(chǎn)時(shí)，循環(huán)冷卻水從下水套的進(jìn)水口進(jìn)入，繞過(guò)翅片II，通過(guò)連接管進(jìn)入上水套，再經(jīng)過(guò)一系列換熱過(guò)程，從上水套出水口流出。
[0031]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
[0032]1、本發(fā)明通過(guò)采用U型回水管，可防止冷卻水套夾層頂部出現(xiàn)真空區(qū)間，有效避免了由于水套空燒而造成的局部過(guò)熱、水套變形等現(xiàn)象，提高了水套的使用壽命，使產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定。
[0033]2、本發(fā)明通過(guò)敞開(kāi)式水路循環(huán)，可使操作者對(duì)回水管內(nèi)水的流動(dòng)情況進(jìn)行在線監(jiān)控，與U型回水管共同使用可最大限度的避免水套內(nèi)發(fā)生空燒現(xiàn)象，保證回水流暢。
[0034]3、本發(fā)明采用多級(jí)冷卻水套形成多級(jí)U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，通過(guò)改變水套的進(jìn)、出口數(shù)量，增加了水套內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)強(qiáng)度，有效的提高了換熱效率，強(qiáng)化了冷卻效果；同時(shí)通過(guò)采用翅片技術(shù)，增加了冷卻水套與高溫煅后焦之間的有效換熱面積，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0035]4、本發(fā)明設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，容易在設(shè)計(jì)或者生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2-圖3為上水套的局部放大圖和剖面圖；其中，圖2為局部放大圖；圖3為圖2中A-A視圖。
[0038]圖4-圖5為下水套的局部放大圖和剖面圖；其中，圖4為局部放大圖；圖5為圖4中A-A視圖。
[0039]圖中:1、罐式煅燒爐；2、冷卻水套；3、U型回水管；4、回水截止閥；5、杯狀容器；6、補(bǔ)水管；7、蓄水池；8、進(jìn)水截止閥；9、循環(huán)水泵；10、進(jìn)水管；11、法蘭I ;12、肋板；13、法蘭11;14、外鋼板I ;15、內(nèi)鋼板I ;16、法蘭111;17、翅片I ;18、法蘭IV ;19、外鋼板II ;20、內(nèi)鋼板II ;21、法蘭V ;22、法蘭VI;23、翅片II ;24、連接管；25、螺栓；26、螺母；27、墊片。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限。
[0041]如圖1-圖5所示，本發(fā)明罐式煅燒爐U型敞開(kāi)式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，主要包括罐式煅燒爐1、冷卻水套2、U型回水管3、回水截止閥4、杯狀容器5、補(bǔ)水管6、蓄水池7、進(jìn)水截止閥8、循環(huán)水泵9、進(jìn)水管10、法蘭I 11、肋板12、法蘭II 13、外鋼板I 14、內(nèi)鋼板I 15、法蘭III16、翅片I 17、法蘭IV 18、外鋼板II 19、內(nèi)鋼板II 20、法蘭V 21、法蘭VI 22、翅片II 23、連接管24、螺栓25、螺母26、墊片27等，具體結(jié)構(gòu)如下:
[0042]冷卻水套2和蓄水池7通過(guò)回水通道相連接，回水通道上設(shè)有杯狀容器5和回水截止閥4，回水通道的一端設(shè)有U型回水管3，U型回水管3的一端與冷卻水套2的出水口緊固連接，U型回水管3的另一端通入杯狀容器5內(nèi)，杯狀容器5通過(guò)管路與蓄水池7相通，在冷卻水套2與杯狀容器5之間的管路上設(shè)有回水截止閥4。U型回水管3是“U”字形，其最高點(diǎn)高于冷卻水套2的上沿，所高出的尺寸范圍為80-150mm?；厮?jīng)U