Теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов Советский патент 1988 года по МПК F27D17/00 

/а

Ш

|СЛ

/дм/

Ю

СО

к ел

гате-охладителе отходящих печных газов, содержащем экранированный газоход 1 со сводом,теплообменные поверхности 2, размещенные в нем, и подвижную разделительную перегородку

3,выполненную из ряда термосифонов

4,испарительные зоны 7 которых перекрывают сечение газохода 1, а их конденсационные зоны вынесены за пре|делы газохода, закреплены на грузо- I подъемном механизме 6 и снабжены холодильниками 9, которые выполнены IB виде камер с двойными стенками 12,

жестко закрепленными на своде газохода 1, во внутренней полости которых установлены на скользящей посадке термосифоны А с возможностью их вертикального перемещения, а наружная полость 14 камер заполнена теплоносителем, циркулирующим в системе агрегата, внутренняя полость 13 камеры холодильника заполнена геп- лопроводящей массой 15, состоящей из металлической или графитовой пудры (порошка) и снизу снабжена уплотнением 16. 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для охлаждения печных газов. Цель изобретения - повышение надежности агрегата при эксплуатации в условиях высокотемпературных и запыленных газов и переменных тепловых нагрузок. В теплоутилизационном агре

1

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для охлаждения печных газов, отходящ11х из металлургических печей для переработки руд и концентратов, содержащих цветные металлы, серу и другие элементы.

Цель изобретения - повышение надености агрегата при эксплуатации в условиях высокотемпературных)и запыленных газов и переменных тепловых нагрузок.

На фиг. 1 показан теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2 (вариант уплотнения внутренней полости холодильника) ; на фиг. 4 - то же, (другой вариант выполнения камер холодильников и уплотнения их. полостей).

Теплоутилизационный агрегат-охладитель отходящих печных газов представляет собой многоходовой экранированный газоход 1 с размещенными в нем теплообменными поверхностями 2 в виде трубных панелей с коллекторами, снабженньм установленной со свободой перемещения вверх и вниз перегородкой 3, собранной из ряда заглушенных с торцов трубчатых термосифонов 4, установленных вплотную друг к другу и жестко соединенных между собой, например, с помощью сварки. В том случае, когда нет необходимости в полном перекрытии всего сечени газохода термосифоны могут быть уста0

новлены с определенным шагом между ними. В этом случае шаг между термосифонами должен быть выдержан с достаточным интервалом, чтобы исключить возможность зашлаковьшания пространства между термосифонами. Такой вариант может быть предусмотрен при применении двух охладителей газов, соединеннь1х последовательно, а также при наличии более одной перегородки в одной теплоутилизационной установке - одна из которых выполнена газоплотной, а другая - с зазором между

термосифонами.

Перегородка 3 закреплена на своде 5 газохода и подвешена с помощью грузоподъемного механизма 6 с обеспечением ее подъема и опускания в вер. тикальной плоскости. Термосифоны 4 размещены между теплообменными поверхностями 2 в газоходе таким образом, что их испарительные зоны 7 выведены в высокотемпературную зону

5 (см. фиг.1 - поток печных газов) и перекрывают сечение газохода, а их конденсационные зоны 3 выведены за пределы газохода и снабжены холодильниками 9, соединенными подъемными и

., опускными трубопроводами 10 и 11 соответственно, с контуром циркуляции хладагента в агрегате.

Указанные холодильники выполнены в виде камер с двойными стенками 12, жестко закрепленными на своде 5 га5 зохода, во внутренней полости 13 которых на скользящей посадке установлены термосифоны 4. Наружная полость

14 камер заполнена теплоносителем, циркулирующим в агрегате, а внутренняя полость 13 - теплопроводной массой 15, состоящей из металлического или графитового порошка (пудры) или их смеси (например, медный или алюминиевый порошок в смеси с графитом и с добавкой связующего вецества, например, СИЛИКОНОВОГО масла). Для исключения просыпи массы, нижняя часть полости 13 заполнена более крупной по размеру фракцией смеси. Снизу указанная полость снабжена уплотнением 16, которое может быть выполнено в виде подпружиненной планки или металлических щеток.

Другой вариант конструкции камер холодильников 9 следующий: они выполнены в виде ряда блоков, собран- ных из прижимных колодок 17 из теплопроводного материала, например, спрессованного графита, с каналами 18 для прохода циркулирующего теплоносителя.

Колодки плотно прижаты к термосифонам 4 с помощью пакета пружин 19, упиракщйхся в каркасную обойму 20. Для обеспечения возмох ности очистки перегородки 3 от отложений пыли ниже уплотнения 16 установлены скребки 21.

На фиг. 1 показана часть (фрагмент) теплоутилизационного агрегата. В случае необходимости может быть установлено несколько предлагаемых охладителей печных газов, соединенны между собой последовательно или параллельно. При этом, в первом случае перегородка 3 выполнена в виде газоплотной панели (без зазоров между термосифонами 4), а последующие перегородки выполняют с определенным, .расчетным шагом между термосифонами,

Теплоутилизационный агрегат-охладитель работает следующим образом.

Отходячще от металлургического ил энерготехнологического агрегата высокотемпературные газы поступают в многоходовой газоход 1, где они охлаждаются, отдавая свое тепло теплооб- менным поверхностям 2. Мно.говходо- вость газохода обеспечивается разделяющей его перегородкой 3 с термосифонами 4, подвешенной на своде 5, что способствует эффективному омыва- нию поверхностей нагрева печными газами.

o 5

0 5

о

Q г

5

0

В том случае, когда температура газов на входе в газоход 1 понижается ниже номинальной, перегородку с термосифонами 4 устанавливают в ее верхнее положение, обеспечивая одно- ходное движение газов, в результате чего теплообъем становится минимальным, а теплообмен осуществляется лишь за счет частичного омывания установленных в газоходе трубчатых поверхностей 2 нагрева.

В случае изменения режима работы энерготехнологического агрегата и повышения температуры газов на входе в газоход 1, перегородку с термосифонами 4 с помощью грузоподъемного механизма 6 опускают на величину,соответствующую требуемому значению стабилизации температурного режима. В результате этого обеспечивается многоходовое течение газов с соответствующим увеличением теплообъема, как за счет более полного омывания газами поверхностей 2 нагрева, так и объема тепла термосифонами перегородки 3.

Если температура газов на выходе из охладителя газов продолжает оставаться вьше номинальной, то предусмотрена возможность включения в работу аналогичного теплоутилизационного агрегата, включенного последовательно с основным.

Для полного перекрытия газохода, например, в случае необходимости в ремонте установленного за охладителем газов оборудования (тягодутье- вого, воздухоочистного и т.д.), перегородку устанавливают в ее крайнее нижнее положение и бна при этом выполняет ролъ отсечного шибера. Газы в этом случае направляют в обводной газоход или в параллельно установленный аналогичный теплоутилизационный агрегат, работающий по тому же принципу.

Таким образом, обеспечиваются регулирование температуры газов на выходе охладителя в широком диапазоне и полное перекрытие сечения газохода в случае необходимости.

При подъеме и опускании перегородки 3 она свободно перемещается во внутренней полости 13 камер холодильников 9, контактируя с поверхностями термосифонов 4 с теплопроводной массой 15, Просыпание порошкообразной массы предотвращается тем, что в ниж7

ней части полости 13 насыпан слой более крупной по размеру фракции, а , также с помощью уплотнения 16, установленного в нижней части полости. Уплотнение 16 постоянно поджато к поверхностям термосифонов за счет усилия пружин прижимной планки или щето

При опущенной перегородке 3 холодильные камеры 9 работают с максимал

ной тепловой нагрузкой, в результате чего обеспечивается эффективная утилизация, тепловой энергии за счет интенсивного охлаждения газов и получения при этом нагретой воды или пара, который отводится потребителю.

При использовании варианта с применением камер холодильников 9 в виде ряда блоков из прижимных колодок 17, например, из спрессованного графита, с каналами 18, через которые подают циркулирующий теплоноситель, перегородка 3 свободно скользит по внутренней поверхности указанных колодок 17. За счет силы пружин. 19, упирающихся в каркасную обойму 20, колодки плотно прижимаются к термосифонам 4. Однако это не мешает свободному (без заклиниваний и заеда- НИИ) перемещению перегородки 3, поскольку установленные ниже уплотнения 13 скребки 21 способствуют надежному очищению поверхностей термосифонов от отложений.

2-5

Формула

6

изобретения

Теплоутилизационньй агрегат-охладитель отходящих печных газов, содержащий экранированный газоход со сводом и размещенными в нем поверхностями теплообмена, подвижную разделительную перегородку из теплосифо- нов, размещенную между теплообменны- ми поверхностями с возможностью перекрывания сечения газохода, причем конденсационные зоны размещены за пределами газохода и снабжены холодильниками, соединенными подъемными и опускными трубопроводами с контуром циркуляции агрегата, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности агрегата при эксплуатации в условиях высокотемпературных и запьшенных газов и переменных тепловых нагрузок, холодильники термосифонов выполнены в виде камер с двойными стенками, жестко закрепленными на своде газохода, во внутренней полости которыхустановлены на скользящей посадке термосифоны с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, наружная полость камер заполнена циркулируклдим в системе агрегата теплоносителем, а внутренняя полость теплопроводящей массой из металлической или графитовой пудры и снабжена уплотнением расположенным в нижней части камеры.

;j

/.

/5

5L

/5

-

1Z ,12

JL/

/

.2

Фиг.

13

Б-Б

/

20