[实用新型]蒸汽列管回转窑加热装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种纯碱行业、矿产加工行业中的蒸汽管回转窑，尤其是涉及一种蒸汽列管回转窑加热装置。

背景技术：

蒸汽列管回转窑是纯碱行业煅烧重碱工艺、矿产加工行业矿精粉干燥工艺中的关键设备，(如：纯碱工业用蒸汽煅烧炉、铅精粉干燥回转窑)，它是一种采用一定压力下的过热饱和水蒸汽(或饱和水蒸汽)通过蒸汽列管回转窑加热装置间接煅烧(或加热)炉内物料，使物料在回转窑炉体内发生复杂的化学反应并同时干燥脱去物料中的游离水及结晶水，或者只依靠加热管换热干燥脱去物料中的游离水。加热装置是蒸汽列管回转窑的关键部件，其性能对蒸汽列管回转窑的产能、热效率影响极大。目前蒸汽列管回转窑加热装置分为两种不同的形式，其分别为箱型汽室结构(如图1和图2所示)、环管汽室结构(如图3所示)，设计理念均为冷凝传热，但两种设计的工作方式中蒸汽和冷凝水在加热管中的流向有较大的区别，设备运转中自然各有所长各有其短。

箱型汽室结构的加热装置以两种典型结构应用于设备，分别为：不凝气炉头前置型(如图1所示)和不凝气炉尾后置型(如图2所示)。箱型汽室不凝气炉头前置型结构包括：集气外环管21，不凝气排放装置22，管支架23，补偿环管24，内集气环管25，气体导出管26、27、28，加热管29、30、31，箱形汽室32，隔水圈33，进汽管34，进汽轴35和疏水管36等组成一种环列层排的类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为；过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴35通过进汽管34导入箱型汽室32，并均匀的进入加热管29、30、31，流向炉头，进炉低温物料经过间接热交换使管内蒸汽冷凝，冷凝水在重力作用下由加热管29、30、31不断排入箱形汽室32，在隔水圈33的作用下经疏水管36排出。箱型汽室不凝气炉尾后置型结构包括：加热管41、42、43，不凝气导出管44、45、46，箱形箱型汽室47，隔水圈48，疏水管49，进汽管50，进汽轴51，集气外环管52，不凝气排放装置53等组成一种环列层排类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为：过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴51通过进汽管50导入箱型箱型汽室47，并均匀的进入加热管41、42、43，流向炉头，进炉低温物料经过间接热交换使管内蒸汽冷凝，冷凝水在重力作用下由加热管41、42、43不断排入箱形箱型汽室47，在隔水圈48的作用下经疏水管49排出。这种方式的传热过程蒸汽进入加热管为压差填充型，长期以来它们存在以下问题，使炉子产能受限：

(1)加热管均在炉头端有堵头，炉尾端开口，蒸汽流向与冷凝水流向均为逆向，互为阻尼，造成冷凝水流速慢，同时管子在重力方向上液膜较厚，管子液膜较厚部位传热系数低，热效率难以提高，故炉子产能不高。

(2)不凝气前置结构管线过多，且焊缝广布，另外管线壁厚均较薄且悬臂过大。管路焊缝广布则泄漏点较多，长期运行在振动等多种因素作用下泄漏点疲劳开裂成为普遍现象，造成设备无法长周期运转。不凝气后置结构虽然避开了炉体内加热管部分焊缝较多的弊端，但不凝气小管在加热管内必须到加热管头部空间处，长度较长，考虑到不凝气小管过大将减小加热管的有效截面积，影响管内蒸汽流量，一般设计采用小直径管。小直径管螺旋形式存在于加热管内，设备运转后其在管内发生震动，易与加热管内壁摩擦和碰撞，长期间会造成断裂或磨破小管管壁，无法修复，导致不凝气滞留于加热管内，使其传热效果下降，部分加热管近乎无效，另外断裂后的管子在加热管内运动将减小加热管寿命，这是造成加热管管子泄漏原因之一。

环管汽室结构的加热装置包括：加热管61、62、63，进汽环管64，回水环管65，进汽轴66，疏水管67，进汽管68，大弯管69，小弯管70等组成一种环列层排类似列管式换热器的结构。整个炉体的安装斜度为1.6％～3.0％，炉头高炉尾底。其工作流程为：过热饱和蒸汽或饱和蒸汽由进汽轴66通过进汽管68导入进汽环64，到达进汽环64的蒸汽在压差动力下快速穿过加热管63并通过大弯管69快速进入加热管62和加热管63中，进炉低温物料经过间接热交换使加热管62、63内的蒸汽冷凝，冷凝水在重力和压差推动力共同作用下由加热管62、63不断排入回水环管65内，环管内冷凝水和少量不凝气体在压差和重力推动下排出。这种方式的传热过程蒸汽进入加热管为压差推动型，长期以来它们存在以下问题，使炉子产能受限：