[发明专利]套管式回流冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及退火炉气氛监测领域，尤其涉及一种气氛取样装置。

背景技术

钢铁冶金行业中部分板材产品需要在带保护气氛的连续退火炉中进行热处理，由于对退火工艺过程的监控需要同时保证安全生产，需要对炉内气氛的压力，气体浓度等参数进行实时监测，常用的气氛检测或者炉压检测系统是从炉内连接出取样管至检测仪，检测后的尾气经排空管排入大气，根据实际情况，检测系统还带有吹扫装置，抽气泵，除尘系统等附件，宝钢某连续机组的退火炉内为约800℃的富氢高湿气氛，且对退火工艺过程的稳定性要求较高，因此配备了多处氢气检测和炉压检测仪器用于退火过程监控，但在实际生产中存在以下问题：

1)高湿气体在从炉内流出直至检测仪入口处一段管路中从约800℃降温至130℃，此降温过程中凝结出的大量水分滞留在管路中无法及时去除，造成检测管路堵塞和检测值波动，严重时造成退火炉自动停机，给安全生产带来影响。

2)如果在取样管路上包覆保温材料，虽可减少水分凝结，但样气温度过高会影响测量精度并造成分析仪器损坏，增加了生产成本，也为人工维护带来麻烦。

3)当前常见的水汽分离装置基本都是挡板式结构，结构设计复杂，通过大量的焊接，铸造等一些列加工工艺，成本高而且分离效率低，分离过程压降明显，并不适用安装于连退炉保护气体的取样检测管网。

4)由于退火炉内为富氢气氛，检测后的气体以及冷凝出的水分内都含有大量氢气，直接设计排放在大气中存在严重安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种套管式回流冷却器，通过将样气取样管路和回流管靠近退火炉的一段设置成套管，即能提高分离效果，又能使冷凝水在流回到炉内时立即气化，避免影响炉内退火气氛的精度，在节能减排的同时实现了降本增效。

本发明是这样实现的：一种套管式回流冷却器，包括壳体和气氛冷却机构，所述气氛冷却机构设置在壳体的中部，所述壳体底部开有排水口，壳体顶部通过出气管路与气氛检测仪相连通，排水口通过回流管与退火炉的检测口相连，壳体的中部下方设有气氛进口，所述气氛进口通过样气取样管路与退火炉的检测口相连，所述样气取样管路靠近退火炉的一段套装在回流管中，所述排水口的高度高于退火炉的检测口。

所述的气氛冷却机构由一级冷凝叶片和二级换热盘管构成，所述的一级冷凝叶片设置在二级换热盘管的下方，所述二级换热盘管与外部冷却水回路相连通。

所述的一级冷凝叶片为若干具有一定弧度的叶片，叶片水平安装在二级换热盘管和气氛进口之间的壳体上。

所述回流管长度方向与壳体底面的角度为40°~80°。

所述套装在样气取样管路外的回流管的长度为回流管总长度的2/3。

本发明套管式回流冷却器检测时炉内被取样的气氛在样气取样管路和回流管的套管部分被初步冷却，再由盘管换热冷却以及冷凝叶片的离心作用分离出冷凝水，能充分冷凝样气中的水蒸汽，分离效果好，冷凝水经回流管流回炉内，避免了富氢冷凝水直接排放带来的安全隐患，在回流过程中，冷凝水还可与样气进行换热，具有一定温度的冷凝水在流回到炉内时能立即气化，避免影响炉内退火气氛的精度；另外样气取样管路和回流管还可作为冷却器和退火炉内气氛的压力平衡管路，当壳体内冷凝水液位达到一定高度，壳体内气体压力和冷凝水柱压力大于炉压时，驱动冷凝水回流，同时防止回流过程冷凝水被进入回流管路的炉气反吹回壳体内，确保回流过程的稳定。

本发明在应用到连续退火机组上以后分离效果良好，并具有广泛的适应性和兼容性，可应用于其它具有类似需求的带钢连续处理机组，并且在节能减排的同时实现了降本增效，可谓一举多得，在国家大力提倡环保的今天，具备极高的推广价值。

附图说明

图1为本发明套管式回流冷却器的布置结构示意图；

图中：1壳体、2样气取样管路、3出气管路、4气氛检测仪、5回流管、6退火炉、7检测口、8一级冷凝叶片、9二级换热盘管。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1