專利名稱：一種閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)余熱回收利用與熱泵系統(tǒng)交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展過程中，能源始終是制約我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的瓶頸，節(jié)能減排也已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)宏觀調(diào)控的重點(diǎn)。余熱回收技術(shù)作為大型鍛件、大型高溫鋼錠、鑄件、鋼包生產(chǎn)過程節(jié)能減排的有效手段正在成為研究熱點(diǎn)。高溫鑄鍛件、鋼坯等空冷過程余熱分散、間歇、難以回收，現(xiàn)有技術(shù)中車間高溫鍛件空冷環(huán)節(jié)產(chǎn)生的余熱已有企業(yè)進(jìn)行部分回收，但大多數(shù)尚未利用，直接排放到了大氣中，在環(huán)境污染的同時(shí)造成了能源的浪費(fèi)。目前國內(nèi)在余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域已開展了大量研究，但在回收大型高溫金屬件降溫過程零散、間歇中低溫余熱領(lǐng)域尚無成熟可應(yīng)用的技術(shù)，本發(fā)明提供的閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備，可將高溫鑄鍛件、鋼坯等空冷過程的余熱回收用于發(fā)電或?yàn)楣S工人、附近居民或鍋爐供應(yīng)熱水，降低煤炭、電或其他能源消耗，同時(shí)減少高溫廢氣排放污染，改善車間工作環(huán)境，達(dá)到節(jié)能減排的目的，該設(shè)備尤其適用煉鋼、煉鐵、鍛造和其它熱處理行業(yè)的高溫件空冷過程中分散、間歇余熱的回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決高溫金屬件零散、間歇中低溫余熱回收問題所采用的技術(shù)方案。這種閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備包括帶保溫隔熱層的設(shè)備本體、安裝在設(shè)備本體上的進(jìn)料口、高溫金屬件冷卻室、安裝在所述高溫金屬件冷卻室內(nèi)的置料平臺(tái)、熱泵換熱系統(tǒng)、內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)、在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)。所述的熱泵換熱系統(tǒng)位于高溫金屬件冷卻室右側(cè)，由熱泵機(jī)組、水箱、翅片換熱器組成，所述熱泵機(jī)組由冷凝器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)液罐、風(fēng)扇、熱泵工質(zhì)、節(jié)流閥及連接管道組成，所述冷凝器安裝在水箱內(nèi)部，高溫空氣的熱量由所述翅片換熱器中的熱泵工質(zhì)吸收并沿著連接管道輸送到冷凝器中，使水箱中水溫升高，系統(tǒng)氣體溫度降低；所述的內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)位于高溫金屬件冷卻室和熱泵換熱系統(tǒng)上方，由可控軸流風(fēng)機(jī)、風(fēng)道組成，高溫空氣由高溫金屬件冷卻室下部整體式進(jìn)入熱泵換熱系統(tǒng)，換熱降溫后， 經(jīng)設(shè)置在所述熱泵換熱系統(tǒng)頂端的出口進(jìn)入內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)，最終回到高溫金屬件冷卻室， 所述內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)空間充足，可滿足熱泵換熱系統(tǒng)對風(fēng)壓和風(fēng)速的要求；所述的在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)，由安裝在設(shè)備本體上的紅外溫度傳感器、空氣溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器，安裝在水箱內(nèi)部的熱水溫度傳感器以及控制元器件、連接線路組成，控制系統(tǒng)與整機(jī)各個(gè)系統(tǒng)相連并放置在地面上。所述的五類傳感器可以將檢測的信號傳遞給控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示記錄各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高溫金屬件冷卻過程全程的在線監(jiān)測，所述控制系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)程序綜合分析各傳感器信號，向熱泵換熱系統(tǒng)和可控軸流風(fēng)機(jī)發(fā)送指令，調(diào)整接入系統(tǒng)的熱泵機(jī)組數(shù)量以及可控軸流風(fēng)機(jī)功率，滿足不同溫度、尺寸的高溫金屬件余熱回收的冷卻速度和工藝要求。本發(fā)明有益的效果是通過內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)將高溫空氣引入熱泵換熱系統(tǒng)，使高溫空氣與熱泵工質(zhì)換熱，循環(huán)往復(fù)，高效回收利用空氣中的顯熱制得蒸氣或熱水，用于發(fā)電和熱水供應(yīng)等需求。該裝置余熱利用率理論上能達(dá)到90%以上，高效節(jié)能，回收高溫氣體余熱時(shí)系統(tǒng)供熱效率COP平均可達(dá)4. 0以上，可降低企業(yè)能源消耗成本，緩解國家能源不足的現(xiàn)狀；操作方便，全自動(dòng)溫度及時(shí)間控制；除風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇外無運(yùn)動(dòng)部件，運(yùn)行安全可靠、使用壽命長、維護(hù)費(fèi)用低，環(huán)保無污染。該設(shè)備尤其適用煉鋼、煉鐵、鍛造和其它熱處理行業(yè)的高溫件空冷過程中分散、間歇余熱的回收。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1為閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備的主視剖視圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。附圖標(biāo)記1-紅外溫度傳感器 2-置料平臺(tái)3-空氣溫度傳感器4-高溫金屬件冷卻室5-風(fēng)壓傳感器6-風(fēng)量傳感器7-空氣溫度傳感器 8-可控軸流風(fēng)機(jī) 9-風(fēng)道10-風(fēng)扇11-控制系統(tǒng)12-熱泵機(jī)組13-水箱14-設(shè)備本體15-進(jìn)料口16-熱水溫度傳感器 17-翅片換熱器 18-高溫鑄件
具體實(shí)施例方式本閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備的實(shí)施實(shí)例如圖1、2所示。這種閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備包括帶保溫隔熱層的設(shè)備本體14，安裝在設(shè)備本體14上的進(jìn)料口 15，高溫金屬件冷卻室4，安裝在所述高溫金屬件冷卻室4內(nèi)的置料平臺(tái)2，固定安裝在設(shè)備本體14 上的水箱13，安裝在水箱13上方的熱泵機(jī)組12，固定安裝在熱泵機(jī)組12上方的風(fēng)扇10，安裝在設(shè)備本體14上并將高溫金屬件冷卻室4與熱泵換熱系統(tǒng)隔開的翅片換熱器17，風(fēng)道 9，安裝在風(fēng)道9內(nèi)部的可控軸流風(fēng)機(jī)8，安裝在設(shè)備本體上的紅外溫度傳感器1、空氣溫度傳感器3和7、風(fēng)壓傳感器5、風(fēng)量傳感器6，安裝在水箱內(nèi)部的熱水溫度傳感器16，控制系統(tǒng)11與整機(jī)各個(gè)系統(tǒng)相連并放置在地面上。實(shí)施例。對重為3噸，溫度從900°C下降至300°C的高溫鑄件冷卻過程中的余熱進(jìn)行回收利用。將高溫鑄件18置于高溫金屬件冷卻室4內(nèi)的置料平臺(tái)2上，關(guān)閉進(jìn)料口 15， 可控軸流風(fēng)機(jī)8和風(fēng)扇10共同作用，使高溫空氣由高溫金屬件冷卻室4下部整體式進(jìn)入熱泵換熱系統(tǒng)，高溫空氣的熱量由翅片換熱器17中的熱泵工質(zhì)吸收并沿著連接管道輸送到冷凝器中，使水箱13中的水溫升高，高溫空氣溫度降低，降溫后的氣體由熱泵換熱系統(tǒng)頂端的出口進(jìn)入風(fēng)道9，最終回到高溫金屬件冷卻室4。在工作過程中，安裝在設(shè)備本體14上的紅外溫度傳感器1可以檢測高溫鍛件18的表面溫度，空氣溫度傳感器3可以檢測高溫金屬件冷卻室4內(nèi)空氣的溫度，空氣溫度傳感器7可以檢測風(fēng)道9內(nèi)空氣的溫度，熱水溫度傳感器16可以檢測水箱13中熱水的溫度，風(fēng)壓傳感器5可以檢測風(fēng)道9內(nèi)高溫空氣產(chǎn)生的壓力，風(fēng)量傳感器6可以檢測風(fēng)速，上述幾類傳感器可以將檢測的信號傳遞給控制系統(tǒng)11， 實(shí)時(shí)顯示、記錄各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高溫金屬件冷卻過程全程的在線監(jiān)測。設(shè)備控制系統(tǒng)11可以通過預(yù)設(shè)程序綜合分析各傳感器信號，向熱設(shè)備各個(gè)系統(tǒng)發(fā)送指令，調(diào)整冷熱水的輸入與輸出和接入系統(tǒng)的熱泵機(jī)組12數(shù)量以及可控軸流風(fēng)機(jī)8的功率，滿足不同溫度、尺寸的高溫金屬件余熱回收的冷卻速度和工藝要求。 以上對本發(fā)明及其實(shí)施方式的描述是示意性的，沒有限制性。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，進(jìn)行其他實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于回收高溫金屬件中低溫零散、間歇余熱的閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備， 其特征在于，該閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備由帶保溫隔熱層的設(shè)備本體、安裝在設(shè)備本體上的進(jìn)料口、高溫金屬件冷卻室、安裝在所述高溫金屬件冷卻室內(nèi)的置料平臺(tái)、熱泵換熱系統(tǒng)、內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)和在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱泵換熱系統(tǒng)，其特征在于，該熱泵換熱系統(tǒng)由熱泵機(jī)組、 水箱、翅片換熱器組成，所述熱泵機(jī)組由冷凝器、壓縮機(jī)、儲(chǔ)液罐、風(fēng)扇、熱泵工質(zhì)、節(jié)流閥及連接管道組成，所述冷凝器安裝在水箱內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)，其特征在于，由安裝在設(shè)備本體上的紅外溫度傳感器、空氣溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器、風(fēng)量傳感器，安裝在水箱內(nèi)部的熱水溫度傳感器以及控制元器件、連接線路組成，控制系統(tǒng)與整機(jī)各個(gè)系統(tǒng)相連并放置在地面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4中所述的在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)，其特征在于，所述幾類傳感器可以將檢測的信號傳遞給設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示、記錄各個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高溫金屬件冷卻過程全程的在線監(jiān)測；設(shè)備控制系統(tǒng)可以通過預(yù)設(shè)程序綜合分析各傳感器信號，向熱設(shè)備各個(gè)系統(tǒng)發(fā)送指令，調(diào)整冷熱水的輸入與輸出和接入系統(tǒng)的熱泵機(jī)組數(shù)量以及可控軸流風(fēng)機(jī)功率，滿足不同溫度、尺寸的高溫金屬件余熱回收的冷卻速度和工藝要求。
全文摘要
一種閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備，屬于工業(yè)余熱回收利用與熱泵系統(tǒng)交叉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備主要包括帶保溫隔熱層的設(shè)備本體、安裝在設(shè)備本體上的進(jìn)料口、高溫金屬件冷卻室、安裝在所述高溫金屬件冷卻室內(nèi)的置料平臺(tái)、熱泵換熱系統(tǒng)、內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)、在線監(jiān)測與控制系統(tǒng)。采用該閉式高溫金屬件余熱回收設(shè)備可通過內(nèi)置風(fēng)道系統(tǒng)將高溫空氣引入熱泵換熱系統(tǒng)，使高溫空氣與熱泵工質(zhì)換熱，循環(huán)往復(fù)，高效回收余熱用于發(fā)電和熱水供應(yīng)等需求。本發(fā)明余熱利用率和供熱效率高、操作方便、運(yùn)行安全可靠、環(huán)保無污染。尤其適用煉鋼、煉鐵、鍛造和其它熱處理行業(yè)的高溫件空冷過程中分散、間歇余熱的回收。
文檔編號B22D30/00GK102528006SQ20101061105
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉豐, 單忠德, 李柳, 李永兵 申請人:機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心