專利名稱：燒結礦顯熱回收綜合實驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及燒結礦冷卻實驗裝置，尤其涉及一種燒結礦顯熱回收綜合實驗臺。
背景技術：
傳熱科學技術涉及領域眾多，對我國工業(yè)發(fā)展節(jié)能降耗產生的直接經濟效益極為 明顯。在過去的30余年中，傳熱強化技術的應用使我國能源的充分利用大大提高，特別是 我國的鋼鐵工業(yè)，能耗降低大約30%，這一技術的綜合使用還在很大程度上減少了環(huán)境污
^fe ο燒結機生產時，熱燒結礦從燒結機的尾部落下經破碎后，通過溜槽落到環(huán)冷機傳 送帶上，在溜槽部分熱礦料溫度可達650 800°C，此時主要以輻射形式向外散熱，落到環(huán) 冷機上后料溫仍在600°C以上，燒結礦在環(huán)冷機上與空氣進行氣固換熱，在250 450°C范 圍內的熱廢氣可以回收利用。目前我國燒結余熱利用的重點和難點在于由于漏風率高導 致熱廢氣溫度降低，回收利用燒結余熱較困難。因此，如何降低漏風率和更多地提取燒結礦 顯熱是燒結余熱回收的重點。吸收式熱泵在工作時，把環(huán)境介質中儲存的能量在蒸發(fā)器中吸收；它本身消耗一 部分能量通過工質循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進行放熱，熱泵輸出的能量為壓縮機做的功和從環(huán) 境中吸收的熱，因此采用熱泵技術不但可以節(jié)約燃料，又可充分利用余熱，故利用熱泵可有 效回收燒結低溫余熱。我國已將節(jié)能減排定為鋼鐵工業(yè)發(fā)展的重點目標之一，而高效回收和充分利用燒 結工序等中低溫余熱是未來鋼鐵生產深層次節(jié)能的突破口，現階段鋼鐵企業(yè)越來越重視燒 結礦顯熱的極限回收方案，進行用于極限回收燒結礦顯熱設備的基礎研究工作，開發(fā)新一 代發(fā)電型環(huán)冷機是大勢所趨。同時工業(yè)固體余熱回收綜合實驗裝置綜合運用傳熱學和流體 力學等專業(yè)知識，在設計和進行實驗的過程中可使在工科院校相關專業(yè)的本科生加深對于 專業(yè)知識的理解。

實用新型內容本實用新型旨在提供一種燒結礦顯熱回收綜合實驗臺，其目的在于模擬發(fā)電型燒 結環(huán)冷機的各種運行工況。通過對各種工況下環(huán)冷機氣固換熱狀態(tài)的研究，獲得高效回收 燒結礦顯熱最有效的方式。在相似理論支持下的實驗裝置模型，在設計之初就充分考慮到 現場環(huán)冷機可能發(fā)生的各種工況，在設計中還考慮了對環(huán)冷機今后可能采取的一些改進措 施。在非穩(wěn)態(tài)氣固換熱過程分析和實驗數據測試的基礎上，通過熱源參數預測、冷卻空氣流 量與溫度調控，提高燒結余熱資源回收率、余熱源參數及其穩(wěn)定性。實現本實用新型的發(fā)明目的采用以下技術方案一種燒結礦顯熱回收綜合實驗 臺，包括電感應式氣固換熱裝置、循環(huán)風道、數據采集板、數據采集儀、進風參數檢測儀表， 所述電感應式氣固換熱裝置通過其進、出風口連接在循環(huán)風道上，其從上至下分為帶出風口的活動式煙罩、電感應加熱段和帶進風口的底錐段三部分，其正面設置有與紅外熱像儀 對應的氟化鋇觀測窗，背面設置有熱電偶安裝孔，右側設置有出料門，底錐段上部設置有布 風板，底部設置有排灰門；所述循環(huán)風道上設置有循環(huán)風機、補風口和放散口 ；所述數據采 集板的數據采集端口連接于熱電偶，其數據輸出端口連接于所述數據采集儀；所述進風參 數檢測儀表安裝于該電感應式氣固換熱裝置的進風口部，其數據輸出端口通過數據采集板 連接于該數據采集儀。與現有技術相比，本實用新型的優(yōu)點是(1)可進行燒結礦氣固換熱過程的實驗，模擬環(huán)冷機現場的工作條件及參數，為今 后的燒結余熱回收工藝優(yōu)化提供理論和技術支撐。( 采用電感應原理對燒結礦進行加熱，快速、均勻，提高實驗的準確性。用紅外熱 像儀通過氟化鋇觀測窗可方便、快速的測量燒結礦層的溫度分布。(3)可在循環(huán)風道上安裝換熱器效率測試裝置，以進行不同型式換熱器換熱效率 的實驗。(4)可配置熱泵機組，以進行有關吸收式熱泵機組相關的實驗，測定熱泵機組的效率。(5)燒結礦換熱實驗可與換熱器換熱效率、熱泵機組效率實驗聯合進行，也可分 解，單獨進行實驗。

圖1為本實用新型的電感應式氣固換熱裝置示意圖。圖2為圖1的右視圖圖3本實用新型整體結構示意圖。圖中1.出風口 ；2.活動式煙罩；3.氟化鋇觀測窗；4.電感應加熱段；5.布風板； 6.底錐段；7.進風口 ；8.熱電偶安裝孔；9.出料門；10.排灰門；11.除塵器；12.電加熱 裝置；13.數據采集板；14.換熱器效率測試裝置；15.循環(huán)泵；16.液體流量計；17.熱泵機 組；18.循環(huán)風道；19.冷卻水箱；20.電子溫度計；21.放散口 ；22.調節(jié)風門；23.補風口 ； 24.恒溫水箱；25.循環(huán)風機；26.數據采集儀；27.進風參數檢測儀表；28.紅外熱像儀； 29.電感應式氣固換熱裝置。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。參見圖1、圖2，電感應式氣固換熱裝置四從上至下分為帶出風口的活動式煙罩2、 電感應加熱段4和帶進風口的底錐段6三部分，在該裝置的外部敷設保溫材料，內部敷設耐 高溫材料，活動式煙罩2可在裝料時移除，便于燒結礦的填裝，進行加熱和換熱時收集下段 鼓入的氣體；電感應加熱段4加裝有電感應線圈用于燒結礦的加熱，并敷設冷卻水管路用 于電容器、感應器和軟電纜的冷卻，電感應加熱段4的正面設置有與外置紅外熱像儀觀對 應的氟化鋇觀測窗3，在燒結礦進行換熱時可打開外部保溫門通過紅外熱像儀觀觀測料層 的溫度分布，電感應加熱段4的背面設置有熱電偶安裝孔8，以便于插入熱電偶測量溫度， 電感應加熱段4的右側設置有出料門9用于燒結礦的卸出；底椎段6上部設置有布風板5，
4側部設置有排灰門10用于定期排灰。為防止布風板5在燒結礦加熱過程中受熱變形，在布 風板5下側可加裝鋼制支架。參見圖3，循環(huán)風道18主要為電感應式氣固換熱裝置四提供穩(wěn)定的循環(huán)風，并為 換熱器效率測試裝14置提供熱空氣，其外壁敷設保溫材料以減少循環(huán)風的熱損失和漏風。 循環(huán)風道18上設置有循環(huán)風機25、補風口 23和放散口 21，并安裝調節(jié)風門22 ；數據采集 板13的數據采集端口連接于熱電偶，其數據輸出端口連接于數據采集儀沈；進風參數檢測 儀表27安裝于該電感應式氣固換熱裝置四的進風口部，其數據輸出端口通過數據采集板 13連接于數據采集儀沈。仍參見圖3，作為優(yōu)選方案，所述循環(huán)風道18上還裝有換熱器效率測試裝置14， 該換熱器效率測試裝置14其熱風進口依次裝有除塵器11和電加熱裝置12，其內設置有氣 液換熱器并配有流量、溫度檢測孔，其數據輸出端口通過數據采集板13連接于數據采集儀 26。該換熱器效率測試裝置14是一臺可更換不同型式氣液換熱器的效率測試裝置，其位置 設在循環(huán)風道18和熱泵機組17之間，便于熱風和機組工質的換熱?？筛鼡Q的換熱器型式 主要包括套管式換熱器、管殼式換熱器、熱管式換熱器和噴淋式換熱器等幾種。如上所述，燒結礦顯熱回收綜合實驗臺還包括熱泵機組17，該熱泵機組17設置有 三套換熱管路，分別與換熱器效率測試裝置14、恒溫水箱M和冷卻水箱19連接，三套管路 上分別設置有循環(huán)泵15、液體流量計16和電子溫度計20，所述各管路液體流量計16和電 子溫度計20的數據輸出端通過數據采集板13連接于數據采集儀沈中。以下詳述本實用新型的實驗流程(1)燒結礦換熱實驗圖1、圖2中，不同孔隙的燒結礦由活動式煙罩2裝入電感應加熱段4，燒結礦需更 換時可由出料門9進行排料，底錐段6下端的排灰門10用于定期排灰。正面設置的氟化鋇 觀測窗3可在燒結礦進行換熱時通過紅外熱像儀觀觀測料層的溫度分布。圖3中，燒結礦在電感應式氣固換熱裝置四中進行加熱并保溫。熱電偶通過熱電 偶安裝孔9進行安裝并監(jiān)測相應料層高度的溫度。當燒結礦達到預設溫度值，啟動循環(huán)風 機25進行換熱實驗，冷卻空氣經進風口 7進入尾錐段6，經過布風板5進入電感應加熱段4 與燒結礦進行換熱，換熱后的熱空氣進入活動式煙罩2后由出風口 1排出。同時通過進風 參數檢測儀表27監(jiān)測溫度和流量，通過電感應式氣固換熱裝置四中的熱電偶實時監(jiān)測燒 結礦及熱空氣的溫度，并經各自的數據采集板13匯總到數據采集儀沈中。每隔10分鐘通 過紅外熱像儀觀觀測料層的溫度分布。(2)換熱器效率實驗圖3中，空氣經電感應式氣固換熱裝置四中換熱后，經除塵器11除塵后進入換熱 器效率測試裝置14進行換熱，實驗數據由換熱器效率測試裝置14中的相應的流量溫度儀 表端口接入數據采集板13，并匯總到數據采集儀沈中。換熱器效率測試裝置14可更換不 同型式的換熱器，以進行換熱器間效率的比較。(3)熱泵機組效率實驗圖3中，熱泵機組17的三套換熱管路分別與換熱器效率測試裝置14、恒溫水箱 M、冷卻水箱19進行換熱，循環(huán)泵15便于工質的循環(huán)，液體流量計16和電子溫度計20便 于工質參數檢測。換熱工質從換熱器效率測試裝置14(即高溫熱源)吸收熱量用來驅動熱泵機組17對恒溫水箱M進行制冷，并通過冷卻水箱19排放一部分熱量。各管路液體流量 計16和電子溫度計20的數據經數據采集板13匯總到數據采集儀沈中。 上述換熱器效率實驗和熱泵機組效率實驗也可在不進行燒結礦換熱實驗時單獨 進行。實驗所需熱空氣由電加熱裝置12通過加熱循環(huán)煙道空氣提供，電感應式氣固換熱裝 置四中不加入燒結礦，僅作為循環(huán)風道18的一部分。燒結礦換熱實驗也可單獨進行，解列 換熱器效率測試裝置14，進行氣固換熱特性實驗研究。
權利要求1.一種燒結礦顯熱回收綜合實驗臺，包括電感應式氣固換熱裝置、循環(huán)風道、數據采集 板、數據采集儀、進風參數檢測儀表，其特征在于，所述電感應式氣固換熱裝置通過其進、出 風口連接在循環(huán)風道上，其從上至下分為帶出風口的活動式煙罩、電感應加熱段和帶進風 口的底錐段三部分，其正面設置有與紅外熱像儀對應的氟化鋇觀測窗，背面設置有熱電偶 安裝孔，右側設置有出料門，底錐段上部設置有布風板，底部設置有排灰門；所述循環(huán)風道 上設置有循環(huán)風機、補風口和放散口 ；所述數據采集板的數據采集端口連接于熱電偶，其數 據輸出端口連接于所述數據采集儀；所述進風參數檢測儀表安裝于該電感應式氣固換熱裝 置的進風口部，其數據輸出端口通過數據采集板連接于該數據采集儀。
2.根據權利要求1所述的燒結礦顯熱回收綜合實驗臺，其特征在于，所述循環(huán)風道上 還裝有換熱器效率測試裝置，該換熱器效率測試裝置其熱風進口依次裝有除塵器和電加熱 裝置，其內設置有氣液換熱器并配有流量、溫度檢測孔，其數據輸出端口通過數據采集板連 接于數據采集儀。
3.根據權利要求1所述的燒結礦顯熱回收綜合實驗臺，其特征在于，它還包括熱泵機 組，該熱泵機組設置有三套換熱管路，分別與換熱器效率測試裝置、恒溫水箱和冷卻水箱連 接，三套管路上分別設置有循環(huán)泵、液體流量計和電子溫度計，所述各管路液體流量計和電 子溫度計的數據輸出端通過數據采集板連接于數據采集儀中。
專利摘要本實用新型涉及燒結礦冷卻實驗裝置，尤其涉及一種燒結礦顯熱回收綜合實驗臺。包括電感應式氣固換熱裝置、循環(huán)風道、數據采集板、數據采集儀、進風參數檢測儀表，電感應式氣固換熱裝置連接在循環(huán)風道上，其從上至下分為活動式煙罩、電感應加熱段和底錐段，其正面有與紅外熱像儀對應的氟化鋇觀測窗，背面有熱電偶安裝孔，底錐段有布風板；循環(huán)風道上設置有循環(huán)風機、補風口和放散口；數據采集板的數據采集端口連接于熱電偶，其數據輸出端口連接于數據采集儀；進風參數檢測儀表安裝于電感應式氣固換熱裝置的進風口部，其數據輸出端口通過數據采集板連接于數據采集儀。本裝置既可進行燒結礦換熱實驗，又可進行換熱器換熱效率和熱泵機組效率實驗。
文檔編號C22B1/26GK201885749SQ20102059351
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者幺瑤, 李睿通, 武志飛, 王洪利, 王雨, 趙斌, 鐘曉暉, 馬劍崗 申請人:河北理工大學