[发明专利]一种带肋片的强化传热电石锅

说明书

技术领域

本发明属于强化换热领域，涉及一种带肋片的强化传热电石锅。

背景技术

电石是重要的化工基础原料，工业上采用电炉还原法生产，熔融电石出炉后在电石锅内冷却和凝结。现有电石锅大约可盛装熔融电石1吨/锅，每次10锅，相邻出炉时间间隔约为60分钟，而现有的电石锅冷却方式采用放在冷却车间自然冷却，冷却时间需三小时左右，才能吊装出锅然后装车；装车后，电石锅内电石仍然有较高温度，还需再放在冷却车间冷却12小时，这导致要根据产能来定制3倍的电石锅数量，同时，运输周期过长，这些都严重增加了企业的成本。本发明专利针对以上不足进行了改进，设计了外加肋片的电石锅，本发明电石锅能够强化电石锅换热，缩短电石锅冷却时间，从而缩短电石产品运输周期，提高经济效益，同时也使单位时间内的换热量增加，为有效利用熔融电石余热提供了条件。

发明内容

针对现有技术中电石锅所载高温熔融电石冷却时间长，余热无法有效利用等问题，本发明在电石锅及肋片的结构上进行优化设计，提供一种带肋片的强化传热电石锅，在电石锅外壁增设等截面矩形肋片，增加换热面积。

根据传热学相关知识计算肋片换热量和换热系数；根据相关的肋片国标，选出适当的肋片尺寸和空间布局；验证理论计算的合理性；由于工作环境的恶劣性，采用整体铸造的方式在电石锅上添加等截面矩形肋片，来应对高温的环境，延长使用寿命。

本发明所采用的技术方案为：

一种带肋片的强化传热电石锅，用于盛装初始温度高达2000℃的熔融电石，包括锅壳本体1、矩形肋片2和锅壳上侧延伸帽3三部分；锅壳本体1、肋片2和锅壳上侧延伸帽3整体铸造而成，避免焊接接缝处在高温条件下出现开焊或断裂；锅壳本体1上添加等截面矩形肋片2，增加换热面积，应对高温的环境，延长使用寿命；锅壳上侧延伸帽3延伸至另一个电石锅顶部，保证熔融电石装锅时能够多口电石锅连续盛装，避免熔融电石落于锅外。

在现有的电石锅外表面设计合理的肋片厚度6，间距4和肋高5，肋片厚度6为1.4cm～0.3cm，肋高5为7.0～4.5cm，两个肋片之间的间距6为5.8～1.0cm，。肋片的具体形状，考虑到由于电石的温度较高，所以采用矩形肋片，矩形等截面肋片添加在迎风侧。电石锅和肋片为整体铸造而成，这样有利于延长使用寿命，避免焊接出现的问题。通过增加翅化比和对流换热系数，达到增加单位时间内的换热量，从而减小冷却时间，增加每个电石锅在单位时间内的使用频率，最大程度上减少电石锅的数量。缩短电石产品运输周期，同时也使单位时间内的换热量增加，为有效利用熔融电石余热提供了条件。

本发明的有益效果为：该强化传热电石锅可以应用于超高温工作环境；强化电石锅的对流换热系数，相比于未加肋片的电石锅，对流换热系数由原来的74W/(m²·K)增加到145W/(m²·K)，肋片效率达到56.7％，翅化比为3.173。该发明一方面可以加快电石冷却，有效缩短电石产品运输周期，提高经济效益，同时也使单位时间内的换热量增加，且释放出的热量能够达到再次利用的条件，为有效利用熔融电石余热提供了条件。

附图说明

图1为电石锅正视图；

图2为肋片的结构图；

图中：1锅壳本体；2肋片；3锅壳上侧延伸帽；4肋间距；5肋高；6肋厚。

具体实施方式

盛装电石的电石锅由锅壳本体1、锅壳上侧延伸帽3两部分构成。为强化原有电石锅的换热效果，减少电石产品的运输周期，在原有电石锅上添加矩形等截面肋片2，肋片的设计增加了对流换热的面积，强化对流化热，肋片通过铸造的形式与电石锅一同浇铸成型，避免由于高温使得焊接处出现断裂的情况，延长使用寿命。锅壳上侧延伸帽3延伸至另外一个电石锅顶部，从而引流到下一个电石锅，保证熔融电石装锅时能够多口电石锅连续盛装，避免熔融电石落于锅外。肋片的放置位置为平行于倾斜面，角度为56度。通过计算：肋片的厚度6为0.41cm，间距4为1.84cm，肋高5为4.8cm的对流换热效果达到理想值，对流换热系数从原有的74W/(m²·K)增加到145W/(m²·K)，翅化比达到3.173。在外部再进行强制对流换热，换热效果会比原始的情况更加可观，对余热的回收创造了条件。