循环湿热空气养护混凝土制品的方法和装置.pdf

本发明涉及一种循环湿热空气养护混凝土制品的方法和装置。具体涉及是以湿热空气为热介质，当混凝土制品制作成型放入混凝土养护室之后、输入循环湿热空气与混凝土制品进行热交换、使混凝土制品快速硬化。
    目前在国内外加速混凝土制品的养护方法中大多数采用蒸汽为热介质。虽然饱和纯蒸汽热含量高，能以较高的凝结放热强度快速加热混凝土制品，可以保证硬化所需的湿度，但是这种方法存在有不足之处：1.这种过于注重从传热学角度选择介质的方法，忽视了湿热膨胀对混凝土制品的破坏作用;2.这种方法虽然能加速混凝土制品养护，但是需要专门组织蒸汽的生产、输送、配备一套辅助设备，大大增加了建设投资和生产成本;3.热能有效利用率低，能源消耗较大。另外，经文献检索仅发现一篇“在板材烘干设备中循环热空气的方法和装置”的中国专利CN85103796。它仅是用干热空气对板材进行烘干，不适用于混凝土制品的养护。

    本发明的目的在于避免上述现有技术中的某些不足之处，而提供一种循环湿热空气养护混凝土制品的方法和装置。

    本发明根据（1）换热器原理;（2）热空气的热含量与对流换热强度随湿度、流动速度的增大而明显提高。如当相对湿度提高到60%、100%时，一千克热空气的含热量为719、1517.4KJ/m3·h·c，强制对流时热空气的对流换热系数可达419KJ/m3·h·c;（3）在热空气中混入蒸汽可避免混凝土制品失水过多、以保证混凝土制品水化条件等原则设计。实施本发明的方法是将热空气中混入蒸汽混合后形成湿热空气。以湿热空气为热介质通过定向循环流动与混凝土制品进行热交换，使混凝土制品温度迅速升高达到快速硬化的目的。实施本发明地装置由养护室、湿热空气发生炉、循环风机、供气管道、烟道、烟道引风机、烟囱构成。其中养护室的设计基本与蒸汽养护室相同;循环风机安装在养护室外一侧、引风口与排风口分别与养护室和湿热空气发生炉连通;供气管道安装在养护室壁上，在供气管道上设置有若干个喷咀，喷咀与室壁形成一夹角;烟道通过养护室与烟道引风机和烟囱相通，烟道通过养护室是为充分提高热利用率让湿热空气发生炉排出的烟气余热散发到养护室内;湿热空气发生炉设在养护室外与循环风机同一侧。湿热空气发生炉由处于同一壳体内的燃烧室、敞口的水蒸发箱和管壳式换热器构成。水蒸发箱围绕在燃烧室周围，在产生蒸汽同时保护燃烧室外壁，提高炉体使用寿命。管壳式换热器由平行的烟管束与前后烟箱、后烟箱分配室、下烟箱和档板构成。炉体外部的炉门侧安装有水位控制计，用于控制水蒸发箱内水位的变化。本发明工作过程：当燃料在燃烧室燃烧时（1）高温烟气由于引风机的抽力，通过几组平行的烟管束先后从后烟箱、前烟箱又经后烟箱分配室进入下烟箱再从烟气出口进入烟道。烟气在烟道中向养护室散发余热;（2）由于循环风机的作用待加热的空气从进风口进入换热器经档板的导向空气流经全部管束被迅速加热变为热空气;（3）水蒸发箱受燃烧室燃烧的影响持续产生蒸汽，蒸汽与热空气很快混合形成湿热空气。从湿热空气输出口进入供气管道;（4）在循环风机作用下湿热空气持续不断向供气管道输送，通过喷咀喷入养护室使湿热空气在定向循环流动过程中与混凝土制品进行热交换。降温后的湿热空气又被循环风机引入到湿热空气发生炉加热并增湿后再送入养护室。这样反复的加热和与混凝土制品热交换，使混凝土制品温度迅速提高，达到快速硬化。

    下面介绍本发明附图，并结合附图叙述实施例。

    附图1循环湿热空气养护混凝土制品的方法和装置平面结构布置图。

    附图2湿热空气发生炉内部结构图。

    附图3湿热空气发生炉内部结构A-A剖面图。

    附图4湿热空气发生炉内部结构B-B剖面图。

    附图5湿热空气发生炉内部结构C-C剖面图。

    在附图1中：1-混凝土制品养护室，2-湿热空气发生炉，3-循环风机，4-湿热空气供气管道、安装在养护室壁高 1/2 处，喷咀向下与室壁形成一夹角。5-烟道，它从湿热空气发生炉引出后经养护室底部通过，6-烟道引风机，7-烟囱，8-需要养护的混凝土制品。

    在附图2、3、4、5中：2-1燃烧室，2-2敞口水蒸发箱，2-3平行的烟管束，2-4前烟箱，2-5后烟箱，2-6下烟箱，2-7挡板，2-8湿热空气输出口与供气管道相通，2-9烟气输出口与烟道相通，2-10水位控制计，2-11炉门，2-12炉子清灰口，2-13后烟箱分配室，2-14进风口，待加热的空气通过此口进入换热器。

    本发明实施例：按附图建筑一座循环湿热空气养护混凝土制品装置。该实施例中的（1）养护室的设计与蒸汽养护坑基本相同，养护室为半地下式，每座室的净尺寸为7.23×4.53×1.85m，容积60m3，一次可养护标准板6块。采取四座养护室串连在一起，湿热空气发生炉设在一侧的过道内。包括操作过道，每座养护室占地面积52m2。为提高效率，在养护室墙的设计上采取了空气夹层和不透气PEP泡沫板与铝板内衬相结合的保温构造。养护室盖为双层钢板结构，中间填充玻璃棉。养护室盖一角设入孔一个，孔洞处采用双层活动玻璃钢罩。养护室盖与养护室墙的密封采用水封槽，为了更有效的防止热量的散失，在靠水封槽内侧的四周增加了一圈橡胶管;（2）湿热空气发生炉为减少炉体的散热损失，采取双层壳体间填充玻璃棉。该发生炉的燃料为燃煤、燃柴两用。产生的湿热空气温度为150～200℃，湿热空气流量700-1000m3/h，换热器面积6.5m2、蒸发量约20kg/h、平均煤耗10-15kg/h，外形尺寸φ1000×1600;循环风机引风口温度一般不超过85℃，该实施例采用普通离心风机。（4）供气管路采用φ76～φ90钢管，围绕室墙一周、设在约 1/2 墙高的位置上，供气管路上设有9个喷咀焊接在管路下方与墙成约30°夹角。（5）烟道与烟道引风机正常供热情况下，烟道内温度约250～300℃，为充分利用烟道的散热，烟道设在养护室的底部，四座养护室共用一台烟道引风机，每座养护室烟道的支路上都装有闸板，以控制各自湿热空气发生炉的引风量。在正常养护时养护室内的湿热空气热介质温度为80-90℃，湿度为50～90%。当环境温度为20℃时，升温4-5小时，恒温8-12小时，停止供气后采取蓄热养护。整个养护时间在15～21小时，混凝土制品达到设计强度70%后出室。

    本发明与现有技术相比具有的优点是（1）养护方法合理，较好的解决了蒸汽养护存在的质量通病，对混凝土制品后期强度影响较小;（2）经济实惠，不需购置价格较高的锅炉和建造专用锅炉房。一套发生炉装置仅需0.56万元，以四套装置替代一台1t快装锅炉计算投资仅为蒸汽锅炉的 1/8 左右;（3）大大降低混凝土制品的养护成本;（4）实用性强，热能生产设备简单，维修方便，操作安全。