CN102965682B - 高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，包括用于清洗高炉水冷壁冷却系统中冷却水管水垢的加沙回沙一体的固液两相流系统，所述的固液两相流系统包括加沙回沙桶和过滤筛网，过滤筛网中装填有清洗粒子，过滤筛网的下端出口处设有向水冷壁中的冷却水管供沙的加沙管；过滤筛网的上方进口处设有回收水冷壁中排出的沙水的回沙管；加沙回沙桶的侧壁设有出水接管口，出水接管口通过回水支管连通循环水池；所述的加沙回沙桶的底部设有排污口，排污口上设有排污阀。本发明高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置设置在高炉水冷壁冷却系统中，与循环水池并联设置，通过三通分流阀和三通合流阀进行水流切换，实现快速冲刷需要清洗的冷却壁内冷却水管和水冷器的内壁。
Description
技术领域
本发明涉及传热面水垢快速清洗及强化传热节水节能技术领域，尤其是一种高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置。
背景技术
为了保证炼钢的温度和钢水的质量以及延长高炉的寿命，一般高炉都采用水冷壁给高炉降温，冷却水管埋在高炉水冷壁内，冷却水管内通入冷却水的循环，带走高炉炉壁的热量。在实际生产中随着高炉运行时间的增长，水冷壁内冷却水管内壁不断沉积水垢，严重影响高炉的冷却效果，研究表明管壁沉积1mm的水垢，水冷壁的冷却能力将下降80％，严重影响高炉正常生产，同时高炉水冷壁的寿命大大缩短，造成很大的经济损失。提高高炉水冷壁的冷却效果，并延长高炉的寿命，是企业实现节能降耗增收的有效途径。
如图1和2所示，现有技术中高炉水冷壁冷却系统的结构示意图，主要由水冷器11、循环水池1和水管组成的循环回路，循环回路上设有循环水泵和开关阀组。生产过程中，循环水池1里的循环水通过循环水泵3，经过进水总管5，流进水冷壁6内的冷却水管7，给高炉水冷壁6冷却降温，流出的循环热水经水冷器11冷却，通过回水总管13回到循环水池1中，如此往复循环，构成高炉水冷壁循环水冷却工艺系统。如果发现高炉水冷壁6温度异常，冷却效果下降，说明冷却水管7内壁上污垢沉积严重，需要清洗。水冷器11上具有水冷器冷却水进口接管10和水冷器冷却水出口接管12。
目前，高炉常用的水垢清洗方法有：停车高压水冲洗，极大地影响了生产效率；在循环水里添加化学药剂，容易造成设备腐蚀，同时污染环境；在冷却水管里设置螺旋线，一方面高炉改造的施工量和难度比较大，同时流体流动的阻力大大增加，极有可能导致循环水泵扬程不够，影响水冷壁正常的循环水冷却。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中水冷壁内所埋的冷却水管水垢沉积严重影响高炉生产和寿命的难题，提供一种高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，可以有效提高高炉水冷壁的冷却效果，节水节能，降低生产成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，包括用于清洗高炉水冷壁冷却系统中冷却水管水垢的加沙回沙一体的固液两相流系统，所述的固液两相流系统包括加沙回沙桶和过滤筛网，加沙回沙桶与过滤筛网之间的空间形成液相存储腔，过滤筛网中装填有清洗粒子，过滤筛网的下端出口处设有向水冷壁中的冷却水管供沙的加沙管，加沙管通过三通合流阀与进水总管连通；过滤筛网的上方进口处设有回收水冷壁中排出的沙水的回沙管，回沙管通过三通分流阀与水冷器出口的回水总管连通，所述三通分流阀的另一个出口通过回水管连通循环水池；所述的加沙回沙桶的侧壁设有出水接管口，所述的出水接管口通过回水支管连通循环水池；所述的加沙回沙桶的底部设有排污口，所述的排污口上设有排污阀和透明排污管。在加沙回沙桶内形成固液两相，需要清洗时，清洗粒子通过过滤筛网的下端出口流出进入高炉水冷壁冷却系统中冷却水管中，在循环水泵的作用下带动清洗粒子冲击水垢，水垢瓦解，随水流排出，冷却后又排入过滤筛网，水垢的颗粒较小排出过滤筛网，清洗粒子保留在过滤筛网内，进入循环清洗。不需要清洗时调节三通分流阀和三通合流阀，进行水流切换。
加沙回沙桶的底部设有一根内外伸接管，内外伸接管朝加沙回沙桶内外各伸出100～300mm，所述的内外伸接管外伸段设为外螺纹。内外伸接管便于在内连接过滤筛网，在外连接加沙管。
所述过滤筛网的形状呈上大下小的漏斗状，过滤筛网下端设有长度为80～150mm的筛网短接管，所述的筛网短接管与内外伸接管套接。方便快速插入加沙回沙桶底部的内外伸接管的桶内侧段，同时也便于过滤筛网破损时方便拆卸。
所述的加沙回沙桶内壁设有定位钩孔，所述的过滤筛网的上端设置有与定位钩孔相对应的定位挂钩。
进一步的，所述的内外伸接管的内径大于筛网短接管的外径0.5～1mm，或所述的内外伸接管的外径小于筛网短接管的内径0.5～1mm。便于筛网短接管与内外伸接管套接并且可以周向转动，方便拆装。
为防止透过过滤筛网进入加沙回沙桶的清洗粒子进入循环水池，所述的出水接管口设置在加沙回沙桶侧壁的中下部。清洗粒子在重力作用下沉淀在加沙回沙桶的桶底。
进一步的，所述的加沙回沙桶内外壁标有刻度。有利于通过计算加入系统的清洗粒子形成3％～5％的固液两相流浓度，提供清洗效果。
所述的清洗粒子为4～15目的河沙、金属球、塑料球、玻璃球或瓷球，所述过滤筛网为开口向上的圆锥曲面、锥角为45°～60°，所述过滤筛网的网孔为清洗粒子粒径的1/4～1/2。
所述的加沙管上设有加沙阀，加沙管的上端与内外伸接管的外伸段螺纹连接。
所述的加沙回沙桶底部的排污口设有排污阀和透明排污管。方便污垢严重时清洗初期的污水排入地沟，以及收工时加沙回沙桶内残余水的排放，通过透明排污管便于污水的水质观察。
本发明的有益效果是，本发明的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，设置在高炉水冷壁冷却系统中，与循环水池并联设置，通过三通分流阀和三通合流阀进行水流切换，实现需要清洗快速冲刷冷却水管内壁。
(1)不必改变原有高炉水冷壁的循环水冷却工艺，只要原有工艺管线上增加一个三通分流阀和三通合流阀，便可方便快捷将具有加沙回沙清洗及强化传热的装置连接到原有冷却水循环工艺中，对于系统中结垢较为严重的水冷壁、水冷器以及循环水管，可实现水垢在线快速清洗。
(2)加沙回沙桶内外壁标有刻线，方便清洗时通过计算将配比好的清洗粒子加入加沙回沙桶，以形成清洗系统所需要的固液两相流浓度最佳浓度，保证清洗效果同时防止清洗过渡。
(3)清洗粒子可以在新接入的系统中循环，不会进入循环水泵，而影响系统的冷却水的正常循环。
(4)过滤筛网可轴向转动、拆换，便于系统稳定长期的工作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术中高炉水冷壁冷却工艺流程图；
图2是现有技术中高炉单块水冷壁中冷却水埋管的结构示意图；
图3是本发明的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置工艺流程图；
图4是本发明的加沙回沙桶桶底内外伸接管连接结构示意图；
图5是本发明的过滤筛网的结构示意图；
图6是本发明的加沙回沙桶的俯视图。
图中：1.循环水池，2.循环水泵进水总阀，3.循环水泵，4.循环水泵出水总阀，5.进水总管，6.水冷壁，7.冷却水管，7-1～7-4.上下水冷壁冷却水管连接弯头，8.出水总管，9.出水总阀，10.水冷器冷却水进口接管，11.水冷器，12.水冷器冷却水出口接管，13.回水总管，14.三通分流阀，15.回水管，16.三通合流阀，17.加沙管，18.加沙阀，19.透明排污管，20.排污阀，21.排污口，22.内外伸接管，23.筛网短接管，24清洗粒子，25.过滤筛网，26.回沙管，27.加沙回沙桶，28.出水接管口，29.回水支管，30.定位挂钩，31.定位钩孔
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～2所示，现有技术中高炉水冷壁冷却工艺流程图。
如图3～6所示，本发明的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置最佳实施例，包括用于清洗高炉水冷壁冷却系统中冷却水管水垢的加沙回沙一体的固液两相流系统，固液两相流系统包括加沙回沙桶27和设置在加沙回沙桶27内的过滤筛网25，加沙回沙桶27与过滤筛网25之间的空间形成液相存储腔，过滤筛网25中装填有清洗粒子24，过滤筛网25的下端出口处设有向水冷壁6中的冷却水管7供沙的加沙管17，加沙管17通过三通合流阀16与进水总管5连通；过滤筛网25的上方进口处设有回收水冷壁中排出的沙水的回沙管26，回沙管26通过三通分流阀14与水冷器11出口的回水总管13连通，三通分流阀14的另一个出口通过回水管15连通循环水池1；加沙回沙桶27的侧壁设有出水接管口28，出水接管口28通过回水支管29连通循环水池1；加沙回沙桶27的底部设有排污口21，排污口21上设有排污阀20和透明排污管19。
加沙回沙桶27的底部设有一根内外伸接管22，内外伸接管22朝加沙回沙桶27内外各伸出100～300mm，内外伸接管22外伸段设为外螺纹。过滤筛网25的形状呈上大下小的漏斗状，过滤筛网25下端设有长度为80～150mm的筛网短接管23，筛网短接管23与内外伸接管22套接。内外伸接管22的内径大于筛网短接管23的外径0.5～1mm，或内外伸接管22的外径小于筛网短接管23的内径0.5～1mm。
加沙回沙桶27内壁设有3-4个定位钩孔31，过滤筛网25的上端设置有3-4个与定位钩孔31相对应的定位挂钩30。
出水接管口28设置在加沙回沙桶27侧壁的中下部。加沙回沙桶27内外壁标有刻度。
清洗粒子24为4～15目的河沙、金属球、塑料球、玻璃球或瓷球，过滤筛网25为开口向上的圆锥曲面、锥角为45°～60°，过滤筛网25的网孔为清洗粒子24粒径的1/4～1/2。
加沙管17上设有加沙阀18，加沙管17的上端与内外伸接管22的外伸段螺纹连接。加沙回沙桶27底部的排污口21设有排污阀20和透明排污管19。
生产过程中，循环水池1里的循环水通过循环水泵3，经过进水总管5流进水冷壁6内的冷却水管7，给高炉水冷壁6冷却降温，流出的循环热水经水冷器11冷却，回到循环水池1中，如此往复循环，构成高炉水冷壁循环水冷却工艺系统。如果发现高炉水冷壁6温度异常，冷却效果下降，说明冷却水管7内壁上污垢沉积严重，需要清洗。清洗时，切换三通分流阀14，使循环水通过回沙管26流入过滤筛网25里，同时计算好需要加入系统的清洗粒子24的量，与加沙回沙桶27内的刻线齐平，保证所加入系统的清洗粒子形成固液两相流的浓度为3％～5％，打开加沙阀18，清洗粒子24依靠加沙管17中的静压，通过三通合流阀16流入进水总管5，利用清洗粒子24对冷却水管7内壁频繁地碰撞擦洗、冲击，实行冷却水管7内壁污垢的在线快速清洗。当观察透明排污管19流出的循环水水质趋于正常，关闭加沙阀18，过1-3分钟，判断回沙管26流出的水中没有清洗粒子24时，切换三通分流阀14，即完成了一次高炉冷水壁6的在线快速清洗。也可以调小加沙阀18的开度，减低清洗粒子24的浓度，实现在线长期清洗。若清洗周期长发现过滤筛网25上杂质较多，网孔有堵塞，关闭加沙阀18，过1-3分钟，判断回沙管26流出的水中没有清洗粒子24时，切换三通分流阀14，将过滤筛网25取出清洗干净，再放回加沙回沙桶27里，周而复始，循环操作。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征在于：包括用于清洗高炉水冷壁冷却系统中的冷却水管和水冷器水垢的加沙回沙一体的固液两相流系统，所述的固液两相流系统包括加沙回沙桶(27)和设置在加沙回沙桶(27)内的过滤筛网(25)，加沙回沙桶(27)与过滤筛网(25)之间的空间形成液相存储腔，过滤筛网(25)中装填有清洗粒子(24)，
过滤筛网(25)的下端出口处设有向水冷壁(6)中的冷却水管(7)供沙的加沙管(17)，加沙管(17)通过三通合流阀(16)与进水总管(5)连通；
过滤筛网(25)的上方进口处设有回收水冷壁中排出的沙水的回沙管(26)，回沙管(26)通过三通分流阀(14)与水冷器(11)出口的回水总管(13)连通，所述三通分流阀(14)的另一个出口通过回水管(15)连通循环水池(1)；
所述的加沙回沙桶(27)的侧壁设有出水接管口(28)，所述的出水接管口(28)通过回水支管(29)连通循环水池(1)；
所述的加沙回沙桶(27)的底部设有排污口(21)，所述的排污口(21)上设有排污阀(20)和透明排污管(19)。
2.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：加沙回沙桶(27)的底部设有一根内外伸接管(22)，内外伸接管(22)朝加沙回沙桶(27)内外各伸出100～300mm，所述的内外伸接管(22)外伸段设为外螺纹。
3.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述过滤筛网(25)的形状呈上大下小的漏斗状，过滤筛网(25)下端设有长度为80～150mm的筛网短接管(23)，所述的筛网短接管(23)与内外伸接管(22)套接。
4.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的加沙回沙桶(27)内壁设有3-4个定位钩孔(31)，所述的过滤筛网(25)的上端设置有3-4个与定位钩孔(31)相对应的定位挂钩(30)。
5.如权利要求2所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的内外伸接管(22)的内径大于筛网短接管(23)的外径0.5～1mm，或所述的内外伸接管(22)的外径小于筛网短接管(23)的内径0.5～1mm。
6.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的出水接管口(28)设置在加沙回沙桶(27)侧壁的中下部。
7.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的加沙回沙桶(27)内外壁标有刻度。
8.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的清洗粒子(24)为4～15目的河沙、金属球、塑料球、玻璃球或瓷球，所述过滤筛网(25)为开口向上的圆锥曲面、锥角为45°～60°，所述过滤筛网(25)的网孔为清洗粒子(24)粒径的1/4～1/2。
9.如权利要求1所述的高炉水冷壁水垢快速清洗及强化传热装置，其特征是：所述的加沙管(17)上设有加沙阀(18)，加沙管(17)的上端与内外伸接管(22)的外伸段螺纹连接。
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