CN113188354A - 一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器 - Google Patents

一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器 Download PDF

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CN113188354A CN202110404311.4A CN202110404311A CN113188354A CN 113188354 A CN113188354 A CN 113188354A CN 202110404311 A CN202110404311 A CN 202110404311A CN 113188354 A CN113188354 A CN 113188354A
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黄志甲
谢福松
张样
鲁月红
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Abstract

本发明公开一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，包括高炉冲渣水进水管箱、高炉冲渣水出水管箱、清水进水管箱、清水出水管箱、换热部，换热部包括若干换热板，相邻换热板之间设置间隙形成换热流道，高炉冲渣水换热流道和清水换热流道交错设置，高炉冲渣水进水管箱和高炉冲渣水出水管箱通过高炉冲渣水换热流道连通，清水进水管箱和清水出水管箱通过清水换热流道连通，高炉冲渣水进水管箱上设置有高炉冲渣水进水口和高压水入水口，高炉冲渣水出水管箱设置有高炉冲渣水出水口和高压水出水口；本发明解决了传统方法需要定期酸洗污染环境和损害设备的问题，同时通过对板间污垢的清除，提高了换热板之间的换热效果。

Description

一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器
技术领域
本发明涉及热交换设备技术领域，具体涉及一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器。
背景技术
高炉炼铁后产生的大量高温炉渣通过冲渣水进行水淬，该过程产生的渣水温度一般在70℃-80℃之间，其水温太高，循环利用效率低。为降低渣水温度，提高渣水循环使用率，目前大部分方法是采用底漏法将冲渣水沉淀过滤处理，后引入空冷塔降温，其缺点是冲渣过程中产生的热量大部分不能回收利用，既浪费能源，又热污染环境。
板式换热器是近年来迅速普及的一种高效换热装置，相比于传统管壳换热器，板式换热器主要具有传热系数高、对数平均温差大、占地面积小、重量轻、价格低等优点。虽然高炉冲渣水经过底漏法沉淀过滤处理，但是处理过后的高炉冲渣水中任然含有大量的钙、镁、铝等化合物，水质很硬，容易使板式换热器的换热通道生成水垢，使得传热效率下降，高炉冲渣水流通面积变小，流通阻力增大从而导致整个系统的运行能耗大幅度增加，换热成本增大，不但给用户造成热能的浪费，影响经济效益，还给维护和检修带来很多困难，但是现有的除垢装置存在对板片进行拆卸时，需逐片进行酸洗除垢，操作麻烦，且容易对环境造成污染和对换热板造成损坏。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，包括高炉冲渣水进水管箱、高炉冲渣水出水管箱、清水进水管箱、清水出水管箱、换热部，所述换热部包括若干换热板，相邻所述换热板之间设置间隙形成换热流道，所述换热流道包括高炉冲渣水换热流道和清水换热流道，所述高炉冲渣水换热流道和所述清水换热流道交错设置，所述高炉冲渣水进水管箱和所述高炉冲渣水出水管箱通过所述高炉冲渣水换热流道连通，所述清水进水管箱和所述清水出水管箱通过所述清水换热流道连通，所述高炉冲渣水进水管箱上设置有高炉冲渣水进水口和高压水入水口，所述高炉冲渣水出水管箱设置有高炉冲渣水出水口和高压水出水口。
较佳的，所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器包括外壳体，所述外壳体内设置有两平行设置的分隔板，将所述外壳体内腔分隔为相互密封隔离设置的第一水箱、第二水箱和换热箱，所述第一水箱内设置第一密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水进水管箱和所述清水出水管箱，所述第二水箱内设置第二密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水出水管箱和所述清水进水管箱。
较佳的，所述换热板设置在所述换热箱内，且所述换热板均平行设置，所述换热板边缘与所述外壳体内壁以及所述分隔板密封连接，从而形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水换热流道和所述清水换热流道，所述分隔板上设置有第一连通孔和第二连通孔，所述高炉冲渣水换热流道通过所述第一连通孔与所述高炉冲渣水进水管箱、所述高炉冲渣水出水管箱连通，所述清水换热流道通过所述第二连通孔与所述清水进水管箱、所述清水出水管箱连通。
较佳的，所述外壳体一端面上设置有第一流通孔、第二流通孔、第三流通孔、第四流通孔，所述第一流通孔和所述高炉冲渣水进水管箱连通，所述第二流通孔和所述高炉冲渣水出水管箱连通，所述第三流通孔和所述清水进水管箱连通，所述第四流通孔和所述清水出水管箱连通；所述第一流通孔、所述第二流通孔上均设置有三通接口，所述第一流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水进水口和所述高压水入水口，所述第二流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水出水口和所述高压水出水口，所述第三流通孔、所述第四流通孔上均设置有直通接口，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水进水口，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水出水口。
较佳的，在所述高压水进水口上设有第一电动阀门，在所述高炉冲渣水进水口上设有第二电动阀门，在所述高压水出水口上设有第四电动阀门，在所述高炉冲渣水出水口上设有第三电动阀门；在所述清水进水口设有第五电动阀门，在所述清水出水口上设有第六电动阀门。
较佳的，所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器还设置有超声波除垢装置，所述超声波除垢装置设置在所述外壳体上，且对应所述换热箱设置。
较佳的，所述高炉冲渣水换热流道的宽度大于所述清水换热流道的宽度。
较佳的，所述超声波除垢装置设置在所述换热部两侧的中间位置。
较佳的，所述换热板为波浪形，所述换热板的波纹倾角为60°，波纹节距为10mm。
较佳的，所述换热板采用金属防腐材料，且表面喷涂防腐漆。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明清污除垢时，关闭高炉冲渣水进水口上的电动阀门、高炉冲渣水出水口上的电动阀门、在清水进水口上的电动阀门和清水出水口上的电动阀门，打开高压水进水口上的电动阀门和高压水出水口上的电动阀门，让钢厂内的高压水管网中的高压水由高压水进水口流入高炉冲渣水进水管箱，对换热器内部的高炉冲渣水流道进行冲洗清污，同时打开超声波除垢装置对换热器内部的换热板表面进行除垢。解决了由于高炉冲渣水中含有大量絮状纤维、颗粒物，易使高炉冲渣水换热流道积污结垢的问题。同时也解决了传统方法需要定期酸洗污染环境和损害设备的问题，同时通过对板间污垢的清除，提高了换热板之间的换热效果；2，外壳体中的换热板的形状为波浪形，这使得流经换热板表面的高炉冲渣水容易产生涡流，增加扰动，使换热板不易结垢，提高了换热板之间的换热效果；3，外壳体及外壳体内部的换热板制作材料均为金属防腐材料254SMD，且表面都喷涂防腐漆，使换热器内部不易被腐蚀，提高换热器使用寿命。
附图说明
图1为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器在高炉冲渣水端面的结构视图；
图2为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器在清水端面的结构视图；
图3为换热板的结构视图；
图4为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器的结构俯视图。
图中数字表示：
1-高炉冲渣水进水口；2-高炉冲渣水进水管箱；3-高炉冲渣水出水管箱；4-高炉冲渣水出水口；5-清水进水管箱；6-清水出水管箱；7-清水进水口；8-清水出水口；9-换热板；10-高炉冲渣水换热流道；11-清水换热流道；12-高压水进水口；13-高压水出水口；14-超声波除垢装置；15-第一电动阀门；16-第二电动阀门；17-第四电动阀门；18-第三电动阀门；19-第五电动阀门；20-第六电动阀门。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
如图1～图4所示，图1为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器在高炉冲渣水端面的结构视图；图2为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器在清水端面的结构视图；图3为换热板的结构视图；图4为所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器的结构俯视图。
本发明所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器包括高炉冲渣水进水管箱2、高炉冲渣水出水管箱3、清水进水管箱5、清水出水管箱6、换热部，所述换热部包括若干换热板9，相邻所述换热板9之间设置间隙形成换热流道，所述换热流道包括高炉冲渣水换热流道10和清水换热流道11，所述高炉冲渣水换热流道10和所述清水换热流道11交错设置，所述高炉冲渣水进水管箱2和所述高炉冲渣水出水管箱3通过所述高炉冲渣水换热流道10连通，所述清水进水管箱5和所述清水出水管箱6通过所述清水换热流道11连通，所述高炉冲渣水进水管箱2上设置有高炉冲渣水进水口1和高压水入水口12，所述高炉冲渣水出水管箱3设置有高炉冲渣水出水口4和高压水出水口13。
所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器包括外壳体，所述外壳体内设置有两平行设置的分隔板，将所述外壳体内腔分隔为相互密封隔离设置的第一水箱、第二水箱和换热箱，所述第一水箱内设置第一密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水进水管箱2和所述清水出水管箱6，所述第二水箱内设置第二密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水出水管箱3和所述清水进水管箱5。
所述换热板9设置在所述换热箱内，且所述换热板9均平行设置，所述换热板9边缘与所述外壳体内壁以及所述分隔板密封连接，从而形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水换热流道10和所述清水换热流道11，所述分隔板上设置有第一连通孔和第二连通孔，所述高炉冲渣水换热流道10通过所述第一连通孔与所述高炉冲渣水进水管箱2、所述高炉冲渣水出水管箱3连通，所述清水换热流道11通过所述第二连通孔与所述清水进水管箱5、所述清水出水管箱6连通。
所述外壳体一端面上设置有第一流通孔、第二流通孔、第三流通孔、第四流通孔，所述第一流通孔和所述高炉冲渣水进水管箱2连通，所述第二流通孔和所述高炉冲渣水出水管箱3连通，所述第三流通孔和所述清水进水管箱5连通，所述第四流通孔和所述清水出水管箱6连通。
所述第一流通孔、所述第二流通孔上均设置有三通接口，所述第一流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水进水口1和所述高压水入水口12，所述第二流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水出水口4和所述高压水出水口13，所述第三流通孔、所述第四流通孔上均设置有直通接口，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水进水口7，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水出水口8。
在所述高压水进水口12上设有第一电动阀门15，在所述高炉冲渣水进水口1上设有第二电动阀门16，在所述高压水出水口13上设有第四电动阀门17，在所述高炉冲渣水出水口4上设有第三电动阀门18；在所述清水进水口7设有第五电动阀门19，在所述清水出水口8上设有第六电动阀门20，通过各电动阀门实现各管口的启闭。
较佳的，所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器还设置有超声波除垢装置14，所述超声波除垢装置14设置在所述外壳体上，且对应所述换热箱设置。
在本实施例中，所述外壳体设置为长方体，所述高炉冲渣水进水管箱2位于所述外壳体的左后部，所述高炉冲渣水出水管箱3位于所述外壳体的右后部，所述清水进水管箱5位于所述外壳体右前部，所述清水出水管箱6位于所述外壳体的左前部。
所述高炉冲渣水进水管箱2上部设有一个三通接口，垂直流入所述高炉冲渣水进水管箱2的入口为所述高炉冲渣水进水口1，侧面入口为所述高压水入水口12，所述高炉冲渣水出口管箱3上部设有一个三通接口，垂直流出所述高炉冲渣水出水管箱3的出口为所述高炉冲渣水出水口4，侧面出口为所述高压水出水口13。
所述外壳体内部安装有多个所述换热板9组成的换热板束，所述换热板9的一侧是所述高炉冲渣水流动换热流道10，一侧是所述清水流动换热流道11，两所述换热板9之间间距较窄的是所述清水流动换热流道11，两所述换热板9之间间距较宽通道为所述高炉冲渣水换热流道10。
所述高压水入水口12与钢厂内高压水管网相连，所述超声波除垢装置14安装在所述外壳体上下部中间位置。
所述换热板9为波浪形，所述换热板9的波纹倾角β为60°，波纹节距B为10mm。所述换热板9的制作材料均为金属防腐材料，且表面都喷涂防腐漆。
本发明专利的工作原理及使用流程：换热时，打开所述高炉冲渣水进水口1上的所述第二电动阀门16、所述高炉冲渣水出水口4上的所述第三电动阀门18、在所述清水进水口7上的所述第五电动阀门19和所述清水出水口8上的所述第六电动阀门20，关闭所述高压水进水口12上的所述第一电动阀门15和所述高压水出水口13上的所述第四电动阀门17，使高炉冲渣水通过所述高炉冲渣水进水口1进入所述高炉冲渣水进水管箱2，之后流入所述高炉冲渣水流动换热流道10，与所述清水流动换热流道11中的清水进行换热，之后流入所述高炉冲渣水出水管箱3，最后经所述高炉冲渣水出水口4流出。清水通过所述清水进水口7进入所述清水进水管箱5，之后流入所述清水流动换热通道11，与所述高炉冲渣水流动换热通道10中的高炉冲渣水进行换热，之后流入所述清水出水管箱6，最后经所述清水出水口8流出。
清污除垢时，关闭所述高炉冲渣水进水口1上的所述第二电动阀门16、所述高炉冲渣水出水口4上的所述第三电动阀门18、在所述清水进水口7上的所述第五电动阀门19和所述清水出水口9上的所述第六电动阀门20，打开所述高压水进水口12上的所述第一电动阀门15和所述高压水出水口13上的所述第四电动阀门17。让钢厂内的高压水管网中的高压水由所述高压水进水口12流入所述高炉冲渣水进水管箱2，对换热器内部的所述高炉冲渣水流道10进行冲洗清污，同时打开所述超声波除垢装置14对换热器内部的所述换热板9表面进行除垢。
实施例二
温度为353K的高炉冲渣水通过所述高炉冲渣水进水口1进入所述高炉冲渣水进水管箱2，之后流入所述高炉冲渣水流动换热流道10，与所述清水流动换热流道11中的清水进行换热，之后流入所述高炉冲渣水出水管箱3，最后经所述高炉冲渣水出水口4流出。
冷水通过所述清水进水口7进入所述清水进水管箱5，之后流入所述清水流动换热通道11，与所述高炉冲渣水流动换热通道10中的高炉冲渣水进行换热，之后流入所述清水出水管箱6，最后经所述清水出水口8流出。
表一为冷水不同角度的波浪形换热板后的出口温度
角度β 60° 75° 90° 180
进口温度K 293 293 293 293
出口温度K 311.6 305 304 300
升高温度K 18.6 12 11 7
从上表的结果得出波浪形换热板波纹倾角为60°是换热效果最好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，包括高炉冲渣水进水管箱、高炉冲渣水出水管箱、清水进水管箱、清水出水管箱、换热部，所述换热部包括若干换热板，相邻所述换热板之间设置间隙形成换热流道，所述换热流道包括高炉冲渣水换热流道和清水换热流道，所述高炉冲渣水换热流道和所述清水换热流道交错设置，所述高炉冲渣水进水管箱和所述高炉冲渣水出水管箱通过所述高炉冲渣水换热流道连通，所述清水进水管箱和所述清水出水管箱通过所述清水换热流道连通，所述高炉冲渣水进水管箱上设置有高炉冲渣水进水口和高压水入水口，所述高炉冲渣水出水管箱设置有高炉冲渣水出水口和高压水出水口。
2.如权利要求1所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器包括外壳体，所述外壳体内设置有两平行设置的分隔板，将所述外壳体内腔分隔为相互密封隔离设置的第一水箱、第二水箱和换热箱，所述第一水箱内设置第一密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水进水管箱和所述清水出水管箱，所述第二水箱内设置第二密封板，以分隔形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水出水管箱和所述清水进水管箱。
3.如权利要求2所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述换热板设置在所述换热箱内，且所述换热板均平行设置，所述换热板边缘与所述外壳体内壁以及所述分隔板密封连接，从而形成相互密封隔离的所述高炉冲渣水换热流道和所述清水换热流道，所述分隔板上设置有第一连通孔和第二连通孔，所述高炉冲渣水换热流道通过所述第一连通孔与所述高炉冲渣水进水管箱、所述高炉冲渣水出水管箱连通，所述清水换热流道通过所述第二连通孔与所述清水进水管箱、所述清水出水管箱连通。
4.如权利要求3所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述外壳体一端面上设置有第一流通孔、第二流通孔、第三流通孔、第四流通孔，所述第一流通孔和所述高炉冲渣水进水管箱连通，所述第二流通孔和所述高炉冲渣水出水管箱连通，所述第三流通孔和所述清水进水管箱连通，所述第四流通孔和所述清水出水管箱连通；所述第一流通孔、所述第二流通孔上均设置有三通接口，所述第一流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水进水口和所述高压水入水口，所述第二流通孔上的所述三通接口设置所述高炉冲渣水出水口和所述高压水出水口，所述第三流通孔、所述第四流通孔上均设置有直通接口，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水进水口，所述第三流通孔上的所述直通接口设置清水出水口。
5.如权利要求4所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，在所述高压水进水口上设有第一电动阀门，在所述高炉冲渣水进水口上设有第二电动阀门，在所述高压水出水口上设有第四电动阀门，在所述高炉冲渣水出水口上设有第三电动阀门；在所述清水进水口设有第五电动阀门，在所述清水出水口上设有第六电动阀门。
6.如权利要求2所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述带自清洗装置的高炉冲渣水换热器还设置有超声波除垢装置，所述超声波除垢装置设置在所述外壳体上，且对应所述换热箱设置。
7.如权利要求1所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述高炉冲渣水换热流道的宽度大于所述清水换热流道的宽度。
8.如权利要求6所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述超声波除垢装置设置在所述换热部两侧的中间位置。
9.如权利要求1所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述换热板为波浪形，所述换热板的波纹倾角为60°，波纹节距为10mm。
10.如权利要求1所述的带自清洗装置的高炉冲渣水换热器，其特征在于，所述换热板采用金属防腐材料，且表面喷涂防腐漆。
CN202110404311.4A 2021-04-14 2021-04-14 一种带自清洗装置的高炉冲渣水换热器 Pending CN113188354A (zh)

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