CN201754046U - 渣水换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种炼铁高炉渣水余热回收使用的渣水换热装置。该装置是在筒体内设置具有可通过侧流与螺旋流的螺旋板组成的至少两个换热组件构成的换热主体，并将换热主体底部下封头设为可拆式锥形体，上封头渣水进口下方设一具有规则分布孔的圆形防冲导流板，且在筒体外部设置与循环水进口相联通的分水器与分水管以及与循环水出口相联通的集水器与集水管构成。它具有流道宽，阻力小，不易沉积堵塞、循环水受热均匀、热能利用率高、换热效果好、换热效率高以及结构设计简单合理、工作性能稳定可靠、适合业内进行推广的优点。

Description

渣水换热装置

技术领域：本实用新型涉及一种换热设备，特别是涉及一种由螺旋板构成的换热设备。

背景技术：为进一步落实《钢铁行业调整和振兴规划》，实现国家的“十一五”节能目标，加快钢铁工业结构调整，加大钢铁行业节能减排力度，国务院提出：鼓励余热余压发电上网，大力提高“三废”综合治理和利用。于是炼铁高炉渣水的余热回收问题开始引起重视。炼铁高炉每30～40分钟炼一炉铁，铁水进入钢包，炉渣排放到渣水池，炉渣含有大量的热量，渣水池温度同时被升高，一般夏季渣水池温度在85℃左右，冬季渣水池温度在75～80℃，这些热量如不能及时回收则全部散失到大气中，渣池中的水也会自然蒸发，这样既造成热量的大量损失，又造成水资源的白白浪费。为了利用这部分能源，部分钢厂采取将渣水经多道过滤后直接进行供暖，但由于渣水在高温下溶解的偏硅酸钙，用物理过滤的方法根本无法过滤出去，因其在温度降低时就会析出，在暖气片的死区处形成织黏状晶体而沉积，从而堵塞暖气片；有的钢厂用多道过滤的方式过滤钢渣水，使温度降低，以从渣水中沉淀出偏硅酸钙，然后再安装一台锅炉用于补充热源，就是这样也才勉强达到供暖的目的，这种作法热量损失过大，热能利用率太低。该领域试图采用板式换热器进行渣水与采暖循环水的热交换以回收这部分热能，然而由于渣水中溶解了钢渣中的类似玻璃纤维状物质，长度大约10mm，它仍无法用物理方法过滤，玻璃纤维状物质挂在板片与板片形成的流道或缝隙中，这些织黏物互相搭接在一起，又由于板式换热器的流道窄，缝隙小，从而织成网状很快就堵塞板片的流道，造成堵死现象，无法正常运行。这样一来，致使炼铁高炉渣水余热回收问题陷入僵局，成为该领域渴望解决却一直尚未解决的技术难题。

发明内容：本实用新型的目的是提供一种渣水换热装置，它可利用渣水直接进行换热，将热量进行回收，使现有技术无法解决的堵塞问题得到彻底解决。

本实用新型包括筒体、上封头、法兰、中心隔板、螺旋板、循环水进口、循环水出口，还包括渣水进口、渣水出口、全堵板和半圆堵板，该装置是在筒体内设置具有可通过侧流与螺旋流的螺旋板组成的至少两个换热组件构成的换热主体，并将换热主体底部下封头设为可拆式锥形体，上封头渣水进口下方设一具有规则分布孔的圆形防冲导流板，且在筒体外部设置与循环水进口相联通的分水器与分水管以及与循环水出口相联通的集水器与集水管实现的。

本实用新型的换热装置具有以下优点和积极效果：

1、由于设置了可通过侧流与螺旋流的螺旋板组成的换热组件构成的换热主体，充分发挥了螺旋板式换热器的优势，并在其结构基础上将内部已有双旋向逆流改为渣水的侧向直流和循环水从中心向外旋流的形式，不仅使渣水泵带进去的钢渣在水流和重力作用下而无法沉积，而且有效延长了循环水通道，增加了换热面积，实现了流道宽，阻力小，不易堵塞的发明构思和便于浊度大的流体通过的目的。使炼铁高炉渣水余热回收的设想变成现实。

2、由于设置了锥形体的下封头及上下封头的可拆式结构，可使流入筒体内的渣水经换热主体进行热交换后，从下封头快速进入渣水池而无法在装置内沉积，同时利用上下封头的可拆式结构特点，在两个月或一个取暖期拆卸一次，对装置内部进行定期检查和清洗，有效避免渣水在装置内的堵塞，增加传热系数，进而提高装置换热能力。

3.由于设置了在渣水进口下的防冲导流板结构，一方面避免渣水和钢渣直接冲击换热主体而造成的磨损，有效延长装置的使用寿命，同时又可对进入筒体内的渣水进行分流，再自上而下均匀地进入装置的换热主体渣水侧通道与循环水进行热交换，具有循环水受热均匀、热能利用率高、换热效果好的特点，从而进一步提高换热效率。

4.由于设置了至少两个换热组件构成的换热主体，相当于将多个螺旋板式换热器重叠安装，以弥补单独设置一换热组件其渣水侧流道短的不足。并以循环水侧的长流道、高流速来增加传热系数，提高换热效果。同时增加渣水热能利用和装置换热面积，进一步提高换热效率。

5.由于设置了对螺旋板的不同封堵方式和螺旋板上的一个循环水进口与出口，以及在循环水进口与出口增设的分水器与集水器结构，不仅简化了结构，且使循环水能够通过分水器均匀地进入每一换热组件，再由集水器汇集到循环水出口。使循环过程井然有序。

6、除了上述优点而外，该装置还具有结构设计简单合理、工作性能稳定可靠、适合业内进行推广的特点。

附图说明：

图1是渣水换热装置整体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图

具体实施方式：由图1-图3所示的渣水换热装置是在已有螺旋板式换热器基础上改进的新型换热装置。它的外部是筒体3，筒体3上下分别经法兰2连接上封头7和底部设有渣水出口25的锥形体下封头1，筒体3内设有立式安装的螺旋板17，将螺旋板17相邻两板之间的上下并交替进行焊接，螺旋板17中央是中心隔板11，将中心隔板11一端部22与螺旋板17对应处封堵，中心隔板11的上下由全堵板10封堵，且一侧设有半圆堵板16，使该侧形成空室13，而另一侧为循环水中心室12组成的可通过侧流与螺旋流的换热组件。将两个或多个换热组件上下对应安装在同一筒体3内，构成本装置的换热主体。并通过连接板24将换热主体中各换热组件与筒体3焊接固定。在换热主体上部即上封头7内渣水入口8下方设有一个具有规则分布孔的圆形防冲导流板9，在筒体3外部还设置了与循环水进口20相联通的分水器19与分水管18以及与循环水出口5相联通的集水器4与集水管6，并将分水管18、集水管6分别同每一换热组件中的循环水中心室12、循环水出口侧21相连接。

本装置工作时，渣水从顶部渣水进口8进入，经防冲导流板9分流后，自上而下均匀地进入渣水侧通道14与螺旋板17组成的循环水侧通道15内的循环水进行热交换，再从底部锥形体封头1的渣水出口25流出至渣水池。而循环水由循环水进口20及其相联通的分水器19、分水管18分流后进入每个换热组件的循环水中心室12，再由循环水中心室12的循环水入口侧23流入循环水侧通道15与渣水进行热交换，然后经集水管6汇集到集水器4中从循环水出口5流出利用。

为了进一步表明本实用新型的实际应用效果，我们在唐山长城钢铁集团九江线材有限公司进行了如下现场试验：

1.试验条件：渣水浊度71.20mg/L；钙硬度1299.20mg/L；氯离子85.10mg/L；总碱度46.44mg/L；PH值7.60；温度80℃。

2.测试方法：渣水换热器渣水侧大流量连续运行一个月，循环水侧用50吨水箱阶段闭式循环，并经多次测试。

3.测试数据：本实用新型渣水侧流通正常，单台换热装置渣水侧压力降不超过0.02Mpa，压力损失不增加；循环水箱只经过11分钟，

温度由20℃升至70℃，具体测试数据见表1。

4.开盖检查：打开渣水换热器上下封头和人孔，本实用新型不存在任何堵塞的现象，不存在腐蚀和结垢问题。

5.供暖能力：唐山长城钢铁集团九江线材有限公司5#、6#450m³炼铁高炉共用1个渣水池，设计渣水温度75℃，渣水池容积2000m³，该渣水池可提供10MW热源，为8万平方米提供采暖，经计算选择2台渣水换热器，型号HYZH5.0-1.0(该渣水换热器设计能力为5MW，公称压力1.0Mpa)。经测试，换热能力完全达到设计要求，渣水换热器不存在堵塞的问题，不需要增加过滤机等装置。换热效果完全达到供暖要求。

表1现场试验情况一览表

Claims (2)

1.一种渣水换热装置，包括筒体(3)、上封头(7)、法兰(2)、中心隔板(11)、螺旋板(17)、循环水进口(20)、循环水出口(5)，还包括渣水进口(8)、渣水出口(25)、全堵板(10)和半圆堵板(16)，其特征在于：该装置设置具有可通过侧流与螺旋流的螺旋板(17)组成的至少两个换热组件构成的换热主体，并将换热主体底部下封头(1)设为可拆式锥形体，上封头(8)渣水进口(8)下方设一具有规则分布孔的圆形防冲导流板(9)，且在筒体(3)外部设置与循环水进口(20)相联通的分水器(19)与分水管(18)以及与循环水出口(5)相联通的集水器(4)与集水管(6)。

2.根据权利要求1所述的渣水换热装置，其特征在于：所述换热组件是将中心隔板(11)一端部(22)与螺旋板(17)对应处封堵，中心隔板(11)的上下由全堵板(10)封堵，且一侧设有半圆堵板(16)，使中心隔板(11)该侧形成空室(13)，而另一侧为循环水中心室(12)，并通过连接板(24)与筒体(3)焊接固定。