CN201811618U - 高效节能渣水换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效节能渣水换热装置。该换热装置是在筒体内纵向设置矩形换热板与定距柱组成的焊接板式换热主体，并将换热主体内设为循环水通道，换热主体外设为渣水通道，两通道交替布置，还在渣水入口设由半圆形封头及其内部条形分配板组成渣水入口分配室，在渣水出口上方设与缩进式方形法兰连接的锥形筒体组成渣水出口汇集室，而在循环水入口与循环水出口分别设置半圆形分水盒与集水盒实现的。该实用新型具有阻力小、不易堵塞、发明构思新颖、结构紧凑合理、承压能力强、热能利用充分、换热效率高、性能稳定可靠、使用寿命长、适合进行推广等优点。

Description

高效节能渣水换热装置

技术领域：本实用新型涉及一种换热设备，特别是涉及一种板式换热设备。

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，炉渣直接排放到渣水池，再滤出或利用晾水塔将渣水池中的水晾凉后进行冲渣至渣水池，再滤出。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，又导致水资源的白白浪费。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；而且还对渣水管路造成磨损影响使用寿命。为此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，然而现有的板式换热器是由设有波纹板的板片叠加且相邻两板片相互支撑，在板片内部形成两介质通道构成的换热主体，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高效节能渣水换热装置，它可利用渣水直接进行换热，将热量回收，使多道过滤钢渣水再利用存在的热量损失大，换热效率低和现有波纹板式换热器易堵塞的问题得到彻底解决。

本实用新型的方案如下所述：该实用新型包括筒体、半圆形封头、渣水入口、渣水出口、循环水入口、循环水出口、还包括锥形筒体、方形法兰、缩进式方形法兰、半圆形分水盒、半圆形集水盒、斜向均流板、箅式防冲板、连接箱体、支撑座、定距柱和矩形换热板，它是通过在筒体内纵向设置矩形换热板与定距柱组成的焊接板式换热主体，并将换热主体内设为循环水通道，换热主体外设为渣水通道，两通道交替布置，还在渣水入口设由半圆形封头及该封头内的条形分配板组成的渣水入口分配室，在渣水出口上方设与缩进式方形法兰连接的上方下圆的锥形筒体组成的渣水出口汇集室，而在循环水入口与循环水出口分别设置半圆形分水盒与集水盒实现的。

所述的循环水通道内设有斜向均流板。

所述的筒体外部设有加强装置，该加强装置是采用两根立置槽钢中间夹一钢板组合焊接而成的框架。

所述的渣水通道和循环水通道入口处分别设有与换热通道相对应的等间距条形孔的箅式防冲板。

所述条形分配板是个条形孔由中心向两侧逐渐增大的平板。

本实用新型的渣水换热装置具有以下优点：

1、由于设置了纵向焊接板式换热主体及交替布置的两通道，使渣水在水流及重力作用下直接与换热主体内的循环水进行逆流换热，具有阻力小、不易堵塞、高效传热的突出特点，使炼铁高炉渣水余热回收的技术难题得到解决。

2、由于设置了上方下圆的锥形筒体及方形可拆法兰、缩进式可拆法兰的结构，不仅可使流入简体内的渣水经换热主体进行热交换时，无法在换热通道内及锥形筒体的斜面上沉积，自上而下快速进入渣水池，同时利用法兰的可拆式结构特点，定期对装置内部进行检查和清洗，有效避免渣水在装置内的堵塞，增加传热系数，提高装置换热能力，并且在安装支撑座时，又不影响锥形筒体的拆卸维修，更为方便适用。

3、由于在循环水通道内设置了斜向均流板和循环水进出口的半圆形分水盒与集水盒，可使循环水从换热主体一侧均匀地流入到每一个换热通道及通道内的各个角落，实现通道内无流动死区，然后从换热主体另一侧均匀地流出，不仅简化了结构，使循环过程井然有序，且使换热板片得到充分利用，有效提高换热效率，具有高效节能的突出特点。

4、由于在半圆形封头内设置了条形分配板，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。

5、由于在渣水和循环水通道的入口处，都设置了箅式防冲板，有效防止了流体在进入通道时对换热板焊接接头的冲刷和磨损，有效延长了换热装置的使用寿命。

6、由于在筒体外部设置了加强装置，克服了方形换热装置承压能力差的缺点，并根据换热主体侧面受拉伸应力，夹紧板处受弯曲应力的特点，采用两根立置槽钢中间夹一块钢板组合焊接，大大提高了弯矩，有效防止夹紧板的微量变形，从而明显提高装置机械强度与承压能力。

7、该装置还可通过调整定距柱长度、间距和换热板宽度来控制流体的流速，调整换热板的长度和串联台数来达到换热效果，调整换热板的数量来提高换热面积的灵活性与实用性，当两种流体的流速都达到一定程度时，即达到湍流状态，传热系数将大幅提高，可使渣水出口降至55℃以下，循环水出口温度可升至75℃以上。有效提高循环水出口温度，将热量得到充分良好的利用。

8、除了上述优点而外，该装置还具有发明构思新颖独特、结构设计紧凑合理、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是高效节能渣水换热装置整体结构A-A的B-B剖视图；

图2是高效节能渣水换热装置整体结构B-B的A-A剖视图；

图3是图1的C向视图(即俯视图)；

图4是图1的D-D剖视图；

图5是图1的E-E剖视图；

图6是图1的F-F剖视图；

图7是图1的G-G剖视图；

图8是图1的H-H剖视图；

图9是图1的J向视图(即条形分配板结构图)；

图10是图1的K向视图(即箅式防冲板结构图)；

图11是图2的I放大视图。

具体实施方式：由图1-图11所示的高效节能渣水换热装置是一种新型结构的换热装置。它是由两侧夹紧板及另一对应侧板构成筒体15，筒体15内设有多块矩形换热板，换热板上下两端对应交替进行焊接封堵，两侧同一方向折边焊接封堵，同时将渣水通道进口处的循环水通道进行折边焊接封堵，在循环水通道进口处对渣水通道进行折边焊接封堵。这样，便形成了冷热交替布置的在换热主体14内部的循环水通道与换热主体14外部的渣水通道。循环水通道内由定距柱5支撑并实现湍流，在循环水通道内还设有斜向均流板6。它的上部经方形可拆法兰9连接顶部设有渣水入口16的半圆形封头12，并由半圆形封头12及其内部所设的条形分配板(见图9)11组成渣水入口分配室。它的下部设有支撑座4和连接箱体3，并经缩进式方形可拆法兰2连接一个底部设有渣水出口17的上方下圆的锥形筒体1。在筒体15的上下两侧分别设有循环水入口18与循环水出口19，并在循环水入口18、循环水出口19与筒体15之间分别设置半圆形分水盒13、集水盒8。另在渣水通道入口和循环水通道入口处分别设置与换热通道相对应的等间距条形孔的箅式防冲板10。用以减少流体在进入通道时对换热板焊接接头的冲刷和磨损。为了增加机械强度和承压能力，在筒体15的外部还至少设置一道加强装置7。所述加强装置7是采用两根立置槽钢中间夹一块钢板组合焊接而成的框架。

本装置工作时，渣水从顶部渣水入口16进入，经渣水入口分配室内的条形分配板11，至箅式防冲板10，自上而下均匀地进入渣水侧通道与换热主体14循环水通道内的循环水进行逆流换热，再从底部上方下圆的锥形筒体1的渣水出口17流出至渣水池。而循环水则经循环水进口18及其相联通半圆形分水盒13、箅式防冲板10后进入换热主体14的每个循环水通道，经每个通道的斜向均流板6均流后，与渣水进行热交换，然后经半圆形集水盒8汇集到循环水出口19流出。

Claims (5)

1.一种高效节能渣水换热装置，包括筒体(15)、半圆形封头(12)、渣水入口(16)、渣水出口(17)、循环水入口(18)、循环水出口(19)、还包括锥形筒体(1)、方形法兰(9)、缩进式方形法兰(2)、半圆形分水盒(13)、半圆形集水盒(8)、斜向均流板(6)、箅式防冲板(10)、连接箱体(3)、支撑座(4)、定距柱(5)和矩形换热板，其特征在于：在筒体(15)内纵向设置矩形换热板与定距柱(5)组成的焊接板式换热主体(14)，并将换热主体(14)内设为循环水通道，换热主体(14)外设为渣水通道，两通道交替布置，还在渣水入口(16)设由半圆形封头(12)及该封头(12)内的条形分配板(11)组成的渣水入口分配室，在渣水出口(17)上方设与缩进式方形法兰(2)连接的上方下圆的锥形筒体(1)组成的渣水出口汇集室，而在循环水入口(18)与循环水出口(19)分别设置半圆形分水盒(13)与集水盒(8)。

2.根据权利要求1所述的高效节能渣水换热装置，其特征在于：所述的循环水通道内设有斜向均流板(6)。

3.根据权利要求1所述的高效节能渣水换热装置，其特征在于：所述的筒体(15)外部设有加强装置(7)，该加强装置(7)是采用两根立置槽钢中间夹一钢板组合焊接而成的框架。

4.根据权利要求1所述的高效节能渣水换热装置，其特征在于：渣水通道入口和循环水通道入口处分别设有与换热通道相对应的等间距条形孔的算式防冲板(10)。

5.根据权利要求1所述的高效节能渣水换热装置，其特征在于：所述条形分配板(11)是个条形孔由中心向两侧逐渐增大的平板。

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