CN208432133U - 一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，包括箱体(1)、隔板(2)、冲渣水进口(3)、冲渣水出口(4)、换热管束(5)、二次水进口(6)、二次水出口(7)、负荷调节阀(8)、二次水总进口(9)、二次水总出口(10)、排污口(11)、换热管束分层支架(12)、液位计安装孔(13)、液位监测仪、冲渣水进口控制阀和排污阀。本实用新型可以代替传统金属换热器回收高炉冲渣水余热资源，可以在不影响换热效率及运行稳定性的基础上根据外部热用户的负荷需求灵活调节二次水供应水量,此外通过自动控制系统实现冲渣水进口阀及排污阀自动启闭。

Description

一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置

技术领域

本实用新型涉及一种换热装置，具体涉及一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置。

背景技术

钢铁一直以来都是能源消耗的主要行业，在节能降耗问题日益突出的背景下，应充分发掘各工艺中可再利用的能量，其中高炉冲渣水余热回收具有良好经济与能源效益。高炉冲渣水平均温度约80℃，吨渣耗水量约9-10吨，可回收能量非常可观。目前通常采用金属换热器进行水-水换热，但由于水质恶劣导致换热设备腐蚀结垢严重，且运行中无法灵活进行负荷调节。

实用新型内容

本实用新型涉及一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，旨在提供一种结构合理、安全可靠并可灵活调节二次水水量的高炉冲渣水换热装置。换热装置增加了二次水总进口、总出口，提高完整性；为了突出装置的变负荷特性，增加负荷调节阀；排污口位置改在设备底部，利于冲渣水中不溶物的彻底排出；顶盖上增加液位计安装孔，布置实时液位检测仪表，增加自动连锁控制冲渣水液位，防止设备超压。

本实用新型提供一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，包括箱体、隔板、冲渣水进口、冲渣水出口、换热管束、二次水进口、二次水出口、负荷调节阀、二次水总进口、二次水总出口、排污口、换热管束分层支架、液位计安装孔、液位监测仪、冲渣水进口控制阀和排污阀；隔板设置在箱体内部，隔板将箱体内部空间分割成蛇形流道，换热管束在箱体内部沿隔板呈蛇形布置，换热管束分层支架固定在隔板上，用于对每组换热管束起支撑作用，保持管束水平敷设，防止对下层管束产生影响，换热管束的入口端连接于二次水进口、换热管束的出口端连接于二次水出口；二次水进口、二次水出口均设置在箱体同一侧面，二次水进口和二次水出口在竖直方向排列为多组，二次水进口每一组上均设置负荷调节阀，负荷调节阀的出口端连接二次水进口，用于根据外部负荷变化调节负荷调节阀从上至下顺序部分关闭以实现二次水水量调节；多组负荷调节阀的入口端分别连接到一个二次水总进口上，多组二次水出口汇合后连接一个二次水总出口；热源冲渣水从冲渣水进口流入箱体，沿隔所分割成的流道成蛇形流动，从对侧冲渣水出口流出；二次水从二次水进口流入换热管束，热源冲渣水与二次水逆流流动，经换热管束折流，完成强制对流换热提升到所需温度从二次水出口流出；排污口设置在箱体底部，优选多个排污口，均位于积渣严重的渣水折流换向处；冲渣水进口控制阀设置在冲渣水进口处，排污阀设置在排污口处，液位计安装孔设置在箱体的顶盖，液位监测仪安装在液位计安装孔内，用于监测和调节冲渣水液位，防止箱体溢流或超压；液位监测仪电连接冲渣水进口控制阀和排污阀，用于将液位监测仪输出的液位信号传输至冲渣水进口阀门和排污阀门，分别控制其启闭。

其中，排污口为三个。二次水进口和二次水出口在竖直方向设置有四组。

其中，二次水进口和二次水出口都设置在箱体同一侧面，优选设置在箱体的左侧面上，冲渣水进口和冲渣水出口分别设置在二次水进口、二次水出口所在的同一侧面相邻的两个侧面，冲渣水进口位于所述两个侧面中的一侧面上，冲渣水出口位于所述两个侧面中的相对侧面上，优选冲渣水进口设置在箱体的后侧面，优选冲渣水出口设置在箱体的前侧面；冲渣水进口位于箱体下端，冲渣水出口位于箱体上端。

其中，所述的隔板设置于箱体内部，对冲渣水进口的热源冲渣水起导流作用，有效增大与换热管束接触时间，强化对流换热强度；换热管束沿隔板方向蛇形布置，与热源水充分接触换热，提高换热效率。

其中，所述的冲渣水进口与二次水出口布置于箱体同一侧，冲渣水出口与二次水进口布置于箱体另一侧，使换热管束内二次水与热源冲渣水逆流流动，增强对流换热强度。

其中，冲渣水进口控制阀和排污阀为电磁阀。

本实用新型还涉及一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，包括箱体、隔板、冲渣水进口、冲渣水出口、换热管束、二次水进口、二次水出口、负荷调节阀、二次水总进口、二次水总出口、排污口、换热管束分层支架、液位计安装孔。其中，所述的二次水进口、二次水出口、负荷调节阀、二次水总进口和二次水总出口均设置在箱体同一侧面，二次水进口和二次水出口在竖直方向分为四组，二次水进口每一组设置负荷调节阀，设定调节阀开启数量可实现二次水水量调节，可在保证出水温度及设备稳定运行基础上实现热用户水量需求的变化。二次水进口和二次水出口四组汇合成二次水总进口和二次水总出口。

其中，所述的排污口设置在箱体底部，三个排污口均位于积渣严重的渣水折流换向处。供暖季结束或停机检修时，用于清洗、排出积渣，还可用于事故排水。

其中，所述的液位计安装孔设置在顶盖，可控制调节冲渣水液位，防止箱体溢流或超压。液位计与事故放水阀设置自动连锁，根据液位检测值控制放水阀启闭。液位计同时连锁冲渣水进口阀门，当液位超过警示值，自动关闭进水阀门。

其中，所述的换热管束分层支架固定在隔板上，在竖直方向对换热管束产生支撑，保证管束水平布置，保持与下层管束合理间隙。

本实用新型所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，箱体及换热管束均为非金属材质，不仅可有效防止高炉冲渣水中泥沙等不溶物质在换热器表面的结垢问题及冲渣水腐蚀性问题，底部排污口和冲刷口配合使用可清除冲渣水中沉积物，同时还可适应热用户在不同季节温度条件下对热负荷需求的变化，通过换热管束分组对二次水水量进行动态调节，且不影响出水温度及设备运行的稳定性。

附图说明

图1为可变负荷的高炉冲渣水非金属换热设备俯视图；

图2为液位控制示意图；

图3为可变负荷的高炉冲渣水非金属换热设备正视图；

图4为可变负荷的高炉冲渣水非金属换热设备左视图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，包括箱体1、隔板2、冲渣水进口3、冲渣水出口4、换热管束5、二次水进口6、二次水出口7、负荷调节阀8、二次水总进口9、二次水总出口10、排污口11、换热管束分层支架12、液位计安装孔 13、液位监测仪、冲渣水进口控制阀和排污阀；隔板2设置在箱体1内部，隔板2将箱体1 内部空间分割成蛇形流道，换热管束5在箱体1内部沿隔板2呈蛇形布置，换热管束分层支架12固定在隔板2上，用于对每组换热管束起支撑作用，保持管束水平敷设，防止对下层管束产生影响，换热管束5的入口端连接于二次水进口6、换热管束5的出口端连接于二次水出口7；二次水进口6、二次水出口7均设置在箱体1同一侧面，二次水进口6和二次水出口 7在竖直方向排列为多组，二次水进口6每一组上均设置负荷调节阀8，负荷调节阀8的出口端连接二次水进口6，用于根据外部负荷变化调节负荷调节阀8从上至下顺序部分关闭以实现二次水水量调节；多组负荷调节阀8的入口端分别连接到一个二次水总进口9上，多组二次水出口7汇合后连接一个二次水总出口10；热源冲渣水从冲渣水进口3流入箱体1，沿隔板2所分割成的流道成蛇形流动，从对侧冲渣水出口4流出；二次水从二次水进口6流入换热管束5，热源冲渣水与二次水逆流流动，经换热管束5折流，完成强制对流换热提升到所需温度从二次水出口7流出；排污口11设置在箱体1底部，优选多个排污口，均位于积渣严重的渣水折流换向处；冲渣水进口控制阀设置在冲渣水进口3处，排污阀设置在排污口11处，液位计安装孔13设置在箱体1的顶盖，液位监测仪安装在液位计安装孔13内，用于监测和调节冲渣水液位，防止箱体溢流或超压；液位监测仪电连接冲渣水进口控制阀和排污阀，用于将液位监测仪输出的液位信号传输至冲渣水进口阀门和排污阀门，分别控制其启闭。排污口为三个。二次水进口6和二次水出口7在竖直方向设置有四组。

如图1-3所示，二次水进口6和二次水出口7都设置在箱体1同一侧面，优选设置在箱体的左侧面上，冲渣水进口3和冲渣水出口4分别设置在二次水进口6、二次水出口7所在的同一侧面相邻的两个侧面，冲渣水进口3位于所述两个侧面中的一侧面上，冲渣水出口4位于所述两个侧面中的相对侧面上，优选冲渣水进口3设置在箱体的后侧面，优选冲渣水出口 4设置在箱体的前侧面；冲渣水进口3位于箱体1下端，冲渣水出口4位于箱体1上端。所述的隔板2设置于箱体内部，对冲渣水进口3的热源冲渣水起导流作用，有效增大与换热管束5接触时间，强化对流换热强度；换热管束5沿隔板2方向蛇形布置，与热源水充分接触换热，提高换热效率。所述的冲渣水进口3与二次水出口7布置于箱体同一侧，冲渣水出口 4与二次水进口6布置于箱体另一侧，使换热管束内二次水与热源冲渣水逆流流动，增强对流换热强度。冲渣水进口控制阀和排污阀为电磁阀。

如图1-4所示，一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，包括箱体1、隔板2、冲渣水进口3、冲渣水出口4、换热管束5、二次水进口6、二次水出口7、负荷调节阀8、二次水总进口9、二次水总出口10、排污口11、换热管束分层支架12、液位计安装孔13。换热管束5在流道内成蛇形布置，管束两侧与二次水进口6、二次水出口7连接，换热管束竖直方向分组布置，每组二次水进口6前设置负荷调节阀8，二次水进出口汇合后连接二次水总进口9和二次水总出口10，排污口11设置在装置底部，便于排出沉积物，液位计安装孔13设置在顶盖。

高炉冲渣水从冲渣水进口3流入箱体1，从冲渣水出口4流出；二次水从二次水总进口9 流入通过负荷调节阀平均分配至每组二次水进口，二次水在换热管束5中流动，与高炉冲渣水对流换热，升高至设计温度从二次水出口7流出，每组汇合后通过二次水总出口10送至热用户。针对热用户对热负荷的动态变化，如采用量调节的供暖系统，在供暖季初期、末期供暖水量需求较少，可关闭部分符合调节阀8减少二次水量，但每组换热管束依旧保持设计流量，换热系数与每组的换热量保持恒定，出水温度保持不变，实现了通过水量的变化满足热用户对热负荷的动态需求。另外，排污口11设置在装置底部，位于冲渣水折流易积渣处，通过定期排污可较彻底清除内部沉积物，保持设备稳定、高效运行。液位计安装于顶盖，实时监测冲渣水液位，通过连锁控制事故放水阀及冲渣水进口阀启闭，保持不超过最高液位，实现设备安全运行。

Claims (8)

1.一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，包括箱体（1）、隔板（2）、冲渣水进口（3）、冲渣水出口（4）、换热管束（5）、二次水进口（6）、二次水出口（7）、负荷调节阀（8）、二次水总进口（9）、二次水总出口（10）、排污口（11）、换热管束分层支架（12）、液位计安装孔（13）、液位监测仪、冲渣水进口控制阀和排污阀；隔板（2）设置在箱体（1）内部，隔板（2）将箱体（1）内部空间分割成蛇形流道，换热管束（5）在箱体（1）内部沿隔板（2）呈蛇形布置，换热管束分层支架（12）固定在隔板（2）上，用于对每组换热管束起支撑作用，保持管束水平敷设，防止对下层管束产生影响，换热管束（5）的入口端连接于二次水进口（6）、换热管束（5）的出口端连接于二次水出口（7）；二次水进口（6）、二次水出口（7）均设置在箱体（1）同一侧面，二次水进口（6）和二次水出口（7）在竖直方向排列为多组，二次水进口（6）每一组上均设置负荷调节阀（8），负荷调节阀（8）的出口端连接二次水进口（6），用于根据外部负荷变化调节负荷调节阀（8）从上至下顺序部分关闭以实现二次水水量调节；多组负荷调节阀（8）的入口端分别连接到一个二次水总进口（9）上，多组二次水出口（7）汇合后连接一个二次水总出口（10）；热源冲渣水从冲渣水进口（3）流入箱体（1），沿隔板（2）所分割成的流道成蛇形流动，从对侧冲渣水出口（4）流出；二次水从二次水进口（6）流入换热管束（5），热源冲渣水与二次水逆流流动，经换热管束（5）折流，完成强制对流换热提升到所需温度从二次水出口（7）流出；排污口（11）设置在箱体（1）底部，排污口为多个，均位于积渣严重的渣水折流换向处；冲渣水进口控制阀设置在冲渣水进口（3）处，排污阀设置在排污口（11）处，液位计安装孔（13）设置在箱体（1）的顶盖，液位监测仪安装在液位计安装孔（13）内，用于监测和调节冲渣水液位，防止箱体溢流或超压；液位监测仪电连接冲渣水进口控制阀和排污阀，用于将液位监测仪输出的液位信号传输至冲渣水进口阀门和排污阀门，分别控制其启闭。

2.根据权利要求1所述一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，排污口为三个。

3.根据权利要求1-2之一所述可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，二次水进口（6）和二次水出口（7）在竖直方向设置有四组。

4.根据权利要求1-2之一所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，冲渣水进口（3）和冲渣水出口（4）分别设置在二次水进口（6）、二次水出口（7）所在的同一侧面相邻的两个侧面，冲渣水进口（3）位于所述两个侧面中的一侧面上，冲渣水出口（4）位于所述两个侧面中的相对侧面上；冲渣水进口（3）位于箱体（1）下端，冲渣水出口（4）位于箱体（1）上端。

5.根据权利要求4所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，二次水进口（6）和二次水出口（7）设置在箱体的左侧面上。

6.根据权利要求4所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，冲渣水进口（3）设置在箱体的后侧面，冲渣水出口（4）设置在箱体的前侧面。

7.根据权利要求1-2之一所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，所述的冲渣水进口（3）与二次水出口（7）布置于箱体同一侧，冲渣水出口（4）与二次水进口（6）布置于箱体另一侧，使换热管束内二次水与热源冲渣水逆流流动，增强对流换热强度。

8.根据权利要求1-2之一所述的一种可变负荷的高炉冲渣水非金属换热装置，其特征在于，冲渣水进口控制阀和排污阀为电磁阀。