本發(fā)明涉及一種換熱裝置，具體涉及一種箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置。

背景技術(shù)：

2016年我國(guó)的生鐵產(chǎn)量達(dá)到7.01億噸，每噸生鐵產(chǎn)生約0.3-0.4噸的高爐渣，經(jīng)循環(huán)水冷卻每噸渣產(chǎn)生約9-10噸沖渣水。高爐沖渣水平均溫度在70-90℃左右，約70億噸沖渣水具有大量的低溫余熱資源，但由于含高堿度、高硬度、絮狀物等特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的金屬換熱器存在腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問(wèn)題，造成余熱利用系統(tǒng)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置，旨在提供一種結(jié)構(gòu)合理、安全可靠并高效的高爐沖渣水換熱裝備。發(fā)明可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬換熱器回收高爐沖渣水余熱資源，可以有效防止腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明涉及一種高爐沖渣水換熱裝置，其特征在于，包括箱體、隔板、沖渣水進(jìn)口、沖渣水出口、二次水進(jìn)口、二次水出口和換熱管束；箱體上設(shè)置有沖渣水進(jìn)口、沖渣水出口、二次水進(jìn)口和二次水出口；隔板設(shè)置在箱體內(nèi)部，隔板將箱體內(nèi)部空間分割成蛇形流道，換熱管束在箱體內(nèi)部沿隔板呈蛇形布置，換熱管束的入口端連接于二次水進(jìn)口，換熱管束的出口端連接于二次水出口；熱源沖渣水從沖渣水進(jìn)口流入箱體，沿隔板所分割成的流道成蛇形流動(dòng)，從對(duì)側(cè)沖渣水出口流出；二次水從二次水進(jìn)口流入換熱管束，熱源沖渣水與二次水逆流流動(dòng)，經(jīng)換熱管束折流，完成強(qiáng)制對(duì)流換熱提升到所需溫度從二次水出口流出。

其中，二次水進(jìn)口和二次水出口都設(shè)置在箱體同一側(cè)面，沖渣水進(jìn)口和沖渣水出口分別設(shè)置在二次水進(jìn)口、二次水出口所在的同一側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面，沖渣水進(jìn)口位于所述兩個(gè)側(cè)面中的一側(cè)面上，沖渣水出口位于所述兩個(gè)側(cè)面中的相對(duì)側(cè)面上，沖渣水進(jìn)口位于箱體下端，沖渣水出口位于箱體上端。

其中，還包括箱體頂蓋，所述的箱體和頂蓋優(yōu)選采用玻璃鋼材質(zhì)，所述的頂蓋與箱體為可拆卸式設(shè)計(jì)。箱體和箱體頂蓋可拆卸式連接。

其中，還包括沖刷口、放氣孔和備用接口，其都設(shè)置在箱體頂蓋上。

其中，所述的隔板設(shè)置于箱體內(nèi)部，對(duì)沖渣水進(jìn)口的熱源沖渣水起導(dǎo)流作用，有效增大與換熱管束接觸時(shí)間，強(qiáng)化對(duì)流換熱強(qiáng)度；換熱管束沿隔板方向蛇形布置，與熱源水充分接觸換熱，提高換熱效率。

其中，所述的沖渣水進(jìn)口與二次水出口布置于箱體同一側(cè)，沖渣水出口與二次水進(jìn)口布置于箱體另一側(cè)，使換熱管束內(nèi)二次水與熱源沖渣水逆流流動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)流換熱強(qiáng)度。

其中，還包括排污口，排污口優(yōu)選為三個(gè)，其中一個(gè)排污口設(shè)置在箱體的一側(cè)面，該一側(cè)面與二次水進(jìn)口和二次水出口所在的側(cè)面為相同側(cè)面，另外兩個(gè)排污口設(shè)置在箱體的另一側(cè)面上，另一側(cè)面與一個(gè)排污口所在的一側(cè)面相對(duì)；在箱體的橫截面上，所述的排污口呈三角形相對(duì)布置，有利于箱體各部位排污，有效減少箱體死角泥沙沉積，沖刷口布置于箱體頂蓋，與排污口配合沖洗箱體沉積物。

其中，所述的備用接口布置于頂蓋，作為觀察孔使用、或用于沖渣水進(jìn)口或沖渣水出口位置不便時(shí)改為上側(cè)進(jìn)出，或在多熱源條件下當(dāng)作熱源流體進(jìn)出口。

其中，所述的放氣孔設(shè)置在箱體頂蓋上，主要用于排氣，防止箱體內(nèi)部超壓。

其中，所需溫度優(yōu)先為55℃-60℃；其中，所述的隔板優(yōu)選設(shè)置在箱體內(nèi)部，三層隔板將箱體分割成四條流道，換熱管束沿隔板所分割成的流道成蛇形布置，延長(zhǎng)渣水與換熱管束接觸時(shí)間，在箱體容積固定條件下，增大換熱面積，提高二次水出水溫度，有效提高余熱回收效率。

其中，所述的二次水進(jìn)口、二次水出口布置在箱體同一側(cè)面，分別與換熱管束兩端連接。

其中，所述的渣水進(jìn)口、渣水出口分別布置在二次水進(jìn)出口所在面的相鄰側(cè)面，渣水進(jìn)口位于箱體下端，渣水出口位于箱體上端，可使換熱箱體處于滿液狀態(tài)運(yùn)行。

其中，所述的排污口布置于箱體相對(duì)兩側(cè)面，接近箱體底面，配合沖刷口可有效排除箱體各位置泥沙等沉積物，延長(zhǎng)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間及使用壽命。

其中，所述的箱體及頂蓋均為玻璃鋼材質(zhì)，能有效防止高爐沖渣水的腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題。箱體及頂蓋均設(shè)有吊耳，用于設(shè)備安裝及移動(dòng)的吊裝。

本發(fā)明所述的一種箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置，箱體及頂蓋均為玻璃鋼材質(zhì)，可同時(shí)有效防止高爐沖渣水中泥沙等不溶物質(zhì)在換熱器表面的結(jié)垢問(wèn)題及沖渣水腐蝕性問(wèn)題。在箱體內(nèi)部、側(cè)面和頂蓋適宜部位設(shè)置不同用途接口、隔板，最大化提高余熱回收效率的同時(shí)保證了設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

通過(guò)本發(fā)明，解決了高爐沖渣水換熱腐蝕結(jié)垢的難題，在高效換熱的同時(shí)還顯著地提高換熱設(shè)備的穩(wěn)定性，極大的降低了維護(hù)和運(yùn)行成本，從而達(dá)到鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排的目的，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1為箱體結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖2為箱體結(jié)構(gòu)左視圖；

圖3為頂蓋結(jié)構(gòu)圖；

圖4為箱體結(jié)構(gòu)右視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-4所示，一種箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置，包括箱體1、隔板2、沖渣水進(jìn)口3、沖渣水出口4、二次水進(jìn)口5、二次水出口6、排污口7、沖刷口8、放氣孔9、備用接口10。隔板2設(shè)置在箱體內(nèi)部，換熱管束在箱體內(nèi)部沿隔板呈蛇形布置，管束兩側(cè)分別接于二次水進(jìn)口5、二次水出口6，沖渣水進(jìn)口3、沖渣水出口4、二次水進(jìn)口5、二次水出口6設(shè)置在箱體側(cè)面，排污口7、沖刷口8、放氣孔9、備用接口10設(shè)置在箱體頂蓋上。玻璃鋼材質(zhì)具備一定耐壓能力，且可以有效防止腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。另外設(shè)備可常壓條件下穩(wěn)定運(yùn)行，還可實(shí)現(xiàn)敞口形式運(yùn)行等條件工況。

如圖1-4所示，箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置，包括箱體1、隔板2、沖渣水進(jìn)口3、沖渣水出口4、二次水進(jìn)口5、二次水出口6和換熱管束11；箱體1上設(shè)置有沖渣水進(jìn)口3、沖渣水出口4、二次水進(jìn)口5和二次水出口6；隔板2設(shè)置在箱體1內(nèi)部，隔板2將箱體1內(nèi)部空間分割成蛇形流道，換熱管束11在箱體1內(nèi)部沿隔板2呈蛇形布置，換熱管束11的入口端連接于二次水進(jìn)口5，換熱管束11的出口端連接于二次水出口6；熱源沖渣水從沖渣水進(jìn)口3流入箱體1，沿隔板2所分割成的流道成蛇形流動(dòng)，從對(duì)側(cè)沖渣水出口4流出；二次水從二次水進(jìn)口5流入換熱管束11，熱源沖渣水與二次水逆流流動(dòng)，經(jīng)換熱管束11折流，完成強(qiáng)制對(duì)流換熱提升到所需溫度從二次水出口6流出。所需溫度優(yōu)先為55℃-60℃。所述的隔板2設(shè)置于箱體內(nèi)部，對(duì)沖渣水進(jìn)口3的熱源沖渣水起導(dǎo)流作用，有效增大與換熱管束11接觸時(shí)間，強(qiáng)化對(duì)流換熱強(qiáng)度；換熱管束11沿隔板2方向蛇形布置，與熱源水充分接觸換熱，提高換熱效率。優(yōu)選，三層隔板2將箱體分割成四條流道，換熱管束11沿隔板2所分割成的流道成蛇形布置，延長(zhǎng)渣水與換熱管束接觸時(shí)間，在箱體容積固定條件下，增大換熱面積，提高二次水出水溫度，有效提高余熱回收效率。

優(yōu)選箱體1上面開口的立方體結(jié)構(gòu)，其具有前面、后面、左面、右面和底面，二次水進(jìn)口5和二次水出口6都設(shè)置在箱體1同一側(cè)面，優(yōu)選位于圖1所示的左面上，沖渣水進(jìn)口3和沖渣水出口4分別設(shè)置在二次水進(jìn)口5、二次水出口6所在的同一側(cè)面相鄰的兩個(gè)側(cè)面，優(yōu)選位于圖1所示的前面和后面上；沖渣水進(jìn)口3位于兩個(gè)側(cè)面的一側(cè)面上，優(yōu)選位于圖1所示的前面上；沖渣水出口4位于所述兩個(gè)側(cè)面的相對(duì)側(cè)面上，優(yōu)選位于圖1所示的后面上；沖渣水進(jìn)口3位于箱體1下端，沖渣水出口4位于箱體1上端，如圖2所示。

其中，箱體結(jié)構(gòu)的高爐沖渣水換熱裝置還包括箱體頂蓋12，如圖3所示，頂蓋12可拆卸式連接在箱體1的上面開口上；所述的箱體1和頂蓋12優(yōu)選采用玻璃鋼材質(zhì)，所述的頂蓋12與箱體1為可拆卸式設(shè)計(jì)。如圖3所示，還包括沖刷口8、放氣孔9和備用接口10，其都設(shè)置在箱體頂蓋12上。所述的備用接口10布置于頂蓋，作為觀察孔使用、或用于沖渣水進(jìn)口3或沖渣水出口4位置不便時(shí)改為上側(cè)進(jìn)出，或在多熱源條件下當(dāng)作熱源流體進(jìn)出口。所述的放氣孔9設(shè)置在箱體頂蓋上，主要用于排氣，防止箱體內(nèi)部超壓。沖刷口8布置于箱體頂蓋，與排污口7配合沖洗箱體沉積物。

如圖2，所述的沖渣水進(jìn)口3與二次水出口6布置于箱體同一側(cè)，優(yōu)選該同一側(cè)為箱體前面所在的側(cè)；位于圖2的右側(cè)；沖渣水出口4與二次水進(jìn)口5布置于箱體另一側(cè)，優(yōu)選該另一側(cè)為箱體后面所在的側(cè)；位于圖2的左側(cè)；使換熱管束內(nèi)二次水與熱源沖渣水逆流流動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)流換熱強(qiáng)度。

如圖2、4所示，還包括排污口7，排污口優(yōu)選為三個(gè)，其中一個(gè)排污口7設(shè)置在箱體1的一側(cè)面，優(yōu)選位于箱體的左面；該一側(cè)面與二次水進(jìn)口5和二次水出口6所在的側(cè)面為相同側(cè)面，其中一個(gè)排污口7位于二次水進(jìn)口5和二次水出口6中間，另外兩個(gè)排污口7設(shè)置在箱體1的另一側(cè)面上，另一側(cè)面與一個(gè)排污口7所在的一側(cè)面相對(duì)；優(yōu)選位于箱體的右面；在箱體的橫截面上，所述的排污口7呈三角形相對(duì)布置，優(yōu)選如圖1所示；有利于箱體1各部位排污，有效減少箱體死角泥沙沉積，沖刷口8布置于箱體頂蓋，與排污口7配合沖洗箱體沉積物。

熱源水從沖渣水進(jìn)口3流入箱體1，沿隔板2所分割成的流道成蛇形流動(dòng)，從對(duì)側(cè)沖渣水出口4流出；二次水從二次水進(jìn)口5流入換熱管束，熱源水與二次水逆流流動(dòng)，經(jīng)管束折流，完成強(qiáng)制對(duì)流換熱提升到供熱或生活熱水所需溫度(55℃-60℃)從二次水出口6流出。供熱期結(jié)束或設(shè)備停機(jī)檢修時(shí)，首先關(guān)閉沖渣水進(jìn)口3、沖渣水出口4、二次水進(jìn)口5、二次水出口6，開啟排污口7放空箱體沖渣水，再開啟沖刷口8，采用高壓水槍清洗換熱管束間隙、隔板壁面、箱體壁面和角落等部位。沖刷口8布置于頂蓋中間部位，可覆蓋箱體全部范圍，和排污口7配合使用，可有效清潔換熱器運(yùn)行造成的箱體泥沙等不溶物沉積、結(jié)垢，減小換熱管束外壁面的污垢熱阻，保持換熱器換熱系數(shù)不衰減，持續(xù)高效率運(yùn)行。頂蓋設(shè)有備用接口10，可用于替換沖渣水進(jìn)出口，或作為多熱源沖渣水進(jìn)口使用，亦可作為觀察孔等用途。