一种分体式高炉冲渣水换热装置的制作方法

1.本实用新型涉及余热回收技术领域，具体而言，涉及一种分体式高炉冲渣水换热装置。


背景技术：

2.2020年我国生铁产量为8.8亿吨，炼铁过程中产生大量的高炉渣，冲制1吨高炉渣的循环用水量约为10吨左右。按350千克渣比计算，冲渣水量超过30亿吨。
3.高炉冲渣水温一般在85℃左右，其温度稳定、流量大，蕴含着大量的热能，目前高炉冲渣水的余热主要用于冬季采暖，但渣水换热器存在易结垢、腐蚀、堵塞及泄漏的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供一种分体式高炉冲渣水换热装置，以解决现有技术中污水换热装置容易腐蚀、堵塞和结垢的问题。
5.本实用新型提供了一种分体式高炉冲渣水换热装置，其特征在于，包括上箱盖、上箱体、下箱盖、下箱体、换热管束、连通管，所述上箱盖固定于上箱体顶部形成上换热箱，下箱盖固定于下箱体顶部形成下换热箱，上换热箱连接于下换热箱上部，所述上换热箱与下换热箱内均设有换热管束，换热管束两个端口分别连通出水总管与进水总管，单个换热箱的进水总管与出水总管非重合，通过连通管连接不同换热箱的出水总管与进水总管实现上换热箱与下换热箱的并联或串联切换，或者通过连通管断开实现上换热箱与下换热箱的单独换热。
6.进一步地，所述换热管束平行设置，换热箱内靠近换热箱侧壁的换热管束的中心轴线与出水总管和/或进水总管的中心轴线共面，所述换热管束与出水总管和/或进水总管之间设有负荷调节阀。
7.进一步地，所述出水总管包括上出水总管、下出水总管，所述进水总管包括上进水总管、下进水总管，上换热箱的换热管束一端口连通上出水总管，上换热箱的换热管束另一端口连通上进水总管，上出水总管顶部设有二次水上出口，上进水总管顶部设有二次水上进口，下换热箱的换热管束一端口连通下进水总管，下换热箱的换热管束另一端口连通下出水总管，所述下进水总管底侧部设有二次水下进口，下出水总管底侧部设有二次水下出口。
8.进一步地，所述上箱体与下箱体内设有多个横隔板、纵隔板、换热管束支架，横隔板与纵隔板分别间隔设置，横隔板与纵隔板交叉连接形成多个流道，多个换热管束分别通过换热管束支架水平固定在流道内。
9.进一步地，所述上箱体内，2组横隔板在水平方向将上箱体分隔为3层， 3组纵隔板在垂直方向将上箱体分为4个流道，所述上箱体内的3层换热管束每层为一组，按照纵隔板分隔的流道蛇形环绕布置。
10.进一步地，所述下箱体内，1组横隔板在水平方向将下箱体分隔为2层， 3组纵隔板
在垂直方向将下箱体分为4个流道，所述下箱体内的2层换热管束每层为一组，按照纵隔板分隔的流道蛇形环绕布置。
11.进一步地，所述冲渣水上出口、冲渣水下进口对应设置，所述冲渣水上出口、冲渣水下进口为多个，所述上箱盖上还设有冲渣水备用进口、冲刷口，所述下箱体底部设有排污口，所述上箱体下侧部还设有冲渣水备用出口。
12.进一步地，所述冲渣水上出口、冲渣水下进口、冲渣水上进口、冲渣水备用进口、冲刷口与排污口均竖直设置，所述冲渣水下出口、冲渣水备用出口均水平设置。
13.进一步地，所述冲渣水备用进口中心轴线与冲渣水上进口中心轴线平行或共面，所述冲渣水下出口中心轴线与冲渣水备用出口中心轴线平行或共面，所述冲刷口为两个，两个冲刷口的中心轴线共面，冲刷口的中心轴线与冲渣水上进口和冲渣水备用进口的中心轴线非共面。
14.进一步地，所述上出水总管、上进水总管、下进水总管、下出水总管均竖直设置，所述上出水总管中心轴线与下进水总管中心轴线平行或重合，所述上进水总管中心轴线与下出水总管中心轴线平行或重合，所述二次水下进口与二次水下出口均水平设置，所述二次水下进口中心轴线与二次水下出口中心轴线平行或共面。
15.本实用新型的有益效果：
16.分体式高炉冲渣水换热装置结构灵活、可靠性高、换热效率高，分体式箱体的设计不仅提高了箱体的承压能力，且安装方便、使用灵活，增加的横隔板将箱体在水平方向分层，增加了污水流道，进而提高换热装置的换热效率。
17.同时，上、下箱体分离的设计，不仅安装方便，且上、下箱体既可以串联或并联成整体使用，也可分别作为独立的换热器单独使用，增加了使用的灵活性。
18.此外，横隔板的设置将换热管束在水平方向上分为5层，其中上箱体3 层，下箱体2层，污水逐层流经换热管束，增加了污水的流程，换热装置的效率显著提高。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型提供的一种分体式高炉冲渣水换热装置的主视图；
21.图2为本实用新型提供的一种分体式高炉冲渣水换热装置的俯视图；
22.图3为本实用新型提供的一种分体式高炉冲渣水换热装置的左视图；
23.图4为本实用新型提供的一种分体式高炉冲渣水换热方法的流程图。
24.附图标记说明：
25.1-上箱盖，2-上箱体，3-下箱盖，4-下箱体，5-冲渣水上进口，6-冲渣水上出口，7-冲渣水下进口，8-冲渣水下出口，9-冲渣水备用出口，10
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冲渣水备用进口，11-横隔板，12-纵隔板，13-二次水上进口，14-二次水上出口，15-二次水下进口，16-二次水下出口，17-换热管束，18-换热管束支架，19-负荷调节阀，20-冲刷口，21-排污口，22-上出水总管，23-上进水总管，24-下进水总管，25-下出水总管。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.参见附图1-3，本实用新型提供了一种分体式高炉冲渣水换热装置，包括上箱盖1、上箱体2、下箱盖3、下箱体4、换热管束17、连通管，所述上箱盖1固定于上箱体2顶部形成上换热箱，下箱盖3固定于下箱体4顶部形成下换热箱，上换热箱连接于下换热箱上部，所述上换热箱与下换热箱内均设有换热管束17，换热管束17两个端口分别连通出水总管与进水总管，单个换热箱的进水总管与出水总管非重合，通过连通管连接不同换热箱的出水总管与进水总管实现上换热箱与下换热箱的并联或串联切换，或者通过连通管断开实现上换热箱与下换热箱的单独换热。
29.进一步地，冲渣水上进口5、冲渣水备用进口10及冲刷口20位于上箱盖1上，冲渣水上出口6和冲渣水备用出口9位于上箱体2上，横隔板11、纵隔板12、换热管束17及换热管束支架18位于上箱体2内，上箱体2内的换热管束17通过法兰与上箱体2外的负荷调节阀19及上出水总管22、上进水总管23连接。
30.冲渣水下进口7位于下箱盖3上，所述冲渣水下出口8及排污口21位于下箱体4上，横隔板11、纵隔板12、换热管束17及换热管束支架18位于下箱体4内，下箱体4内的换热管束17通过法兰与下箱体4外的负荷调节阀19及下进水总管24、下出水总管25连接。
31.换热管束17平行设置，换热箱内靠近换热箱侧壁的换热管束17的中心轴线与出水总管和/或进水总管的中心轴线共面，所述换热管束17与出水总管和/或进水总管之间设有负荷调节阀19，多个换热管束17分别与上出水总管22、上进水总管23、下进水总管24、下出水总管25相交连通。
32.具体地，出水总管包括上出水总管22、下出水总管25，所述进水总管包括上进水总管23、下进水总管24，上换热箱的换热管束17一端口连通上出水总管22，上换热箱的换热管束17另一端口连通上进水总管23，上出水总管22顶部设有二次水上出口14，上进水总管23顶部设有二次水上进口13，下换热箱的换热管束17一端口连通下进水总管24，下换热箱的换热管束17另一端口连通下出水总管25，所述下进水总管24底侧部设有二次水下进口15，下出水总管25底侧部设有二次水下出口16。
33.上箱体2与下箱体4内设有多个横隔板11、纵隔板12、换热管束支架 18，横隔板11与纵隔板12分别间隔设置，横隔板11与纵隔板12交叉连接形成多个流道，多个换热管束17分别通过换热管束支架18水平固定在流道内。
34.进一步地，所述上箱体2内，2组横隔板11在水平方向将上箱体2分隔为3层，3组纵
隔板12在垂直方向将上箱体2分为4个流道，所述上箱体2内的3层换热管束17每层为一组，按照纵隔板12分隔的流道蛇形环绕布置。
35.进一步地，所述下箱体4内，1组横隔板11在水平方向将下箱体4分隔为2层，3组纵隔板12在垂直方向将下箱体4分为4个流道，所述下箱体4内的2层换热管束17每层为一组，按照纵隔板12分隔的流道蛇形环绕布置。
36.上箱盖1上设有冲渣水上进口5，所述上箱体2底部设有冲渣水上出口 6，所述下箱盖3上设有冲渣水下进口7，所述下箱体4下侧部设有冲渣水下出口8，通过冲渣水上出口6连接冲渣水下进口7实现上换热箱与下换热箱的连接。
37.冲渣水上出口6、冲渣水下进口7均竖直对应设置，所述冲渣水上出口 6、冲渣水下进口7为多个。
38.上箱盖1上还设有冲渣水备用进口10、冲刷口20，所述下箱体4底部设有排污口21，所述上箱体2下侧部还设有冲渣水备用出口9。
39.冲渣水上进口5、冲渣水备用进口10、冲刷口20与排污口21均竖直设置，所述冲渣水下出口8、冲渣水备用出口9均水平设置。
40.冲渣水备用进口10中心轴线与冲渣水上进口5中心轴线平行或共面，所述冲渣水下出口8中心轴线与冲渣水备用出口9中心轴线平行或共面，所述冲刷口20为两个，两个冲刷口20的中心轴线共面，冲刷口20的中心轴线与冲渣水上进口5和冲渣水备用进口10的中心轴线非共面。
41.上出水总管22、上进水总管23、下进水总管24、下出水总管25均竖直设置，所述上出水总管22中心轴线与下进水总管24中心轴线平行或重合，所述上进水总管23中心轴线与下出水总管25中心轴线平行或重合，所述二次水下进口15与二次水下出口16均水平设置，所述二次水下进口 15中心轴线与二次水下出口16中心轴线平行或共面。
42.其中，所述换热器装置的余热回收对象包括但不限于高炉冲渣水，其他污水的余热回收均可使用本装置。
43.参见附图4，采用上述的分体式高炉冲渣水换热装置进行余热回收，包括如下步骤：
44.s1.根据余热回收工况，确定余热回收流体类型以及二次水换热参数，所述二次水换热参数包括二次水换热温度、二次水换热流速、二次水换热流量；
45.s2.根据余热回收流体与二次水换热参数，选择分体式高炉冲渣水换热装置工作模式，当二次水换热具有高水温需求时，选择上箱体和下箱体串联换热模式，当二次水换热具有大流量需求时，选择上箱体和下箱体并联换热模式，当仅需要上流道换热时，选择上箱体单独换热模式，当仅需要下流道换热时，选择下箱体单独换热模式；
46.进一步地，上箱体2和下箱体4可串联使用、并联使用，上箱体2或下箱体4也可单独换热使用；
47.s3.根据相应工作模式，连通不同进水总管与出水总管，串联换热模式时，连通管连通上进水总管和下出水总管，并联换热模式时，连通管连通上出水总管和下进水总管，同时连通上进水总管和下出水总管，单独换热模式时，断开连通管；
48.s4.上换热箱和/或下换热箱内循环出入余热回收流体，换热管束内循环出入二次水，完成余热回收。
49.串联使用时，上、下箱体的二次水进出口在同侧，串联使用适用于有高水温需求的工况；并联使用时，上、下箱体的二次水进出口在异侧，并联使用适用于有大流量需求的工况。
50.具体地，上箱体2和下箱体4串联使用时，此时需将上进水总管23和下出水总管25联通。冲渣水流程为：冲渣水从冲渣水上进口5流入上箱体 2，逐层蛇形流经换热管束17后，从冲渣水上出口6流出上箱体2，接着从冲渣水下进口7流入下箱体4，与箱体内换热管束换热后从冲渣水下出口8 流出。
51.上箱体2和下箱体4串联使用时，二次水流程为：二次水从二次水下进口15流入下箱体内的换热管束，从二次水下出口16流出，经连通管进入二次水上进口13，流经上箱体2内的换热管束后从二次水上出口14流出。
52.进一步地，上箱体2和下箱体4并联使用时，此时需将上出水总管22 和下进水总管24联通，将上进水总管23和下出水总管25联通。此时，上箱体的二次水上进口13和二次水上出口14功能互换，上出水总管22和上进水总管23的功能互换。冲渣水流程为：冲渣水从冲渣水上进口5流入上箱体2，逐层蛇形流经换热管束17后，从冲渣水上出口6流出上箱体2，接着从冲渣水下进口7流入下箱体4，与箱体内换热管束换热后从冲渣水下出口8流出。
53.上箱体2和下箱体4并联使用时，二次水流程为：二次水从二次水下进口15流入，经由连通管流入二次水上出口14，二次水同时与上、下箱体内的换热管束换热后流出，经由上进水总管23和下出水总管25之间的连通管后，由二次水下出口16流出。
54.上箱体2单独使用时，冲渣水流程为：冲渣水从冲渣水上进口5流入上箱体2，逐层蛇形流经换热管束17后，从冲渣水备用出口9流出上箱体 2。二次水流程为：二次水从二次水上进口13流入上箱体，与上箱体2内的换热管束换热后从二次水上出口14流出。
55.下箱体4单独使用时，冲渣水流程为：冲渣水从冲渣水下进口7流入下箱体4，与箱体内换热管束换热后从冲渣水下出口8流出。二次水流程为：二次水从二次水下进口15流入下箱体内的换热管束，从二次水下出口16 流出。
56.本实用新型上下箱体分离的设计，使换热器设备有串联、并联、单独使用上箱体、单独使用下箱体四种使用方式，此外，横隔板的设置增加了污水流程，提高了换热效率。
57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。