高炉冲渣水余热制冷装置的制作方法

本实用新型涉及制冷装置，具体涉及高炉冲渣水余热制冷装置。

背景技术：

近年我国工业生产，每年都产生和排放大量70～90℃的中高温废水，尤其钢铁和化工企业，在高炉淬渣、高炉煤气洗涤工艺中，每个高炉的废热水排放量大约在2000吨/小时左右。

我国钢铁生产的大国，钢铁的年产量占世界总产量的40％。无论是炼钢还是炼铁，都要产生大量的炉渣。钢铁冶金炉内，产生1400～1500℃的高温炉渣，经渣口流出后，再经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，熔渣受冷水冲击，炸裂成一定粒度的合格的水渣。

渣水分离后，炉渣用作建筑材料；与高温炉渣进行热交换的冲渣水，进入冲渣水池。冲渣水池通常占地几千平方米，冲渣水池上方热汽腾空，冲渣水温度常年保持在60～80℃，是一个巨大的潜在的热能能源。

钢厂高炉每冶炼1吨生铁，炉渣损失掉的热量在0.81GJ～0.87GJ，占总热量收入的6.61％～7.5％，折标煤为27.77kg～29.78kg充分燃烧放出的热量，以渣比0.44计算，每吨渣损失的热量约为63.9kg标煤完全燃烧放出的热量。

某厂高炉炉渣处理上目前用风水淬渣工艺，风取自于动力厂供高炉的冷风，水来自于专门的水泵抽取的工业中水。渣沟沟头处水压都在0.22MPa左右，水量约为相应出渣量的8倍。风水淬渣时，风水混合物的动能将高炉熔渣约1450～1500℃打散，打散后的高炉熔渣与水充分混合，渣水进行热量交换，渣温降至约65～90℃，水温升高至同等温度。

粗略估算，目前每淬1吨高炉熔渣约需8吨水，冲渣水再次回到中水池只剩7.15吨左右，也就是说每淬1吨高炉熔渣损失掉0.85吨中水，其中变成蒸汽的为0.65吨左右，被水渣吸附的为0.2吨左右，即高炉每生产1t生铁，大约需要消耗冲渣中水0.36t。这样即浪费了水资源，又损失掉了宝贵的冲渣水余热。

某厂三座2500m³高炉和1座1260m³高炉年产生铁约750万吨，同时产生330万吨高炉渣，每年高炉渣损失的热量约相当于21万吨标煤完全燃烧放出的热量。

冲渣水余热回收用于供暖或加热软水水源，据相关资料介绍可回收高炉渣总热量的10％，回收时间为每年11月份至次年3月份，即回收时间约为150天。

利用冲渣水余热，余热回收主要用于冬季供暖，在夏天余热回收没有用处，全部余热只能扔掉。

此外，化工、造纸、建材、水泥、纺织、制药等行业也在排放大量中高温废水，目前这些废水的余热大部分也没得到利用。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有中高炉冲渣水余热夏天余热回收没有用处，全部余热只能扔掉没得到有效利用的问题，进而提供高炉冲渣水余热制冷装置。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：它包括渣水防垢器、高温蒸发器、低温蒸发器、喷射器、冷凝器、散热塔和多个管路，高温蒸发器上设有高温蒸发器进水口、高温蒸发器出水口、高温蒸发器进液口和高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口，低温蒸发器上设有低温蒸发器进水口、低温蒸发器出水口、低温蒸发器进液口和低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口，冷凝器上设有冷凝器进汽口、冷凝器出液口、冷凝器进水口和冷凝器出水口，喷射器上设有喷射器驱动蒸汽进汽口、喷射器引射口和喷射器蒸汽出汽口，散热塔上设有散热塔进水口和散热塔出水口，渣水防垢器安装在高温蒸发器进水口连接的高炉冲渣水来水管上，高温蒸发器出水口与高炉冲渣水回水管连接，高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口通过管路与喷射器驱动蒸汽进汽口连接，喷射器蒸汽出汽口通过管路与冷凝器进汽口连接，冷凝器出水口通过管路与散热塔进水口连接，散热塔出水口通过管路与冷凝器进水口连接，冷凝器出液口分别通过管路与高温蒸发器进液口和低温蒸发器进液口连接，低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口通过管路与喷射器引射口连接，低温蒸发器进水口通过管路与制冷空调回水管连接，低温蒸发器出水口通过管路与制冷空调回水管给水管连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的高炉冲渣水余热制冷装置可以全年的对冲渣水余热进行有效利用，本实用新型的高炉冲渣水余热制冷装置使用范围广，也可应用于的化工、造纸、建材、水泥、纺织、制药等行业排放大量中高温废水余热进行有效利用。

2、本使用新型具有节约能源，节约水资源的浪费，节省成本，提高高炉冲渣水余热再利用率。

3、本实用新型还具有结构简单使用方便的特点。

附图说明

图1是本实用新型整体结构原理图，图2是本实用新型中高温蒸发器200的结构图，图3是本实用新型低温蒸发器300的结构图，图4是前面板405的主视图，图5是冷凝器400的俯视图，图6是喷射器500的结构图，图7是渣水防垢器100的结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图7说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，它包括渣水防垢器100、高温蒸发器200、低温蒸发器300、喷射器500、冷凝器400、散热塔600和多个管路，高温蒸发器200上设有高温蒸发器进水口201、高温蒸发器出水口202、高温蒸发器进液口203和高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204，低温蒸发器300上设有低温蒸发器进水口301、低温蒸发器出水口302、低温蒸发器进液口303和低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口304，冷凝器400上设有冷凝器进汽口401、冷凝器出液口402、冷凝器进水口403和冷凝器出水口404，喷射器500上设有喷射器驱动蒸汽进汽口501、喷射器引射口502和喷射器蒸汽出汽口504，散热塔600上设有散热塔进水口601和散热塔出水口602，渣水防垢器100安装在高温蒸发器进水口201连接的高炉冲渣水来水管上，高温蒸发器出水口202与高炉冲渣水回水管连接，高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204通过管路与喷射器驱动蒸汽进汽口501连接，喷射器蒸汽出汽口504通过管路与冷凝器进汽口401连接，冷凝器出水口404通过管路与散热塔进水口601连接，散热塔出水口602通过管路与冷凝器进水口403连接，冷凝器出液口402分别通过管路与高温蒸发器进液口203和低温蒸发器进液口303连接，低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口304通过管路与喷射器引射口502连接，低温蒸发器进水口301通过管路与制冷空调回水管连接，低温蒸发器出水口302通过管路与制冷空调回水管给水管连接。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，它还包括节流阀701和氟利昂泵702，节流阀701安装在低温蒸发器进液口303与冷凝器出液口402连接的管路上，氟利昂泵702安装在高温蒸发器进液口203与冷凝器出液口402连接的管路上，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图7说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，渣水防垢器100包括箱盖110、箱体120、螺旋推进器140、电机150和出渣口160，箱盖110设置在箱体120上，箱体120的底部设有出渣口160，螺旋推进器140设置在箱体120的底部，且螺旋推进器140转轴的一端穿过箱体120并与电机150的转轴输出端连接，炉渣130设置在箱体120内，出渣口160通过管路与高温蒸发器进水口201的高炉冲渣水来水管连接，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式中渣水防垢器100工作时打开箱盖110，向箱体120中倒进沙粒状的炉渣130，在螺旋推进器140作用下，炉渣130缓缓下降，在箱体120底部被螺旋推进器140横向推进，从出渣口160流出。电机150是齿轮减速电机，大约每分钟一转，推动炉渣，以适当的流量，从出渣口160向下推出，随后进入高温蒸发器的冲渣水进水管中。由于沙粒的冲刷作用，可防止冲渣水内的杂质在高温蒸发器的传热管内壁面结垢。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，高温蒸发器200还包括高温蒸发器右封头205、高温蒸发器筒体207、高温蒸发器左封头208和多个高温蒸发器传热管206，高温蒸发器左封头208密封安装在高温蒸发器筒体207的左端，高温蒸发器右封头205密封安装在高温蒸发器筒体207的右端，多个高温蒸发器传热管206设置在高温蒸发器筒体207的筒体内，高温蒸发器进水口201设置在高温蒸发器左封头208上，高温蒸发器出水口202设置在高温蒸发器右封头205上，高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204设置在高温蒸发器筒体207顶端的侧壁上，高温蒸发器进液口203设置在高温蒸发器筒体207低端的侧壁上，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式中高温蒸发器200为氟利昂大温差换热装置，它的外形是卧式的壳管式换热器，从高炉冲渣水池来的高温冲渣水，经过渣水防垢器后，含有一些炉渣的高温冲渣水，通过高温蒸发器左封头208上的高温蒸发器进水口201进入高温蒸发器200，在多个高温蒸发器传热管206内流动放热。同时，渣水中的炉渣对传热管内壁的冲刷，通过高温蒸发器进液口203流入高温蒸发器筒体207内的高温蒸发器传热管206加热，并蒸发汽化，氟利昂蒸汽从筒体上方的高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204流出。高温冲渣水放热后变为低温冲渣水，到达高温蒸发器右封头205，最后，从高温蒸发器出水口202流出，通过管路，流回冲渣水池。

具体实施方式五：结合图3说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，低温蒸发器300还包括低温蒸发器右封头305、低温蒸发器筒体307、低温蒸发器左封头308和多个低温蒸发器传热管306，低温蒸发器左封头308密封安装在低温蒸发器筒体307的左端，低温蒸发器右封头305密封安装在低温蒸发器筒体307的右端，多个低温蒸发器传热管306设置在低温蒸发器筒体307内，低温蒸发器出水口302设置在低温蒸发器左封头308上，低温蒸发器进水口301设置在低温蒸发器右封头305上，低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口304设置在低温蒸发器筒体307顶端的侧壁上，低温蒸发器进液口303设置在低温蒸发器筒体307底端的侧壁上，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式低温蒸发器300为满液式的低温氟利昂蒸发器，它的外形是卧式的壳管式换热器。

具体实施方式六：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，冷凝器400还包括前面板405、后面板407、多个换热板406和多个螺栓408，换热板406为加工有凹凸花纹流道的板体，前面板405和后面板407相对设置，多个换热板406并排设置在前面板405和后面板407之间，且前面板405和后面板407通过多个螺栓408连接夹紧，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式冷凝器400的前面板405和后面板407和其间的若干片有凹凸花纹流道的多个换热板406夹紧、固定，形成间壁式的板式换热器。氟利昂蒸汽从前面板405上方的进汽口401进入，冷凝的氟利昂液体从前面板405下方的出液口402流出，吸收了氟利昂凝结热的升温了的冷却水从前面板405上方的出水口404流出，流向散热塔，被散热塔冷却了的冷却水从前面板405下方的进水口403流进冷凝器

具体实施方式七：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述高炉冲渣水余热制冷装置，喷射器500还包括喷射器喷嘴505、喷射器吸入室510、喷射器吸入管502、喷射器扩压管515和喷射器扩压管516,喷射器吸入室510内设有进汽管，喷射器喷嘴505安装在进汽管上，且喷射器吸入室510分别与喷射器吸入管502和喷射器扩压管515连通，喷射器扩压管515和喷射器扩压管516连接，进汽管通过管路与高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204连接，喷射器吸入管502通过管路与低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口304连接，喷射器扩压管516通过管路与冷凝器进汽口401连接，其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式中由高温蒸发器200产生的高温高压氟利昂蒸汽，作为喷射器喷射器500的驱动蒸汽，经过喷射器驱动蒸汽进汽口501通过喷射器喷嘴505高速喷射进入喷射器吸入室510，

由于驱动蒸汽高速喷射的作用，根据佰努力流体方程，使喷射器吸入室510内部呈现低压空间。在蒸汽压差作用下，低温蒸发器300产生的低温氟利昂蒸汽，从喷射器吸入管502进入喷射器吸入室510内，高速驱动蒸汽吸纳裹挟被抽射低温蒸汽，在共同高速流动中，两种蒸汽混合、均速、均压，再喷射器扩压管515的渐缩管、喉管和渐扩管，减速增压，形成均匀混合的中等压力氟利昂蒸汽后，经过喷射器扩压管516排出。

工作原理

从高炉冲渣水池引来的高温冲渣水，在高温蒸发器进水口201流入高温蒸发器200前，渣水防垢器100向渣水中加入少量炉渣130，高温蒸发器200是间壁式换热器，利用热水使氟利昂蒸发，高温氟利昂蒸汽从高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204流出，在高温蒸发器200中放热降温后的冲渣水，夹带一些炉渣130，从高温蒸发器出水口202流出，通过冲渣水回水管道流回冲渣水池，低温蒸发器300是间壁式换热器，进入低温蒸发器300的制冷空调回水，它对氟利昂加热，氟利昂蒸发，氟利昂蒸汽从低温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口304排出，进入喷射器引射口502，制冷空调回水在低温蒸发器300中被降温后，从低温蒸发器出水口302流出，作为冷水输送到空调用户进行制冷，从高温蒸发器氟利昂蒸汽出汽口204流出高温氟利昂蒸汽，进入喷射器驱动蒸汽进汽口501在喷射器吸入室510中高速喷射，与喷射器引射口502进入的引射蒸汽混合后，从喷射器蒸汽出汽口504流出，冷凝器进汽口401，冷凝器400为氟利昂冷凝器，散热塔出水口602流出的低温的循环水，从冷凝器进水口403进入冷凝器400，冷凝器400内的氟利昂蒸汽凝结，对循环水进行放热，升温后的循环水从冷凝器出水口404流出后，进入散热塔进水口601它在冷却塔中向大气放热，在冷凝器400中冷凝的氟利昂液体，从冷凝器出液口402流出后，一路经过节流阀701，进入低温蒸发器进液口303，另一路经过氟利昂泵702加压后，进入高温蒸发器进液口203。