一種高爐循環(huán)水換熱裝置制造方法
【專利摘要】一種高爐循環(huán)水換熱裝置，包括換熱管體及1～3個(gè)相互獨(dú)立的循環(huán)水冷卻器；所述循環(huán)水冷卻器之水入口變徑管、水出口變徑管分別安裝在換熱管體左右管壁外側(cè)，翹片管組安裝在換熱管體內(nèi)腔，其進(jìn)水口穿出右管壁與水入口變徑管相通，出水口穿出左管壁與水出口變徑管相通，翹片管組與換熱管體管壁之間的空腔構(gòu)成熱交換空氣通道；空氣入口變徑管和空氣出口變徑管分別安裝在換熱管體的兩端、并與換熱管體之空氣通道相通；將該高爐循環(huán)水換熱裝置接入煉鐵高爐之熱風(fēng)系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)，使低溫空氣與高溫冷卻水在換熱裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，可減少能耗和污水排放，降低設(shè)備投資和消耗，降低生產(chǎn)成本，穩(wěn)定生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高爐循環(huán)水換熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于高爐煉鐵過(guò)程之風(fēng)能、熱能換熱裝置，尤其涉及一種高爐循環(huán)水換熱裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的高爐煉鐵工藝，包括熱風(fēng)系統(tǒng)和水冷卻系統(tǒng)，熱風(fēng)系統(tǒng)是由鼓風(fēng)機(jī)將空氣加壓鼓入熱風(fēng)爐內(nèi)加熱后吹入煉鐵高爐內(nèi)，參與冶煉過(guò)程，或者在鼓風(fēng)機(jī)前加入脫濕系統(tǒng)，通過(guò)降溫使空氣中的水分凝結(jié)，除掉空氣中的部分水分后再通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓入熱風(fēng)爐，經(jīng)加熱后吹入高爐參與冶煉過(guò)程，由于在進(jìn)入加熱爐前的空氣都是較低溫空氣，因此在熱風(fēng)爐對(duì)空氣進(jìn)行加熱的過(guò)程中要消耗大量能源才能提高到所需要的熱風(fēng)溫度。
[0003]水冷卻系統(tǒng)包括軟水循環(huán)系統(tǒng)(或純水密閉循環(huán)系統(tǒng))、凈水循環(huán)系統(tǒng)、濁水循環(huán)系統(tǒng):
[0004]在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，軟水在完成對(duì)需冷卻的高爐工藝設(shè)備降溫后，軟水本身溫度升高，通過(guò)換熱器由凈水完成對(duì)軟水二次強(qiáng)化散熱后，軟水重新循環(huán)使用，凈水回流至凈化水池，由提升泵重新送到換熱器進(jìn)行散熱降溫，循環(huán)使用；
[0005]在凈水循環(huán)系統(tǒng)，由凈環(huán)水泵將凈水通過(guò)管道輸送到要需冷卻的高爐工藝設(shè)備，完成換熱后回流至熱水池，由提升泵將凈水提升至冷卻塔進(jìn)行散熱降溫，再自流回凈水池，凈環(huán)水泵再次將凈水加壓輸送到需冷卻的高爐工藝設(shè)備，以此循環(huán)；
[0006]在濁水循環(huán)系統(tǒng)，濁環(huán)水泵將水加壓送至高爐前完成造渣后回到沉淀池，經(jīng)過(guò)濾凈化后由提升泵送到冷卻塔完成降溫，到濁水池，再由濁環(huán)水泵加壓，往復(fù)循環(huán)。
[0007]在以上過(guò)程中，存在的冋題是:
[0008]1.熱風(fēng)系統(tǒng)需要加熱，而水冷卻系統(tǒng)需要散熱，但由于各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，二次冷卻水、凈循環(huán)水和濁循環(huán)水在通過(guò)冷卻塔完成散熱降溫，大量的熱能白白釋放到大氣中，不能得到有效利用；
[0009]2.水在散熱過(guò)程中以水蒸汽的方式被大量消耗；
[0010]3.需要消耗大量電力驅(qū)動(dòng)提升水泵和冷卻風(fēng)扇；
[0011]4.由于水不斷消耗，同時(shí)通過(guò)冷卻塔散熱時(shí)與空氣密切接觸，容易造成水質(zhì)惡化，需定期添加藥劑，定期排放污水，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且導(dǎo)致環(huán)境污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種高爐循環(huán)水換熱裝置，用其對(duì)循環(huán)水余熱綜合利用，以克服已有技術(shù)所存在的上述不足。
[0013]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種高爐循環(huán)水換熱裝置，包括換熱器殼體和翹片管組，
[0014]所述換熱器殼體內(nèi)腔安裝I?3組翹片管組，翹片管組與換熱器殼體之間的空腔構(gòu)成熱交換的空氣通道，所述換熱器殼體兩端分別連接與空氣通道相通的空氣入口變徑管和空氣出口變徑管；
[0015]所述換熱器殼體左右側(cè)分別連接與對(duì)應(yīng)的翹片管組相通的水入口變徑管和水出口變徑管，即:每一組翹片管組的進(jìn)口端穿出換熱器殼體側(cè)壁與一個(gè)水入口變徑管相通，翹片管組的出口端穿出換熱器殼體另一側(cè)壁與一個(gè)水出口變徑管相通；
[0016]所述水入口變徑管和水出口變徑管為喇叭狀變徑管，水入口變徑管喇叭口與換熱器殼體側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水入口，水出口變徑管喇叭口與換熱器殼體相對(duì)側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水出口 ；
[0017]所述空氣入口變徑管和空氣出口變徑管為喇叭狀變徑管、空氣入口變徑管喇叭口與換熱器殼體一端面連接，變徑管的小口為空氣入口 ；空氣出口變徑管喇叭口與換熱器殼體另一端面連接，變徑管的小口為空氣出口。
[0018]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述水入口變徑管、水出口變徑管以及空氣入口變徑管和空氣出口變徑管之喇叭狀變徑管、其橫截面形狀或?yàn)閳A形或?yàn)榉叫巍?br> [0019]由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型之高爐循環(huán)水換熱裝置具有如下有益效果:
[0020]1.本實(shí)用新型之高爐循環(huán)水換熱裝置利用水冷卻系統(tǒng)之二次冷卻水、凈循環(huán)水和濁循環(huán)水余熱對(duì)在進(jìn)入加熱爐前的較低溫空氣進(jìn)行預(yù)加熱，可大大減少了熱風(fēng)爐加熱的能耗:
[0021]以2500m3高爐為例，熱風(fēng)爐鼓風(fēng)量為5300m3/min，經(jīng)預(yù)加熱后風(fēng)溫提高5°C，年作業(yè)330天計(jì)，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤918噸/年；利用鼓風(fēng)機(jī)的大流量相對(duì)低溫空氣對(duì)回水進(jìn)行降溫，完全不消耗電能，2500m3的高爐總計(jì)可節(jié)約功耗達(dá)2000kw，年節(jié)電超過(guò)1300萬(wàn)kwh，一個(gè)年產(chǎn)1000萬(wàn)噸的鋼鐵企業(yè)，年節(jié)電達(dá)6500萬(wàn)kwh，折21775噸標(biāo)準(zhǔn)煤；
[0022]2.采用本實(shí)用新型之高爐循環(huán)水換熱裝置對(duì)循環(huán)水余熱綜合利用，可取消原工藝流程中的蒸發(fā)空冷器(或板式換熱器)，以及凈環(huán)水、濁環(huán)水提升泵和冷卻塔，簡(jiǎn)化水循環(huán)系統(tǒng)的工藝流程；由于取消了冷卻塔，避免在散熱過(guò)程中向空氣散發(fā)水蒸汽，一方面可最大限度降低水資源消耗，2500m3的高爐每年可節(jié)水超過(guò)30萬(wàn)噸，另一方面最大限度避免水與空氣接觸，減輕了水質(zhì)惡化，減少污水排放，減輕了環(huán)境污染，同時(shí)也可減少因添加水凈化和穩(wěn)定藥劑的成本；
[0023]3.本實(shí)用新型之一種高爐循環(huán)水換熱裝置相當(dāng)于一個(gè)緩沖儲(chǔ)氣室，可減輕熱風(fēng)爐換風(fēng)時(shí)由于風(fēng)量波動(dòng)對(duì)高爐的影響，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)；
[0024]4.由于取消原工藝流程中的蒸發(fā)空冷器，以及凈環(huán)水、濁環(huán)水提升泵和冷卻塔，不僅可降低設(shè)備投資和建設(shè)投資和設(shè)備消耗，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可減少土地占用。
[0025]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1?圖6為本實(shí)用新型之高爐循環(huán)水換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖:
[0027]圖1主視圖，圖2為圖1之左視圖，圖3為圖1之A-A剖視圖，圖4為圖1之C-C剖視圖，圖5為圖2之B-B剖視圖，圖6為立體效果圖，圖7為翹片管組結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖8?圖10:為實(shí)施例二之高爐循環(huán)水換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖:
[0029]圖8主視圖，圖9為圖8之左視圖，圖10為圖8之俯視圖；
[0030]圖11用一種高爐循環(huán)水換熱裝置對(duì)循環(huán)水余熱綜合利用管路連接示意圖；
[0031]圖中:
[0032]I一鼓風(fēng)機(jī)，11 一冷風(fēng)總管，2—高爐循環(huán)水換熱裝置，21—空氣入口變徑管，22—換熱器殼體，23—空氣通道，24—空氣出口變徑管，25—翹片管組，Kll、K21、K31—水入口變徑管，K12、K22、K32—水出口變徑管，3—熱風(fēng)爐，4一高爐，41、42—需冷卻的高爐工藝設(shè)備，5—造澄系統(tǒng)，6—軟水水泵，7—凈環(huán)水泵，8—凈水水池，9一池環(huán)水泵，10—池水水池。

【具體實(shí)施方式】
[0033]實(shí)施例一
[0034]—種高爐循環(huán)水換熱裝置，包括換熱器殼體22和翹片管組25，所述換熱器殼體內(nèi)腔安裝3組翹片管組，翹片管組25與換熱器殼體22之間的空腔構(gòu)成熱交換的空氣通道23，所述換熱器殼體兩端分別連接與空氣通道相通的空氣入口變徑管21和空氣出口變徑管25 ;所述換熱器殼體左右側(cè)分別連接與對(duì)應(yīng)的翹片管組相通的水入口變徑管和水出口變徑管，即:
[0035]第一組翹片管組的進(jìn)口端穿出換熱器殼體側(cè)壁與水入口變徑管Kll相通，翹片管組的出口端穿出換熱器殼體另一側(cè)壁與水出口變徑管K12相通；
[0036]第二組翹片管組的進(jìn)口端穿出換熱器殼體側(cè)壁與水入口變徑管K21相通，翹片管組的出口端穿出換熱器殼體另一側(cè)壁與水出口變徑管K22相通；
[0037]第三組翹片管組的進(jìn)口端穿出換熱器殼體側(cè)壁與水入口變徑管K31相通，翹片管組的出口端穿出換熱器殼體另一側(cè)壁與水出口變徑管K32相通；
[0038]上述水入口變徑管和水出口變徑管為喇叭狀變徑管，水入口變徑管喇叭口與換熱器殼體側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水入口，水出口變徑管喇叭口與換熱器殼體相對(duì)側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水出口 ；
[0039]所述空氣入口變徑管21和空氣出口變徑管24為喇叭狀變徑管、空氣入口變徑管喇叭口與換熱器殼體一端面連接，變徑管的小口為空氣入口；空氣出口變徑管喇叭口與換熱器殼體另一端面連接，變徑管的小口為空氣出口。
[0040]所述水入口變徑管、水出口變徑管以及空氣入口變徑管和空氣出口變徑管之喇叭狀變徑管、其橫截面形狀為方形。
[0041]實(shí)施例二
[0042]—種高爐循環(huán)水換熱裝置，包括換熱器殼體22和翹片管組25，其基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同，所不同的是，所述喇叭狀變徑管的橫截面形狀為圓形。
[0043]實(shí)施例三
[0044]用上述一種高爐循環(huán)水換熱裝置對(duì)循環(huán)水余熱綜合利用的方法，將上述的高爐循環(huán)水換熱裝置，接入煉鐵高爐之熱風(fēng)系統(tǒng)及循環(huán)水系統(tǒng)之凈水循環(huán)系統(tǒng)、軟水循環(huán)系統(tǒng)和濁水循環(huán)系統(tǒng)(如附圖11)，使未加熱前的大流量低溫空氣與從需冷卻的高爐工藝設(shè)備點(diǎn)回流的高溫冷卻水，在換熱裝置內(nèi)進(jìn)行熱交換，使低溫空氣得到升溫，使高溫冷卻水得到降溫，從而達(dá)到余熱綜合利用的目的，具體步驟如下:
[0045]步驟1:將高爐循環(huán)水換熱裝置接入高爐之熱風(fēng)系統(tǒng):
[0046]即高爐循環(huán)水換熱裝置之空氣入口變徑管21與冷風(fēng)總管11連通，高爐循環(huán)水換熱裝置之空氣出口變徑管24與熱風(fēng)爐3連通，熱風(fēng)爐出氣管道與高爐4送風(fēng)口連通；
[0047]步驟2:將高爐循環(huán)水換熱裝置接入高爐之循環(huán)水系統(tǒng):
[0048]同時(shí)將高爐循環(huán)水換熱裝置三組翹片管組分別與軟水循環(huán)系統(tǒng)、凈水循環(huán)系統(tǒng)和濁水循環(huán)系統(tǒng)連通，即:
[0049](I)高爐循環(huán)水換熱裝置與凈水循環(huán)系統(tǒng)連通方法:高爐循環(huán)水換熱裝置第一組翹片管組的水出口變徑管K12與凈水水池8的進(jìn)水口連通，凈水水池8的出水口與凈環(huán)水泵I的進(jìn)水端連通，凈環(huán)水泵7出水端連通需冷卻的高爐工藝設(shè)備41的冷卻水管，通過(guò)回水管道與翹片管組的水入口變徑管Kll連通；
[0050](2)高爐循環(huán)水換熱裝置與軟水循環(huán)系統(tǒng)連通方法:高爐循環(huán)水換熱裝置第二組翹片管組的與軟水水泵6的進(jìn)水端連通，軟水水泵6出水端連通需冷卻的高爐工藝設(shè)備41的冷卻水管，通過(guò)回水管道與翹片管組的的水入口變徑管K21連通；
[0051](3)高爐循環(huán)水換熱裝置與濁水循環(huán)系統(tǒng)連通方法:高爐循環(huán)水換熱裝置第三組翹片管組的水出口變徑管K32與造澄系統(tǒng)5之進(jìn)水管道連通，澄水分離后通過(guò)回水管與池水水池10連通，濁水水池10出水口與濁環(huán)水泵9的進(jìn)水端連通，濁環(huán)水泵9出水一端與翹片管組的水入口變徑管K31連通；
[0052]步驟3:啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)I將空氣通過(guò)冷風(fēng)總管11經(jīng)空氣入口變徑管21減速，進(jìn)入高爐循環(huán)水換熱裝置之空氣通道23換熱后，再經(jīng)空氣出口變徑管24加速，將空氣送到熱風(fēng)爐3，再送到煉鐵高爐4 ;
[0053]步驟4:
[0054](I)啟動(dòng)凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵7將凈水加壓送到需冷卻的高爐工藝設(shè)備41的冷卻水管完成換熱后，通過(guò)水入口變徑管Kll減速進(jìn)入第一組翹片管組，與較低溫的壓縮空氣進(jìn)行熱交換降溫后，通過(guò)第一組翹片管組之水出口變徑管K12加速后流回凈水水池8后，再經(jīng)凈環(huán)水泵7重新加壓循環(huán)；
[0055](2)啟動(dòng)軟水循環(huán)系統(tǒng)之軟水水泵6將軟水加壓送到需冷卻的高爐工藝設(shè)備42的冷卻水管完成換熱后，通過(guò)之水入口變徑管K21減速進(jìn)入第二組翹片管組，與較低溫的壓縮空氣進(jìn)行熱交換降溫后，通過(guò)第二組翹片管組之水出口變徑管K22加速后流回軟水水泵6，重新加壓循環(huán)；
[0056](3)啟動(dòng)濁水循環(huán)系統(tǒng)之濁環(huán)水泵9，濁水在爐前完成造渣后，經(jīng)造渣系統(tǒng)進(jìn)行渣水分離凈化后流入濁水水池10，由濁環(huán)水泵9加壓，通過(guò)水入口變徑管K31進(jìn)入第三組翹片管組，與較低溫的壓縮空氣進(jìn)行熱交換降溫后，通過(guò)第三組翹片管組之水出口變徑管K32加速后流回造渣系統(tǒng)5，經(jīng)渣水分離凈化后流入濁水水池10，重新循環(huán)。
[0057]工作原理
[0058]1.空氣流程:如圖1所示，低溫空氣先經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)I加壓經(jīng)冷風(fēng)總管11空氣入口變徑管21進(jìn)入高爐循環(huán)水換熱裝置2，之空氣通道23，與位于空氣通道之中的高爐循環(huán)水換熱裝置的翹片管組進(jìn)行熱交換，使壓縮空氣得到升溫，升溫后的壓縮空氣經(jīng)空氣出口變徑管24加速，流向熱風(fēng)爐3，加熱后進(jìn)入高爐4參與冶煉；
[0059]2.水流程:
[0060](I)凈水流程:凈水由凈環(huán)水泵7加壓后，送到高爐4各工藝設(shè)備點(diǎn)41，完成換熱后溫度升高，通過(guò)回水管道流向水入口變徑管Kll再進(jìn)入高爐循環(huán)水換熱裝置第一組翹片管組(經(jīng)水入口變徑管Kll進(jìn)入翹片管組)，與空氣通道內(nèi)的低溫空氣完成熱交換，降溫后的凈水通過(guò)翹片管組的水出口變徑管K12加速流回凈水水池8，再由凈環(huán)水泵7加壓循環(huán)；
[0061](2)軟水流程:軟水水泵6將軟水加壓后，送到煉鐵高爐4需冷卻的各工藝設(shè)備42，完成熱交換后水溫升高，通過(guò)管道回流至高爐循環(huán)水換熱裝置第二組翹片管組(經(jīng)水入口變徑管K21進(jìn)入翹片管組)，與空氣通道內(nèi)的低溫空氣完成熱交換，降溫后的軟水通過(guò)翹片管組的水出口變徑管K22加速流出，回到軟水水泵106加壓循環(huán)；
[0062](3)濁水流程:濁環(huán)水泵9將水加壓，經(jīng)水入口變徑管K31減速，進(jìn)入高爐循環(huán)水換熱裝置第三組翹片管組，與空氣通道內(nèi)的低溫空氣完成熱交換，將高溫水降溫，再通過(guò)翹片管組之水出口變徑管K32加速，到造渣系統(tǒng)5完成造渣并經(jīng)渣水分離后，回到濁水水池9，由濁環(huán)水泵10重新加壓循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種高爐循環(huán)水換熱裝置，包括換熱器殼體(22)和翹片管組(25)，其特征在于: 所述換熱器殼體內(nèi)腔安裝I?3組翹片管組，翹片管組與換熱器殼體之間的空腔構(gòu)成熱交換的空氣通道(23)，所述換熱器殼體兩端分別連接與空氣通道相通的空氣入口變徑管(21)和空氣出口變徑管(24)； 所述換熱器殼體左右側(cè)分別連接與對(duì)應(yīng)的翹片管組相通的水入口變徑管和水出口變徑管，S卩:每一組翹片管組的進(jìn)口端穿出換熱器殼體側(cè)壁與一個(gè)水入口變徑管相通，翹片管組的出口端穿出換熱器殼體另一側(cè)壁與一個(gè)水出口變徑管相通； 所述水入口變徑管和水出口變徑管為喇叭狀變徑管，水入口變徑管喇叭口與換熱器殼體側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水入口，水出口變徑管喇叭口與換熱器殼體相對(duì)側(cè)管壁連接，變徑管的小口為水出口 ； 所述空氣入口變徑管和空氣出口變徑管為喇叭狀變徑管、空氣入口變徑管喇叭口與換熱器殼體一端面連接，變徑管的小口為空氣入口 ；空氣出口變徑管喇叭口與換熱器殼體另一端面連接，變徑管的小口為空氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐循環(huán)水換熱裝置，其特征在于: 所述水入口變徑管、水出口變徑管以及空氣入口變徑管和空氣出口變徑管之喇叭狀變徑管、其橫截面形狀或?yàn)閳A形或?yàn)榉叫巍?br> 【文檔編號(hào)】C21B9/16GK204211758SQ201420687722
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】許軍 申請(qǐng)人:許軍