利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，涉及供暖系統(tǒng)，包括：平流池設(shè)有引入高爐沖渣水池中的高爐沖渣水的入口，平流池的出口與分級過濾器連通；分級過濾器的出水口與不等距換熱器的第一進水口連通；分級過濾器的排污口與排污聯(lián)動裝置連通；不等距換熱器設(shè)有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設(shè)有與高爐沖渣水池連接的換熱回流管。通過分級過濾，可確保流入不等距換熱器的水不含或少含雜質(zhì)，減小了對不等距換熱器的堵塞，并且不等距換熱器自身具有的不等距結(jié)構(gòu)，也可以進一步減小水中雜物造成的堵塞和磨損，從而減小整個系統(tǒng)對堵塞及磨損進行的維護，降低整個系統(tǒng)的維護成本，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
【專利說明】利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及供暖系統(tǒng)，特別是涉及一種能回收利用高爐沖渣水低溫余熱進行供暖的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)各煉鐵廠高爐渣處理有代表性的工藝可分為拉薩(RASA)法，底濾(0CP)法，因巴(INBA)法，圖拉(TYNA)法、嘉恒法和明特克(MTC)法。在利用沖渣水熱量過程中，因沖渣水水質(zhì)不同，遇到不同程度的困難。多數(shù)渣處理工藝下的沖渣水會對用熱設(shè)備產(chǎn)生磨損和堵塞；相對而言，底濾工藝下的沖渣水含渣量少，磨損情況較輕，但在使用過程中也會因為渣水中不斷析出渣棉而產(chǎn)生堵塞。為了達到安全穩(wěn)定利用沖渣水熱量的目的，必須解決沖渣水利用過程中產(chǎn)生的磨損、腐蝕和堵塞問題。
[0003]近年來國內(nèi)利用高爐沖渣水熱量的工藝可大致分為直接利用和換熱利用兩種，其中，無過濾直接利用完全沒有解決渣水磨損、腐蝕和堵塞問題，系統(tǒng)極易堵塞，不能穩(wěn)定運行；而過濾后利用解決了渣水磨損問題和一部分懸浮物堵塞問題，但渣水中析出的渣棉會造成系統(tǒng)堵塞，且過濾工藝投資和維護成本高。無過濾直接換熱往往采用寬流道換熱器，存在磨損和換熱效率低的問題，也不能完全解決堵塞問題；過濾后換熱存在過濾工藝投資和維護成本高的問題，同時也存在換熱器堵塞問題。
[0004]目前有一種利用高爐沖渣熱水余熱進行采暖的處理系統(tǒng)，采用的是粗過濾設(shè)備與精過濾設(shè)備配合的二級過濾，過濾后高爐沖渣熱水再進入換熱器進行換熱，但二級過濾存在設(shè)備投資成本高，并且也不能完全保證過濾效果，仍存在堵塞管道和設(shè)備問題，在供暖期間需要經(jīng)常維修，維修成本高。目前還有一種利用高爐渣沖渣水余熱供暖的系統(tǒng)，所用的過濾器為全自動反沖洗纖維束過濾器，該過濾器中所用纖維束濾層的濾芯采用改性丙綸和聚丙烯纖維的混合料，但這種過濾器的濾層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資成本高，也存在供暖期間會經(jīng)常堵塞，維修成本高的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，可有效過濾高爐沖渣水中的雜物，避免堵塞換熱器，從而解決現(xiàn)有利用高爐沖渣水余熱的換熱系統(tǒng)易堵塞，使用中維護成本高的問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，包括:
[0007]平流池、分級過濾器、不等距換熱器和排污聯(lián)動裝置；其中，
[0008]所述平流池設(shè)有引入高爐沖渣水池中的高爐沖渣水的入口，所述平流池的出口與所述分級過濾器連通；
[0009]所述分級過濾器的出水口與所述不等距換熱器的第一進水口連通；所述分級過濾器的排污口與所述排污聯(lián)動裝置連通；[0010]所述不等距換熱器設(shè)有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設(shè)有與所述高爐沖渣水池連接的換熱水入口和換熱回流管。
[0011]本實用新型的通過平流池、旋流除污器和分級過濾器配合形成分級過濾，可確保流入不等距換熱器的水不含或少含爐渣和雜物，減小了對不等距換熱器的堵塞，并且不等距換熱器自身具有的不等距通道結(jié)構(gòu)，也可以進一步減小水中雜物造成的堵塞和磨損，從而減小整個系統(tǒng)對堵塞及磨損進行的維護，降低整個系統(tǒng)的維護成本，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，也提高了對高爐沖渣水余熱的利用效率，另外該供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，投資較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的分級過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2a為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的分級過濾器的第一分離過濾器的示意圖；
[0016]圖2b為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的分級過濾器的旋流除污器的示意圖；
[0017]圖2c為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的分級過濾器的旋流除污器的俯視圖；
[0018]圖3為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的不等距換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3a為本實用新型實施例提供的供暖系統(tǒng)的不等距換熱器的整體示意圖；
[0020]圖3b為本實用新型實施例提供的不等距換熱器的側(cè)面示意圖；
[0021]圖3c為本實用新型實施例提供的不等距換熱器的換熱板片不等距通道截面示意圖；
[0022]圖3d為本實用新型實施例提供的不等距換熱器內(nèi)水流動方向的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0024]如圖1所示，本實用新型實施例提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括:平流池1、分級過濾器2、不等距換熱器3和排污聯(lián)動裝置4 ；
[0025]其中，平流池1設(shè)有引入高爐沖渣水池10中的高爐沖渣水的入口，平流池1的出口與分級過濾器2連通；
[0026]分級過濾器2的出水口與不等距換熱器3的第一進水口 31連通；分級過濾器2的排污口與排污聯(lián)動裝置4連通；
[0027]不等距換熱器3設(shè)有供暖水入口 32和供暖水輸出管33，以及設(shè)有與高爐沖渣水池10連接的換熱回流管34。
[0028]上述供暖系統(tǒng)中，平流池I的輸出管路上還設(shè)有輸水泵11，通過輸水泵11可將平流池I出水以加壓的方式打入分級過濾器2，從而在分級過濾器2中實現(xiàn)更好的過濾效果。
[0029]如圖2所示，上述供暖系統(tǒng)中，分級過濾器2包括:第一、第二分離過濾器21、22和旋流除污器23 ;其中，第一分離過濾器21依次與第二分離過濾器22和旋流除污器23連接。
[0030]進一步的，分級過濾器2中的第一、第二分離過濾器21、22結(jié)構(gòu)相同，下面以第一分離過濾器21為例對其結(jié)構(gòu)進行說明，如圖2a所示，第一分離過濾器21包括:旋流室211與沉降室212，
[0031]其中，旋流室211設(shè)置在沉降室212上面，與沉降室211連通；旋流室211內(nèi)壁為圓形；
[0032]旋流室211側(cè)壁上設(shè)有進水口 213 ;通過在側(cè)壁設(shè)置進水口 213的方式，可確保進入旋流室211的水可沿旋流室211內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)下降至沉降室212 ;
[0033]沉降室212的高度低于旋流室211的高度，并且旋流室211的橫截面積小于沉降室212的橫截面積，這樣可確保水在旋流室211充分旋轉(zhuǎn)后，再進入沉降室212進行沉降。
[0034]上述分級過濾器2中的旋流除污器23作為第三級過濾設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖2b所示，包括:進水管231、筒體230、排污管232、排污閥、積污斗、出水管233、過濾網(wǎng)和排氣管235 ；
[0035]其中，進水管231設(shè)置在筒體230側(cè)壁上，與筒體230內(nèi)連通；
[0036]排污管232設(shè)置在筒體230的底部，與筒體230內(nèi)連通；
[0037]排污管232上設(shè)置排污閥；排污管232上方的筒體230內(nèi)設(shè)置積污斗；
[0038]出水管233設(shè)置在筒體230的頂部，與筒體230內(nèi)連通，出水管233內(nèi)設(shè)置過濾網(wǎng)；
[0039]排氣管235設(shè)置在筒體230的頂部。
[0040]上述結(jié)構(gòu)的旋流除污器，可以使進入的經(jīng)第一、第二分離過濾器處理后的水在其內(nèi)以旋流方式，達到除去其內(nèi)雜質(zhì)的目的，并從底部沉降排出，使更潔凈出水從上部出水管排出，從而有效降低后續(xù)堵塞不等距換熱器的可能。
[0041]優(yōu)選的，上述旋流除污器中的過濾網(wǎng)可采用網(wǎng)孔直徑為3.5?4毫米的過濾網(wǎng)；
[0042]優(yōu)選的，上述旋流除污器中的筒體230為圓筒形結(jié)構(gòu)，其底部可設(shè)有支撐底腳。
[0043]進一步的，上述旋流除污器還可以設(shè)置排污觀察口 234，設(shè)置在筒體230的側(cè)壁上，其上設(shè)有密封蓋，以方便觀察旋流除污器內(nèi)的處理情況，也可以方便清理旋流除污器內(nèi)濾網(wǎng)上阻隔住的雜物。
[0044]上述供暖系統(tǒng)中，不等距換熱器3的結(jié)構(gòu)如圖3、3a、3b所示，包括:多個換熱板片303、固定夾緊板301、活動夾緊板302、橡膠板308、上、下導(dǎo)桿305、306、供暖水輸出管3013、換熱回流管3012、夾緊螺栓307和支柱3010 ；
[0045]其中，各換熱板片303的兩個板面上均設(shè)有沿板面對角連通的多條凹道,兩個板面上凹道的寬度不相等，即同一換熱板片302兩面設(shè)置的不等距凹道；這樣可在多個換熱板片并排壓緊后，在兩個換熱板片之間形成一條通道；由于同一換熱板片302兩面的設(shè)置的凹道不等距，這樣在同一換熱板片兩面上形成的通道是不等距通道；較寬的通道可以用于走高爐沖渣水，避免了堵塞，較窄通道可用于走供暖水；
[0046]橡膠板308設(shè)置在固定夾緊板301的內(nèi)側(cè)面上；活動夾緊板302外側(cè)面上設(shè)置支柱 3010 ；
[0047]多個換熱板片303并排壓緊設(shè)置在固定夾緊板301與活動夾緊板302之間，壓緊的多個換熱板片303通過各換熱板片板面上的所述凹道在各換熱板片之間形成兩條互不連通的通道3031、3032，第一通道3031 —端設(shè)有供暖水入口 3014，另一端與所述供暖水輸出管3013連接，第二通道3032 —端設(shè)有換熱水入口 3011，另一端與所述換熱回流管3012連接；第一通道3031 (用于走供熱水)的寬度窄于第二通道3012 (用于走高爐沖渣水)的寬度(見圖3C)，多個換熱板片302的上、下端分別通過上、下導(dǎo)桿305、306與固定夾緊板301和活動夾緊板302連接；具體可以是在各換熱板片的上、下端分別設(shè)置卡裝上、下導(dǎo)桿305、306的凹槽，通過凹槽使各換熱板片卡裝在上、下導(dǎo)桿305、306上；
[0048]固定夾緊板301和活動夾緊板302連接的側(cè)邊通過夾緊螺栓307固定連接。
[0049]如圖3c所示，上述不等距換熱器中，第一通道3031的寬度為6mm，第二通道3032的寬度為15mm。
[0050]如圖3d所示，上述不等距換熱器中，高爐沖渣水在按從B所示的箭頭方向流入，按箭頭所示在不等距換熱器的第二通道內(nèi)流動至D流出，供暖水從A所示的箭頭方向流入，按箭頭所示在不等距換熱器的第一通道內(nèi)流動至C流出，由于第一通道與第二通道在不等距換熱器的換熱板片之間形成間隔設(shè)置，可以實現(xiàn)高爐沖渣水與供暖水的有效換熱，而第二通道較寬又避免了高爐沖渣水中雜物造成的堵塞。
[0051]這種結(jié)構(gòu)的不等距換熱器通過設(shè)置不等距換熱通道，可以很好的解決高爐沖渣水在設(shè)備使用時會產(chǎn)生嚴重的磨損、腐蝕和堵塞情況，與普通的板式換熱器，因板間距相對較窄，介質(zhì)在板間容易堵塞。不等距的板間距離相對較大，消除了介質(zhì)容易堵塞的不足。
[0052]本實用新型的利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，是針對煉鐵沖渣水這一特殊介質(zhì)的熱量設(shè)計的新型沖渣水換熱系統(tǒng)，通過渣水分級處理和具有不等距流道的不等距換熱器等設(shè)備配合，很好的克服了利用沖渣水存在成本高、易堵塞等問題，具有投資少、維護量小、水渣和懸浮物析出工藝可靠、對渣水工況兼容量高、防止堵塞，可作為各煉鐵廠利用沖渣水熱量的供暖系統(tǒng)。
[0053]下面結(jié)合附圖和使用過程對本實用新型的供暖系統(tǒng)作進一步地詳細描述。
[0054]上述供暖系統(tǒng)使用時，高爐沖渣水經(jīng)過平流池后，進入分級過濾器的第一、第二分離過濾器和旋流除污器，除去大部分固體顆粒，以及過濾去除細小顆粒和懸浮物物理除污，污物雜質(zhì)可以從設(shè)備的下端排污口人工手動或自動定時排污，從而滿足了換熱系統(tǒng)不堵塞的要求。
[0055]通過本實用新型的供暖系統(tǒng)，利用高爐沖渣水余熱資源進行供熱具有很大的優(yōu)勢，可以避免建設(shè)鍋爐房，且不需煤場、處理灰渣，從而減少占地面積、節(jié)約能源，環(huán)境保護意義重大，符合國家節(jié)能減排政策。對于有鋼鐵廠的北方地區(qū)采用此種方法采暖，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。
[0056]工業(yè)生產(chǎn)用鍋爐以常見的額定蒸汽量10t/h，熱效率≥78%的型號為例，每小時耗煤量為4t，企業(yè)職工生活洗浴用鍋爐以額定蒸汽量6t/h型號為例，每小時耗煤量為0.82t，采暖期按120d/a計算。
[0057]合計每年該鍋爐房耗煤量為:4tX24hX120d+0.82tX12hX365d=15112t/a
[0058]按鍋爐78%的效率計算，耗原煤量為19374t。
[0059]則，企業(yè)采暖和洗浴耗煤量合計為19374t，考慮不可預(yù)計的10%消耗，年耗原煤為21527t，折合標準煤為15377tce。約合人民幣9324.8萬元。
[0060]高爐沖渣水供暖系統(tǒng)運行成本包括:采暖季電量消耗、新水消耗、人工費用、維護費用。單個采暖季運行成本約180萬元。
[0061]采暖期沖渣水供暖系統(tǒng)收益為:
[0062]9324.8 - 180=9144.8 萬元
[0063]同時，高爐沖渣水余熱利用技術(shù)可減少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物，碳氫化合物及煙塵的排放。
[0064]非采暖時間可余熱外供，制冷，發(fā)電，效益仍然十分可觀。
[0065]此工藝技術(shù)不僅具有回收期較短，為企業(yè)節(jié)資、節(jié)電、節(jié)水的優(yōu)勢，而且具有通過換熱，使沖渣水水池溫度平均降低10°c的功能，提高了生產(chǎn)循環(huán)利用效率，降低了生產(chǎn)成本。
[0066]本實用新型的供暖系統(tǒng)中，平流池可用底濾池替代，后續(xù)工藝設(shè)備配置相同，形成底濾池+分級過濾+對角不等距板式換熱器的供暖系統(tǒng)，其使用效果與平流池的基本一致。
[0067]進一步的，本實用新型供暖系統(tǒng)中的分級過濾器也可采用粗濾+精濾或多級過濾的設(shè)備。
[0068]進一步的，本實用新型供暖系統(tǒng)中的對角不等距板式換熱器改為其他耐腐蝕耐沖涮高性能金屬材料板式換熱器替代。
[0069]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統(tǒng)，其特征在于，包括:平流池、分級過濾器、不等距換熱器和排污聯(lián)動裝置；其中，所述平流池設(shè)有引入高爐沖渣水池中的高爐沖渣水的入口，所述平流池的出口與所述分級過濾器連通；所述分級過濾器的出水口與所述不等距換熱器的第一進水口連通；所述分級過濾器的排污口與所述排污聯(lián)動裝置連通；所述不等距換熱器設(shè)有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設(shè)有與所述高爐沖渣水池連接的換熱水入口和換熱回流管。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述平流池的輸出管路上還設(shè)有輸水泵。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分級過濾器包括:第一、第二分離過濾器和旋流除污器；其中，所述第一分離過濾器依次與所述第二分離過濾器和所述旋流除污器連接。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一、第二分離過濾器結(jié)構(gòu)相同，所述第一分離過濾器包括:旋流室與沉降室，其中，所述旋流室設(shè)置在所述沉降室上面，與所述沉降室連通；所述旋流室側(cè)壁上設(shè)有進水口；`所述沉降室的高度低于所述旋流室的高度。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋流除污器包括:進水管、筒體、排污管、排污閥、積污斗、出水管、過濾網(wǎng)和排氣管；其中，所述進水管設(shè)置在所述筒體側(cè)壁上，與所述筒體內(nèi)連通；所述排污管設(shè)置在所述筒體的底部，與所述筒體內(nèi)連通；所述排污管上設(shè)置所述排污閥；所述排污管上方的所述筒體內(nèi)設(shè)置所述積污斗；所述出水管設(shè)置在所述筒體的頂部，與所述筒體內(nèi)連通，所述出水管內(nèi)設(shè)置所述過濾網(wǎng)；所述排氣管設(shè)置在所述筒體的頂部。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑為3.5~4毫米；所述筒體為圓筒形結(jié)構(gòu)，其底部設(shè)有支撐底腳。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括:排污觀察口，設(shè)置在所述筒體的側(cè)壁上，其上設(shè)有密封蓋。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述不等距換熱器包括:多個換熱板片、固定夾緊板、活動夾緊板、橡膠板、上、下導(dǎo)桿、供暖水輸出管、換熱回流管、夾緊螺栓和支柱；其中，所述各換熱板片的兩側(cè)板面上均設(shè)有沿板面對角連通的多條凹道，所述兩側(cè)板面上凹道的寬度不相等；所述橡膠板設(shè)置在所述固定夾緊板的內(nèi)側(cè)面上；所述活動夾緊板外側(cè)面上設(shè)置所述支柱；所述多個換熱板片并排壓緊設(shè)置在所述固定夾緊板與活動夾緊板之間，壓緊的多個換熱板片通過各換熱板片板面上的所述凹道在各換熱板片之間形成兩條互不連通的通道，第一通道一端設(shè)有供暖水入口，另一端與所述供暖水輸出管連接，第二通道一端設(shè)有換熱水入口，另一端與所述換熱回流管連接；第一通道的寬度窄于第二通道的寬度，所述多個換熱板片的上、下端分別通過上、下導(dǎo)桿與所述固定夾緊板和活動夾緊板連接；所述固定夾緊板和活動夾緊板連接的側(cè)邊通過所述夾緊螺栓固定連接。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通道的寬度為6mm。
10.如權(quán)利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二通道的寬度為15mm。
【文檔編號】F27D17/00GK203513702SQ201320506124
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】劉勝利, 王豐芹, 龔宇同, 徐春森 申請人:北京國信安科技術(shù)有限公司