利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，涉及供暖系統，包括：平流池設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動裝置連通；不等距換熱器設有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設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，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構，也可以進一步減小水中雜物造成的堵塞和磨損，從而減小整個系統對堵塞及磨損進行的維護，降低整個系統的維護成本，提高了系統運行的穩定性。
【專利說明】利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及供暖系統，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。
【背景技術】
[0002]目前國內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(OCP)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，因沖渣水水質不同，遇到不同程度的困難。多數渣處理工藝下的沖渣水會對用熱設備產生磨損和堵塞；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生堵塞。為了達到安全穩定利用沖渣水熱量的目的，必須解決沖渣水利用過程中產生的磨損、腐蝕和堵塞問題。
[0003]近年來國內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，系統極易堵塞，不能穩定運行；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，采用的是粗過濾設備與精過濾設備配合的二級過濾，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備問題，在供暖期間需要經常維修，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，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 過濾器的濾層結構復雜，投資成本高，也存在供暖期間會經常堵塞，維修成本高的問題。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，可有效過濾高爐沖渣水中的雜物，避免堵塞換熱器，從而解決現有利用高爐沖渣水余熱的換熱系統易堵塞，使用中維護成本高的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，包括:
[0007]平流池、分級過濾器、不等距換熱器和排污聯動裝置；其中，
[0008]所述平流池設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動裝置連通；[0010]所述不等距換熱器設有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設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]本發明的通過平流池、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構，也可以進一步減小水中雜物造成的堵塞和磨損，從而減小整個系統對堵塞及磨損進行的維護，降低整個系統的維護成本，提高了系統運行的穩定性，也提高了對高爐沖渣水余熱的利用效率，另外該供暖系統結構相對簡單，投資較小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，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發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0013]圖1為本發明實施例提供的供暖系統結構示意圖；
[0014]圖2為本發明實施例提供的供暖系統的分級過濾器的結構示意圖；
[0015]圖2a為本發明實施例提供的供暖系統的分級過濾器的第一分離過濾器的示意圖；
[0016]圖2b為本發明實施例提供的供暖系統的分級過濾器的旋流除污器的示意圖；
[0017]圖2c為本發明實施例提供的供暖系統的分級過濾器的旋流除污器的俯視圖；
[0018]圖3為本發明實施例提供的供暖系統的不等距換熱器的結構示意圖；
[0019]圖3a為本發明實施例提`供的供暖系統的不等距換熱器的整體示意圖；
[0020]圖3b為本發明實施例提供的不等距換熱器的側面示意圖；
[0021]圖3c為本發明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為本發明實施例提供的不等距換熱器內水流動方向的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。
[0024]如圖1所示，本發明實施例提供一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，如圖1所示，該系統包括:平流池1、分級過濾器2、不等距換熱器3和排污聯動裝置4 ；
[0025]其中，平流池I設有引入高爐沖渣水池10中的高爐沖渣水的入口，平流池I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的排污口與排污聯動裝置4連通；
[0027]不等距換熱器3設有供暖水入口 32和供暖水輸出管33，以及設有與高爐沖渣水池10連接的換熱回流管34。
[0028]上述供暖系統中，平流池I的輸出管路上還設有輸水泵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中實現更好的過濾效果。[0029]如圖2所示，上述供暖系統中，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結構相同，下面以第一分離過濾器21為例對其結構進行說明，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設置在沉降室212上面，與沉降室211連通；旋流室211內壁為圓形；
[0032]旋流室211側壁上設有進水口 213 ;通過在側壁設置進水口 213的方式，可確保進入旋流室211的水可沿旋流室211內壁旋轉下降至沉降室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作為第三級過濾設備，其結構如圖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、過濾網和排氣管235 ；
其中，進水管231設置在筒體230側壁上，與筒體230內連通；
排污管232設置在筒體230的底部，與筒體230內連通；
排污管232上設置排污閥；排污管232上方的筒體230內設置積污斗；
出水管233設置在筒體230的頂部，與筒體230內連通，出水管233內設置過濾
排氣管235設置在筒體230的頂部。
上述結構的旋流除污器，可以使進入的經第一、第二分離過濾器處理后的水在其內以旋流方式，達到除去其內雜質的目的，并從底部沉降排出，使更潔凈出水從上部出水管排出，從而有效降低后續堵塞不等距換熱器的可能。
[0041]優選的，上述旋流除污器中的過濾網可采用網孔直徑為3.5-4毫米的過濾網；
[0042]優選的，上述旋流除污器中的筒體230為圓筒形結構，其底部可設有支撐底腳。
[0043]進一步的，上述旋流除污器還可以設置排污觀察口 234，設置在筒體230的側壁上，其上設有密封蓋，以方便觀察旋流除污器內的處理情況，也可以方便清理旋流除污器內濾網上阻隔住的雜物。
[0044]上述供暖系統中，不等距換熱器3的結構如圖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設置在固定夾緊板301的內側面上；活動夾緊板302外側面上設置支柱 3010 ；
[0047]多個換熱板片303并排壓緊設置在固定夾緊板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、下端分別設置卡裝上、下導桿305、306的凹槽，通過凹槽使各換熱板片卡裝在上、下導桿305、306上；
[0048]固定夾緊板301和活動夾緊板302連接的側邊通過夾緊螺栓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置，可以實現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]這種結構的不等距換熱器通過設置不等距換熱通道，可以很好的解決高爐沖渣水在設備使用時會產生嚴重的磨損、腐蝕和堵塞情況，與普通的板式換熱器，因板間距相對較窄，介質在板間容易堵塞。不等距的板間距離相對較大，消除了介質容易堵塞的不足。
[0052]本發明的利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，是針對煉鐵沖渣水這一特殊介質的熱量設計的新型沖渣水換熱系統，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。
[0053]下面結合附圖 和使用過程對本發明的供暖系統作進一步地詳細描述。
[0054]上述供暖系統使用時，高爐沖渣水經過平流池后，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，污物雜質可以從設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不堵塞的要求。
[0055]通過本發明的供暖系統，利用高爐沖渣水余熱資源進行供熱具有很大的優勢，可以避免建設鍋爐房，且不需煤場、處理灰渣，從而減少占地面積、節約能源，環境保護意義重大，符合國家節能減排政策。對于有鋼鐵廠的北方地區采用此種方法采暖，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。
[0056]工業生產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，企業采暖和洗浴耗煤量合計為19374t，考慮不可預計的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，發電，效益仍然十分可觀。
[0065]此工藝技術不僅具有回收期較短，為企業節資、節電、節水的優勢，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，提高了生產循環利用效率，降低了生產成本。
[0066]本發明的供暖系統中，平流池可用底濾池替代，后續工藝設備配置相同，形成底濾池+分級過濾+對角不等距板式換熱器的供暖系統，其使用效果與平流池的基本一致。
[0067]進一步的，本發明供暖系統中的分級過濾器也可采用粗濾+精濾或多級過濾的設備。
[0068]進一步的，本發明供暖系統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，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在`本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種利用高爐沖渣水低溫余熱的供暖系統，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動裝置；其中，所述平流池設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動裝置連通；所述不等距換熱器設有供暖水入口和供暖水輸出管，以及設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.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述平流池的輸出管路上還設有輸水泵。
3.如權利要求1或2所述的系統，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.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述第一、第二分離過濾器結構相同，所述第一分離過濾器包括:旋流室與沉降室，其中，所述旋流室設置在所述沉降室上面，與所述沉降室連通；所述旋流室側壁上設有進水口；``所述沉降室的高度低于所述旋流室的高度。
5.如權利要求3所述的系統，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、過濾網和排氣管；其中，所述進水管設置在所述筒體側壁上，與所述筒體內連通；所述排污管設置在所述筒體的底部，與所述筒體內連通；所述排污管上設置所述排污閥；所述排污管上方的所述筒體內設置所述積污斗；所述出水管設置在所述筒體的頂部，與所述筒體內連通，所述出水管內設置所述過濾網；所述排氣管設置在所述筒體的頂部。
6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述過濾網的網孔直徑為3.5?4毫米；所述筒體為圓筒形結構，其底部設有支撐底腳。
7.如權利要求5所述的系統，其特征在于，還包括:排污觀察口，設置在所述筒體的側壁上，其上設有密封蓋。
8.如權利要求1所述的系統，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板面上均設有沿板面對角連通的多條凹道，所述兩側板面上凹道的寬度不相等；所述橡膠板設置在所述固定夾緊板的內側面上；所述活動夾緊板外側面上設置所述支柱；所述多個換熱板片并排壓緊設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邊通過所述夾緊螺栓固定連接。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述第一通道的寬度為6mm。
10.如權利 要求8或9所述的系統，其特征在于，所述第二通道的寬度為15mm。
【文檔編號】C21B3/08GK103436645SQ201310361713
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】劉勝利, 王豐芹, 龔宇同, 徐春森 申請人:北京國信安科技術有限公司