CN204187892U - 一种高炉冲渣水余热回收热泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉冲渣水余热回收热泵，属于余热回收领域，该设备由压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和冲渣水蒸发器组成；其连接关系为：压缩机的出口与冷凝器的入口相连，冷凝器的出口与节流膨胀阀的入口相连，节流膨胀阀的出口与冲渣水蒸发器的入口相连；冷凝器的热水入口与采暖回水管道相连，冷凝器的热水出口与采暖的供水管道相连；冲渣水蒸发器的入口与冲渣水的供水管道相连，冲渣水蒸发器的出口与冲渣水的退水管道相连，冲渣水蒸发器的排污口分别与冲渣水排污管道相连。本实用新型可以回收冲渣水中所蕴含的热量，并制取温度更高的热水用于生产和生活，从根本上提高一次能源的利用效率，节省能源，减少排放，降低使用成本。

Description

一种高炉冲渣水余热回收热泵

技术领域

本实用新型属于高炉冲渣水余热回收领域，特别涉及到钢铁厂冲渣水余热回收热泵设备。

背景技术

近年来，我国钢铁行业处于高速发展阶段。我国钢铁行业用能结构以煤炭为主，而且主要用能结构是向着多用煤，少用电和不用石油和天然气的方向发展，这种能源结构客观上造成了我国钢铁工业能源利用效率低、污染严重和节能减排任务繁重的现状。近些年来，随着节能技术的发展，我国钢铁行业工业余热回收利用水平有较大的提高，但与国际先进水平相比仍有很大的差距。国外先进钢铁企业的余热、余能(包括副产煤气)等余热资源的回收率一般在90％以上，而我国和国外先进水平相比落后20％。究其原因，国内钢铁企业很难做到对品味较低的余热资源进行有效的回收。主要是因为受制于低品位余热回收技术不太成熟，很难做到在安全可靠运行的前提下，有效回收低品位余热。而在钢铁行业的生产过程中，高温炉渣一般均是通过水淬渣的方式冷却高温炉渣，最终通过冷却水的方式将高温炉渣所蕴含的热量散失到大气中。据初步了解，炉渣所蕴含的热量约为0.74GJ/t，若按照2007年全国的钢产量48924.08万吨计算，则钢渣可提供的热量约为12570MW。

由于冲渣水中含有大量的固体颗粒及悬浮物，直接用于采暖，会使供暖***中的管道、阀门、散热器等堵塞，所以冲渣水不能直接用于采暖。同时，大的市政供暖项目一般要求的一次网的供水温度都比较高，冲渣水的温度不能满足一次网的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服冲渣水所蕴含的大量颗粒物及悬浮物所带来供暖***堵塞的不足，提出的一种高炉冲渣水余热回收热泵。该热泵不仅可以回收冲渣水中的热量，而且避免大量颗粒物及高悬浮物所带来的冲渣水换热器堵塞的现象,还可以制取温度高于冲渣水温度的热水满足高温水采暖需求。

本实用新型提出的一种高炉冲渣水余热回收热泵，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和冲渣水蒸发器；其连接关系为：压缩机的出口与冷凝器的制冷剂入口管相连，冷凝器的制冷剂出口管与节流膨胀阀的入口相连，节流膨胀阀的出口与冲渣水蒸发器的制冷剂入口管相连；冷凝器的热水入口管与采暖回水管道相连，冷凝器的热水出口管与采暖的供水管道相连；冲渣水蒸发器的热水入口管与冲渣水的供水管道相连，冲渣水蒸发器的热水出口管与冲渣水的退水管道相连，冲渣水蒸发器的排污口管分别与冲渣水排污管道相连。

本实用新型的特点及有益成果：

本实用新型主要是通过利用本实用新型的冲渣水蒸发器代替常规的蒸发器，回收冲渣水中的热量用以制取温度更高的一次网供水，同时该热泵具有防止冲渣水中大量颗粒物和高悬浮物堵塞设备。

该热泵可以回收冲渣水中所蕴含的热量，并制取温度更高的热水用于生产和生活，从根本上提高一次能源的利用效率，节省能源，减少排放，降低用户的使用成本。

附图说明

图1为本实用新型的冲渣水余热回收热泵结构示意图。

图2为本实用新型的冲渣水蒸发器实施例结构示意图。

图3为图2渣水蒸发器A-A剖面图；

图4为本实用新型的冲渣水蒸发器的扰流片结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提出的一种冲渣水余热回收热泵附图及实施方式详细说明如下：

本实用新型提出的一种冲渣水余热回收热泵结构如图1所示，包括压缩机1、冷凝器2、节流膨胀阀3和冲渣水蒸发器4；其连接关系为：压缩机1的出口与冷凝器2的制冷剂入口21相连，压缩机1的入口与冲渣水蒸发器4的制冷剂出口42相连；冷凝器2的制冷剂出口22与节流膨胀阀3的入口相连，节流膨胀阀3的出口与冲渣水蒸发器4的制冷剂入口41相连；冷凝器2的热水入口23与采暖回水管道相连(图中未示出)，冷凝器2的热水出口24与采暖的供水管道相连(图中未示出)；冲渣水蒸发器4的入口43与冲渣水的供水管道相连，冲渣水蒸发器4的出口44与冲渣水的退水管道相连(图中未示出)，冲渣水蒸发器的排污口45、46分别与冲渣水排污管道相连(图中未示出)。

本实用新型的工作过程为：***正常运行时，冲渣水通过冲渣水蒸发器4的入口43进入冲渣水蒸发器换热将热量传递给制冷剂工质后通过冲渣水蒸发器4的出口44进入到冲渣水退水管道；获得热量的制冷剂蒸汽通过压缩机1做功压缩变成温度和压力更高的过热制冷剂蒸汽后通过冷凝器2的入口21进入到冷凝器并将热量释放给采暖循环水；采暖循环回水通过冷凝器2的入口23进入到冷凝器后获得制冷剂蒸汽的热量后温度升高，通过冷凝器2的出口24输送到采暖供水管道中。通过以上过程，回收冲渣水中的余热量，制取温度更高的采暖循环水。

对本实用新型设备中的各部件具体实施方式及功能分别说明如下：

压缩机1、冷凝器2和节流膨胀阀均采用常规设备。

本实施例的冲渣水蒸发器4结构如图2所示，包括壳体04，设置在壳体两端分别通过法兰03相连的管箱02，两管箱的另一端分别连接的热水进口管43和热水出口管44；设置在壳体内的折流板05，两端分别与管箱连通的换热管06，还包括置于换热管06内的可拆卸式扰流片；在壳体上部连通制冷剂入口管41和制冷剂出口管42，在壳体下部连通热水回水出口管，在两端的管箱02下部分别开有排污口45、46。其中，热水进口管43和热水出口管44分别通过焊接的方式与两端的管箱连接，两端管箱通过连接法兰03与壳体04连接；制冷剂入口管41和制冷剂出口管42通过焊接的方式与壳体04相连，多根换热管06两端通过胀管的方式分别与两端管箱连接相通；排污口管45、46通过焊接的方式分别与两端的管箱连接；多个折流板05通过焊接的方式与壳体04内壁相连。利用冲渣水蒸发器代替常规的蒸发器，冲渣水蒸发器为非标准设备，换热管道内设扰流片，该设备具有换热效率比较高且可防止换热器堵塞的特点。

上述折流板05采用与壳体直径相同的圆板，切除一小部分，形成小于直径的直边，如图3所示；圆板上开有与换热管位置相同、尺寸相当的圆孔。各折流板横向间隔排列在壳内，换热管从折流板圆孔中穿过，折流板的圆周边缘与壳体相连，相邻两折流板的直边位置错开；折流板的数量与壳体长度有关，一般至少两个。主要是为了改变流体的流程，强化流体传热。

上述扰流片其形状如图4所示，为呈螺旋状的长条片体07，置于换热管内，与换热管内壁之间的连接为弹性直接接触，利用折流板的弹性力实现与换热管之间的连接，该扰流片主要起强化湍流流动，增强冲刷作用，避免冲渣水中的固体杂质粘附在换热管上影响传热甚至堵塞的现象，同时扰流还具有强化传热的作用。扰流片的两端各连接一个拉环08，可以通过拉环旋转和抽拉的方式清理附在换热管内壁上的冲渣水杂质和抽出扰流片，扰流片的结构形状也可采用能实现上述功能的其它形式。

本实施例的冲渣水蒸发器中，扰流片可选用厚度为0.5mm的碳钢材质，利用折弯机加工为螺旋状的长条，其尺寸与换热管相适应；拉环采用碳钢材质制作，焊接在扰流片的两端相连接。

换热管，选用规格为DN20的碳钢管制作而成；

壳体、管箱、热水进、出口管、折流板及法兰均与传统壳管换热器的基本结构相同，采用通用的制作工艺制作而成，材质为碳钢材质。

Claims (3)

1.一种高炉冲渣水余热回收热泵，其特征在于：包括压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和冲渣水蒸发器；其连接关系为：压缩机的出口与冷凝器的制冷剂入口管相连，冷凝器的制冷剂出口管与节流膨胀阀的入口相连，节流膨胀阀的出口与冲渣水蒸发器的制冷剂入口管相连；冷凝器的热水入口管与采暖回水管道相连，冷凝器的热水出口管与采暖的供水管道相连；冲渣水蒸发器的热水入口管与冲渣水的供水管道相连，冲渣水蒸发器的热水出口管与冲渣水的退水管道相连，冲渣水蒸发器的排污口管分别与冲渣水排污管道相连。

2.根据权利要求1所述的一种高炉冲渣水余热回收热泵，其特征在于：所述冲渣水蒸发器包括壳体，设置在壳体两端分别通过法兰相连的管箱，两管箱的另一端分别连接的热水进口管和热水出口管；设置在壳体内的折流板，两端分别与管箱连通的换热管，还包括置于换热管内的可拆卸式扰流片；在壳体上部连通制冷剂入口管和制冷剂出口管，在壳体下部连通热水回水出口管，在两端的管箱下部分别开有排污口；其中，热水进口管和热水出口管分别通过焊接的方式与两端的管箱连接，两端管箱通过连接法兰与壳体连接；制冷剂入口管和制冷剂出口管通过焊接的方式与壳体相连，多根换热管两端通过胀管的方式分别与两端管箱连接相通；排污口管通过焊接的方式分别与两端的管箱连接；多个折流板通过焊接的方式与壳体内壁相连。

3.根据权利要求2所述的一种高炉冲渣水余热回收热泵，其特征在于：所述扰流片为呈螺旋状的长条片体，置于换热管内，与换热管内壁之间的连接为弹性直接接触，扰流片的两端各连接一个拉环。