CN218620913U - 换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热装置，涉及炼钢技术领域，所述换热装置包括：依次连通的多个蒸发换热器，位于最上游的所述蒸发换热器上设置有入口烟道，位于最下游的所述蒸发换热器上具有出口烟道；至少一个过渡烟道，所述过渡烟道设置在相邻所述蒸发换热器之间，所述过渡烟道上设置有清灰装置；所述蒸发换热器中对流换热面的受热管横向相对管距s1/d的范围在3至4之间；受热管纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间，d表示受热管的直径。本申请能够解决换热装置中的受热管易积灰和如何对其有效的进行清灰的问题。

Description

换热装置

技术领域

本实用新型涉及炼钢技术领域，特别涉及一种换热装置。

背景技术

目前，国内外炼钢转炉中低温煤气的冷却工艺普遍采用的方式包括以下二种：湿法(OG法)除尘***和半干法(LT、DDS法)除尘***。这两种方法都是通过向煤气中喷水或者喷蒸汽和水的混合物，利用水的相变吸收烟气的热量，其本质都是“湿法”，这就使得转炉煤气中大量的显热无法被利用，既浪费了能源又增加了水和蒸汽的消耗，且煤气含湿量大，影响煤气品质。

近年来，行业相关人员对于中低温煤气余热的利用做了一些研究和实验，但都或多或少存在一些尚未完全解决的问题，因此没有得到大规模的推广和使用。例如，某研发的转炉换热装置能够实现烟气降温并回收低温烟气余热。但是生产过程中发生过多次燃爆，在使用期间平均一周爆一次。多次燃爆对电除尘器的电场产生破坏，致使烟囱出***尘不达标，含尘量约100mg/m³。同时烟道出口烟气含尘较大，没有有效措施处理烟尘，导致换热装置内部积灰严重。该换热装置采用方箱型流通截面+对插式热管换热面结构，这种换热结构虽然具有汽水循环在烟气通道外部，单根热管损坏不影响汽水循环的优点。但是，其具有热管换热元件易失效、换热管束采用翅片管易积灰的缺点，因此需要解决易积灰和如何进行清灰的问题。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种换热装置，其能够解决换热装置中的受热管易积灰和如何对其有效的进行清灰的问题。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种换热装置，所述换热装置包括：

依次连通的多个蒸发换热器，位于最上游的所述蒸发换热器上设置有入口烟道，位于最下游的所述蒸发换热器上具有出口烟道；

至少一个过渡烟道，所述过渡烟道设置在相邻所述蒸发换热器之间，所述过渡烟道上设置有清灰装置；

所述蒸发换热器中对流换热面的受热管横向相对管距s1/d的范围在3至4之间；受热管纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间，d表示受热管的直径。

优选地，多个所述蒸发换热器和所述过渡烟道采用模块化结构，并通过堆叠的方式设置。

优选地，所述清灰装置包括氮气激波脉冲清灰装置和/或声波清灰装置。

优选地，所述氮气激波脉冲清灰装置和所述声波清灰装置分别为两个；

第一个所述氮气激波脉冲清灰装置和第一个所述声波清灰装置对称设置在所述过渡烟道的两侧；第二个所述氮气激波脉冲清灰装置和第二个所述声波清灰装置对称设置在所述过渡烟道的两侧；第一个所述氮气激波脉冲清灰装置和第二个所述声波清灰装置位于同一侧；第二个所述氮气激波脉冲清灰装置和第一个所述声波清灰装置位于同一侧。

优选地，多个所述蒸发换热器和所述过渡烟道在竖直方向上堆叠形成立式单烟箱结构。

优选地，所述蒸发换热器包括：进水集箱、出水集箱、进水分管、出水分管、连通管和所述受热管，所述进水集箱和所述出水集箱分别位于蒸发换热器相对的侧壁处，并沿竖直方向延伸；多个所述进水分管和所述出水分管沿垂直于纸面方向延伸，并且沿竖直方向排列，且分别位于蒸发换热器相对的侧壁；多个所述进水分管与所述进水集箱通过所述连通管相连通，多个所述出水分管和所述出水集箱通过所述连通管相连通；所述进水分管与相对应的所述出水分管之间通过一个或多个所述受热管相连接，所述受热管穿过蒸发换热器的烟道；多个所述受热管沿竖直方向排列设置，且沿垂直于纸面方向排列设置。

优选地，多个所述蒸发换热器、和所述过渡烟道沿一直线堆叠设置。

优选地，所述过渡烟道上开设有供维修人员进出的人孔。

优选地，所述蒸发换热器中的每根受热管采用未经过180度折返的单回程结构；所述蒸发换热器中的受热管采用倾斜布置，与水平面之间的倾斜角度大于等于10度。

优选地，所述受热管之间采用顺排布置；所述受热管采用光管。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

1、由于本申请换热装置中蒸发换热器采用宽流道设计，蒸发换热器中对流换热面的受热管横向相对管距s1/d的范围在3至4之间，受热管纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间。在上述结构下，烟气在蒸发换热器2的流道内接触面少，因此压力损失小，流体分布均匀，可以使得管间不易形成积灰，从而在一定程度上实现防积灰的目的。

2、由于过渡烟道上设置有清灰装置，利用清灰装置可以方便的对清灰装置的上方或下方相邻的蒸发换热器进行清灰作业，从而可以对所有的蒸发换热器进行清灰作业。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型实施例中换热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中蒸发换热器的剖面示意图；

图3为本实用新型实施例中蒸发换热器的径向方向的剖面示意图；

图4为本实用新型实施例中受热管的连接示意图；

图5为本实用新型实施例中受热管与防磨盖板的结构示意图。

以上附图的附图标记：

1、入口烟道；2、蒸发换热器；3、过渡烟道；31、清灰装置；32、人孔；6、出口烟道；7、钢架；8、内保温层；9、钢板；10、进水集箱；11、出水集箱；12、进水分管；13、出水分管；14、连通管；15、受热管；16、防磨盖板；17、盖板固定卡箍。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够解决换热装置中的受热管易积灰和如何对其有效的进行清灰的问题，在本申请中提出了一种换热装置，图1为本实用新型实施例中换热装置的解耦股示意图，如图1所示，换热装置可以包括：依次连通的多个蒸发换热器2，位于最上游的蒸发换热器2上设置有入口烟道1，位于最下游的蒸发换热器2上具有出口烟道6；至少一个过渡烟道3，过滤烟道设置在相邻的蒸发换热器2之间，过渡烟道3上设置有清灰装置31；蒸发换热器中对流换热面的受热管15横向相对管距s1/d的范围在3至4之间；受热管15纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间，d表示受热管15的直径。

如图1所示，多个蒸发换热器2依次连通，从而使得烟气依次经过多个蒸发换热器2，进而达到换热目的。每个蒸发换热器2均沿各自的轴线方向延伸，进口和出口分别位于轴线方向的两端。蒸发换热器2上设置有入口烟道1，入口烟道1连接在最上游的蒸发换热器2的进口，入口烟道1的进口可以位于自身的侧壁方向。最下游的蒸发换热器2上具有出口烟道6，出口烟道6可以连接在蒸发换热器2的出口。

如图1所示，至少一个过滤烟道可以设置在相邻的蒸发换热器2之间。作为可行的，过渡烟道3可以为多个，多个过渡烟道3分别设置在每两个相邻的蒸发换热器2之间。

作为可行的，过渡烟道3上开设有供维修人员进出的人孔32。通过人孔32，当过渡烟道3相邻的设备出现问题时，可以方便的通过该设备下方或下方的过渡烟道3上人孔32进入从而进行维修，这样提高了维修维护的方便性。当多个过渡烟道3分别设置在每两个相邻的蒸发换热器2之间时，通过过渡烟道3可以所有的蒸发换热器2进行维修维护。过渡烟道3上设置有清灰装置31，同理，利用清灰装置31，可以方便的对清灰装置31的上方或下方相邻的蒸发换热器2进行清灰作业，从而可以对所有的蒸发换热器2进行清灰作业。

本申请换热装置中蒸发换热器2的可以采用宽流道设计，蒸发换热器2中对流换热面的受热管15横向相对管距s1/d的范围在3至4之间；受热管15纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间，d表示受热管15的直径。进一步的，受热管15之间可以采用顺排布置。进一步的，受热管15可以采用光管。在上述结构下，烟气在蒸发换热器2的流道内接触面少，因此压力损失小，流体分布均匀，可以使得管间不易形成积灰，从而在一定程度上实现防积灰的目的。当然的，在其它可行的实施方式中，受热管15之间也可以采用错排布置。

作为可行的，清灰装置31可以包括氮气激波脉冲清灰装置31和/或声波清灰装置31。例如，如图1所示，氮气激波脉冲清灰装置31和声波清灰装置31可以分别为两个。第一个氮气激波脉冲清灰装置31和第一个声波清灰装置31对称设置在过渡烟道3的两侧；第二个氮气激波脉冲清灰装置31和第二个声波清灰装置31对称设置在过渡烟道3的两侧；第一个氮气激波脉冲清灰装置31和第二个声波清灰装置31位于同一侧；第二个氮气激波脉冲清灰装置31和第一个声波清灰装置31位于同一侧。通过上述方式可以利用氮气激波脉冲清灰装置31和声波清灰装置31同时进行清灰，通过两种不同类型的清灰装置31组合使用，可以高效的对蒸发换热器2中受热管的受热面进行清洁。另外，通过对称交错布置的形式可以使得两种不同类型的清灰装置31对各个位置的受热面都清灰到，尽可能的避免部分区域仅被一种清灰装置31清灰到。

如图1所示，多个蒸发换热器2和过渡烟道3之间可以采用模块化结构，每一个设备可以是独立的，批次之间可以通过堆叠的方式设置一起，同时实现彼此之间的可拆卸连接。例如，蒸发换热器2、和过渡烟道3可以在竖直方向上堆叠形成立式单烟箱结构。相邻之间的设备通过对接的形式相连接，即位于下方的设备的出口朝上，位于上方的设备的进口朝下，从而彼此实现连通对接，烟气自下向上流动。在其它可行的实施方式中，位于下方的设备的出口朝下，位于上方的设备的进口朝上，从而彼此实现连通对接，烟气自上向下流动。

为了保证设备的稳定牢固性，蒸发换热器2、过渡烟道3等可以通过在周向方向上的钢架7进行支撑。在另一种可行的实施方式中，多个蒸发换热器2和过渡烟道3通过可以在水平方向上堆叠形成单烟箱结构。

在上述两种方式中，多个蒸发换热器2和过渡烟道3都沿一直线堆叠设置。

由于多个蒸发换热器2和过渡烟道3采用模块化结构，并通过堆叠的方式设置，因此彼此之间或者整体都可以拆卸，即使通过烟道上的人孔32无法进行维修时，也可以将其部分设备拆卸下来进行维修。

图2为本实用新型实施例中蒸发换热器的剖面示意图，图3为本实用新型实施例中蒸发换热器的径向方向的剖面示意图，如图2和图3所示，蒸发换热器2包括：进水集箱10和出水集箱11，进水分管12和出水分管13，连通管14和受热管15。例如，蒸发换热器2、省煤器4、密闭循环换热器5和过渡烟道3在竖直方向上堆叠形成立式单烟箱结构时，进水集箱10和出水集箱11分别位于蒸发换热器2相对的侧壁，并沿竖直方向延伸。多个进水分管12和出水分管13沿垂直于纸面方向延伸，并且沿竖直方向排列，且分别位于蒸发换热器2相对的侧壁。多个进水分管12与进水集箱10通过连通管14相连通，多个出水分管13和出水集箱11通过连通管14相连通。进水分管12与相对应的出水分管13之间通过一个或多个受热管15相连接，受热管15穿过蒸发换热器2的烟道。多个受热管15可以沿竖直方向排列设置，且沿垂直于纸面方向排列设置。

图4为本实用新型实施例中受热管的连接示意图，如图4所示，蒸发换热器2中的每根受热管15采用未经过180度折返的单回程结构，自进水分管12延伸至出水分管13。进水分管12的高度可以低于出水分管13的高度，从而使得蒸发换热器2中的受热管15采用倾斜布置，与水平面之间的倾斜角度大于等于10度。通过该结构，可以靠汽水密度差实现汽水自然循环，无需额外的能源消耗。受热管15与进水分管12的连接处没有局部低点，避免形成死水区域。受热管15与出水分管13的连接处没有局部高点，避免形成气堵区域。

图5为本实用新型实施例中受热管与防磨盖板的结构示意图，如图5所示，蒸发换热器2的迎风面管排可以加装耐热的钢制防磨假管。另外，各段蒸发换热器2的受热管15的迎风面可以设置耐热的、钢制防磨盖板16，在其它方式中，也可以在受热管15的迎风面涂覆保护层。通过上述方式可以减少受热管15磨蚀，保护受热管15。防磨盖板16可以通过盖板固定卡箍17固定在受热管15上。

如图2和图3所示，换热装置侧壁及过渡烟道3的内部可以采用内保温层8结构，内保温层8形成烟气流道，侧壁的外壳则全部用钢板9封闭。另外，进水集箱10和出水集箱11、进水分管12和出水分管13、连通管14等的外侧也可以采用钢板9封闭。受热管15与出水分管13、进水分管12的焊接连接处不位于烟气流道中，因此可以减少焊缝泄漏风险。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上所述仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种换热装置，其特征在于，所述换热装置包括：

依次连通的多个蒸发换热器，位于最上游的所述蒸发换热器上设置有入口烟道，位于最下游的所述蒸发换热器上具有出口烟道；

至少一个过渡烟道，所述过渡烟道设置在相邻所述蒸发换热器之间，所述过渡烟道上设置有清灰装置；

所述蒸发换热器中对流换热面的受热管横向相对管距s1/d的范围在3至4之间；受热管纵向相对管距s2/d的范围为2至3之间，d表示受热管的直径。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，多个所述蒸发换热器和所述过渡烟道采用模块化结构，并通过堆叠的方式设置。

3.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述清灰装置包括氮气激波脉冲清灰装置和/或声波清灰装置。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述氮气激波脉冲清灰装置和所述声波清灰装置分别为两个；

第一个所述氮气激波脉冲清灰装置和第一个所述声波清灰装置对称设置在所述过渡烟道的两侧；第二个所述氮气激波脉冲清灰装置和第二个所述声波清灰装置对称设置在所述过渡烟道的两侧；第一个所述氮气激波脉冲清灰装置和第二个所述声波清灰装置位于同一侧；第二个所述氮气激波脉冲清灰装置和第一个所述声波清灰装置位于同一侧。

5.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，多个所述蒸发换热器和所述过渡烟道在竖直方向上堆叠形成立式单烟箱结构。

6.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，所述蒸发换热器包括：进水集箱、出水集箱、进水分管、出水分管、连通管和所述受热管，所述进水集箱和所述出水集箱分别位于蒸发换热器相对的侧壁处，并沿竖直方向延伸；多个所述进水分管和所述出水分管沿垂直于纸面方向延伸，并且沿竖直方向排列，且分别位于蒸发换热器相对的侧壁；多个所述进水分管与所述进水集箱通过所述连通管相连通，多个所述出水分管和所述出水集箱通过所述连通管相连通；所述进水分管与相对应的所述出水分管之间通过一个或多个所述受热管相连接，所述受热管穿过蒸发换热器的烟道；多个所述受热管沿竖直方向排列设置，且沿垂直于纸面方向排列设置。

7.根据权利要求5所述的换热装置，其特征在于，多个所述蒸发换热器、和所述过渡烟道沿一直线堆叠设置。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述过渡烟道上开设有供维修人员进出的人孔。

9.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述蒸发换热器中的每根受热管采用未经过180度折返的单回程结构；所述蒸发换热器中的受热管采用倾斜布置，与水平面之间的倾斜角度大于等于10度。

10.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述受热管之间采用顺排布置；所述受热管采用光管。

Images