一種組合式換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種組合式換熱器，特別涉及現(xiàn)代高爐生產(chǎn)中高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)中的一種組合式換熱器。組合式換熱器包括串接貫通設(shè)置的低溫?fù)Q熱單元和高溫?fù)Q熱單元，低溫?fù)Q熱單元和高溫?fù)Q熱單元內(nèi)均穿設(shè)有煙氣管道和煤氣管道，在煙氣管道位于高溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煙氣進(jìn)口，在煤氣管道位于低溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口，煙氣管道內(nèi)煙氣的流通方向?yàn)楦邷責(zé)煔庾愿邷負(fù)Q熱單元流向低溫?fù)Q熱單元，煤氣管道內(nèi)煤氣的流通方向?yàn)榈蜏孛簹庾缘蜏負(fù)Q熱單元流向高溫?fù)Q熱單元。本發(fā)明為既能提高換熱效率，又能延長(zhǎng)設(shè)備壽命，節(jié)約成本且安裝方便，占地面積少的組合式換熱器。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種組合式換熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種換熱器，特別涉及現(xiàn)代高爐生產(chǎn)中高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)中的一種組合式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]熱風(fēng)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)主要是利用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣將要進(jìn)入熱風(fēng)爐的煤氣進(jìn)行預(yù)熱的換熱系統(tǒng)。目前，熱風(fēng)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)使用的換熱器主要有兩種:熱管式換熱器和板式換熱器。
[0003]熱管式換熱器溫度范圍與熱風(fēng)爐工況條件相適應(yīng)，投資較少，一般能將煤氣預(yù)熱到180°C左右。但熱管式換熱器的熱管容易失效、壽命短、熱效率低，溫度過(guò)高時(shí)會(huì)引起爆管。
[0004]板式換熱器能將煤氣預(yù)熱到較高的溫度(200°C以上)，傳熱系數(shù)高，耐磨蝕，過(guò)載能力強(qiáng)，壽命比熱管換熱器長(zhǎng)；但在相同的煙氣和煤氣條件下，板式換熱器的阻力損失比較大，設(shè)備投資高，低溫段易被煤氣中的cr1腐蝕，造成設(shè)備破損，進(jìn)而導(dǎo)致煤氣泄漏，嚴(yán)重時(shí)可以引起煤氣爆炸。也有一些板式換熱器采用耐高溫及耐腐蝕的材料制造，但上述既耐高溫又耐腐蝕的材料十分昂貴，導(dǎo)致板式換熱器的成本很高，缺少經(jīng)濟(jì)性，并不能大范圍推廣使用。
[0005]如果將上述兩種換熱器簡(jiǎn)單的串聯(lián)布置于工程中，需要增加一套閥門(mén)、連接管及儀表監(jiān)測(cè)等設(shè)施，其安裝復(fù)雜，不但增加了設(shè)備的占地面積、也增加了設(shè)備中氣體流動(dòng)的阻力，導(dǎo)致熱量的損失更大，不能起到積極效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種既能提高換熱效率，又能延長(zhǎng)設(shè)備壽命，節(jié)約成本且安裝方便，占地面積少的組合式換熱器。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種組合式換熱器，其中，所述組合式換熱器包括串接且貫通設(shè)置的低溫?fù)Q熱單元和高溫?fù)Q熱單元，所述低溫?fù)Q熱單元和所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)均穿設(shè)有煙氣管道和煤氣管道，在所述煙氣管道位于所述高溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煙氣進(jìn)口，在所述煤氣管道位于所述低溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口，所述煙氣管道內(nèi)煙氣的流通方向?yàn)楦邷責(zé)煔庾运龈邷負(fù)Q熱單元流向所述低溫?fù)Q熱單元，所述煤氣管道內(nèi)煤氣的流通方向?yàn)榈蜏孛簹庾运龅蜏負(fù)Q熱單元流向所述高溫?fù)Q熱單元。
[0008]如上所述的組合式換熱器，其中，所述煤氣管道包括:
[0009]煤氣管道低溫段，設(shè)置在所述低溫?fù)Q熱單元內(nèi)；
[0010]煤氣管道高溫段，設(shè)置在所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)；
[0011]煤氣管道連接段，連接所述煤氣管道高溫段和所述煤氣管道低溫段。
[0012]如上所述的組合式換熱器， 其中，所述煙氣管道呈水平方向設(shè)置且貫穿所述低溫?fù)Q熱單元和所述高溫?fù)Q熱單元。[0013]如上所述的組合式換熱器，其中，在所述低溫?fù)Q熱單元內(nèi)，所述煤氣管道低溫段平行設(shè)置于所述煙氣管道的上方。
[0014]如上所述的組合式換熱器，其中，在所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)，所述煤氣管道高溫段呈彎折狀設(shè)置，且所述煤氣管道高溫段的進(jìn)口和出口均設(shè)置在所述高溫?fù)Q熱單元的上部。
[0015]如上所述的組合式換熱器，其中，所述煤氣管道位于所述高溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)置有煤氣出口，所述煤氣進(jìn)口和所述煤氣出口均連接有變徑管。
[0016]如上所述的組合式換熱器，其中，所述煤氣進(jìn)口沿水平方向開(kāi)設(shè)且與其連接的所述變徑管呈水平方向設(shè)置，所述煤氣出口沿豎直方向開(kāi)設(shè)且與其連接的所述變徑管呈豎直方向設(shè)置。
[0017]如上所述的組合式換熱器，其中，連接于所述煤氣進(jìn)口的所述變徑管上和所述煤氣管道連接段上均設(shè)置有煤氣放散管。
[0018]如上所述的組合式換熱器，其中，所述煙氣管道位于所述低溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煙氣出口，所述煙氣進(jìn)口和所述煙氣出口均連接有變徑管。
[0019]如上所述的組合式換熱器，其中，所述低溫?fù)Q熱單元為碳鋼低溫?fù)Q熱單元，所述高溫?fù)Q熱單元為不銹鋼高溫?fù)Q熱單元。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、本發(fā)明提出 的組合式換熱器，煤氣的溫度在進(jìn)入高溫?fù)Q熱單元前的溫度已高于“露點(diǎn)”溫度，避免了煤氣中的“Cl—1”對(duì)高溫?fù)Q熱單元的腐蝕，進(jìn)而高溫?fù)Q熱單元僅選用耐高溫材料制造即可，低溫?fù)Q熱單元選用耐腐蝕材料即可，根據(jù)不同階段氣體工作參數(shù)的差異，在設(shè)備中選用了不同的換熱單元，既能克服高溫?fù)Q熱單元的材料耐高溫的問(wèn)題，又能克服低溫?fù)Q熱單元的材料耐腐蝕的問(wèn)題，增加設(shè)備的使用壽命的同時(shí)又大大節(jié)約了生產(chǎn)的成本。
[0022]2、本發(fā)明提出的組合式換熱器，其高溫?fù)Q熱單元能將煤氣加熱至200°C以上，有利于提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度，從而提高了入爐風(fēng)溫，降低了煉鐵的耗能。
[0023]3、本發(fā)明提出的組合式換熱器，其高溫?fù)Q熱單元和低溫?fù)Q熱單元串聯(lián)設(shè)置而組合成一個(gè)整體設(shè)備，其氣體阻力小，大大提高了換熱的效率，其占地面積小，安裝方面也十分方便。
[0024]4、本發(fā)明提出的組合式換熱器，采用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱，在對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)也降低了煙氣帶走的熱量，能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不以任何方式來(lái)限制本發(fā)明公開(kāi)的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對(duì)本發(fā)明的理解，并不是具體限定本發(fā)明各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
[0026]圖1為本發(fā)明組合式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]10-低溫?fù)Q熱單元；20-高溫?fù)Q熱單元；30-煙氣管道；31-煙氣進(jìn)口 ；32_煙氣出口 ；40_煤氣管道；41_煤氣管道低溫段；42_煤氣管道高溫段；43_煤氣管道連接段；44_煤氣進(jìn)口 ；45_煤氣出口 ；46_煤氣放散管；100-組合式換熱器。【具體實(shí)施方式】
[0028]結(jié)合附圖和本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發(fā)明的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本發(fā)明的目的，而不能以任何方式理解成是對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本發(fā)明的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本發(fā)明的范圍。
[0029]請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明組合式換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提出的組合式換熱器100利用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔忸A(yù)熱煤氣，如圖1所示，組合式換熱器100，包括串接且貫通設(shè)置的低溫?fù)Q熱單元10和高溫?fù)Q熱單元20，低溫?fù)Q熱單元10能將煤氣預(yù)熱到“露點(diǎn)”溫度(100~120°C)以上，高溫?fù)Q熱單元20能將煤氣預(yù)熱到200°C以上，低溫?fù)Q熱單元10和高溫?fù)Q熱單元20內(nèi)均穿設(shè)有煙氣管道30和煤氣管道40，在煙氣管道30位于高溫?fù)Q熱單元20的一側(cè)設(shè)有煙氣進(jìn)口 31，在煤氣管道40位于低溫?fù)Q熱單元10的一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口 44，煙氣管道30內(nèi)煙氣的流通方向?yàn)楦邷責(zé)煔庾愿邷負(fù)Q熱單元20流向低溫?fù)Q熱單元10，煤氣管道40內(nèi)煤氣的流通方向?yàn)榈蜏孛簹庾缘蜏負(fù)Q熱單元10流向高溫?fù)Q熱單元20。
[0030]本發(fā)明的工作過(guò)程為，首先，需要預(yù)熱的低溫煤氣經(jīng)煤氣進(jìn)口 44進(jìn)入低溫?fù)Q熱單元10，而熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)煙氣進(jìn)口 31進(jìn)入高溫?fù)Q熱單元20，高溫?zé)煔庠诟邷負(fù)Q熱單元20中先進(jìn)行一次換熱而轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏責(zé)煔猓辉摰蜏責(zé)煔膺M(jìn)入低溫?fù)Q熱單元10對(duì)其中的低溫煤氣進(jìn)行第一次預(yù)熱，低溫煤氣被預(yù)熱到“露點(diǎn)”溫度以上而轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷孛簹猓恢?，溫度在“露點(diǎn)”以上的高溫煤氣再進(jìn)入高溫?fù)Q熱單元20，并在高溫?fù)Q熱單元20中由熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行第二次預(yù)熱被加熱至200°C以上。由本發(fā)明的上述工作過(guò)程可知，煤氣的溫度在進(jìn)入高溫?fù)Q熱單元20前的溫度已高于“露點(diǎn)”溫度(100~120°C)，避免了煤氣中的“Cr1”對(duì)高溫?fù)Q熱單元的腐蝕，進(jìn)而高溫?fù)Q熱單元20僅選用耐高溫材料制造即可，低溫?fù)Q熱單元10選用耐腐蝕材料即可，這樣，根據(jù)不同階段氣體工作參數(shù)的差異，在設(shè)備中選用了不同的換熱單元，既能克服高溫?fù)Q熱單元20的材料耐高溫的問(wèn)題，又能克服低溫?fù)Q熱單元10的材料耐腐蝕的問(wèn)題，增加設(shè)備`的使用壽命的同時(shí)又大大節(jié)約了生產(chǎn)的成本。并且，高溫?fù)Q熱單元20能將煤氣加熱至200°C以上，有利于提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度，從而提高了入爐風(fēng)溫，降低了煉鐵的耗能。同時(shí)，由于高溫?fù)Q熱單元20和低溫?fù)Q熱單元10串聯(lián)設(shè)置而組合成一個(gè)整體設(shè)備，其氣體阻力小，大大提高了換熱的效率，其占地面積小，安裝也十分方便。最后，本發(fā)明采用熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱，在對(duì)煤氣進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)也降低了煙氣帶走的熱量，能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0031 ] 在本發(fā)明中，煤氣管道40包括煤氣管道低溫段41、煤氣管道高溫段42和煤氣管道連接段43。其中，煤氣管道低溫段41設(shè)置在低溫?fù)Q熱單元10內(nèi)，煤氣管道高溫段42設(shè)置在高溫?fù)Q熱單元20內(nèi)，煤氣管道連接段43連接煤氣管道高溫段41和煤氣管道低溫段42。煤氣管道連接段43為彎管狀，以利于煤氣的流動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將煤氣管道連接段43設(shè)計(jì)成利于煤氣流動(dòng)的其他形狀。
[0032]在本發(fā)明中，煙氣管道30呈水平方向設(shè)置且貫穿低溫?fù)Q熱單元10和高溫?fù)Q熱單元20。上述結(jié)構(gòu)符合煙氣的流動(dòng)特性，利于煙氣在換熱器100內(nèi)的流動(dòng)和熱量交換。
[0033]進(jìn)一步的，在低溫?fù)Q熱單元10內(nèi)，煤氣管道低溫段41平行設(shè)置于煙氣管道30的上方。這樣，既保證了煤氣管道低溫段41與煙氣管道30有一定的接觸面積進(jìn)行熱量交換，又能使煤氣管道40和煙氣管道30具有較小的氣體阻力。同時(shí)，水平設(shè)置的煤氣管道低溫段41沒(méi)有折彎，也能進(jìn)一步避免水滴在其內(nèi)壁上凝結(jié)，起到了一定的防腐蝕的作用。
[0034]進(jìn)一步的，在高溫?fù)Q熱單元20內(nèi)，煤氣管道高溫段42呈彎折狀設(shè)置，且煤氣管道高溫段42的進(jìn)口和出口均設(shè)置在高溫?fù)Q熱單元20的上部。這樣便增加了煤氣管道高溫段42的流程長(zhǎng)度以及煤氣管道高溫段42與煙氣管道30的接觸面積，實(shí)現(xiàn)了煤氣在高溫加熱單元20內(nèi)被充分加熱，以保證經(jīng)高溫加熱單元20加熱后的煤氣溫度達(dá)到200°C以上，最終提高熱風(fēng)爐的燃燒溫度，降低煉鐵的能耗。
[0035]進(jìn)一步的，煤氣管道40位于高溫?fù)Q熱單元20的一側(cè)設(shè)置煤氣出口 45，煙氣管道30位于低溫?fù)Q熱單元10的一側(cè)設(shè)有煙氣出口 32，煤氣進(jìn)口 44和煤氣出口 45均連接有變徑管；煙氣進(jìn)口 31和煙氣出口 32也均連接有變徑管；以便于煤氣管道40和煙氣管道30與其他管路的連接。
[0036]進(jìn)一步的，煤氣進(jìn)口 44沿水平方向開(kāi)設(shè)而與煤氣進(jìn)口 44連接的變徑管也呈水平方向設(shè)置，煤氣出口 45 (即煤氣管道高溫段42的出口)沿豎直方向開(kāi)設(shè)而與煤氣出口 45連接的變徑管呈豎直方向設(shè)置。
[0037]進(jìn)一步的，連接于煤氣進(jìn)口 44的變徑管上和煤氣管道連接段43上均設(shè)置有帶有閥門(mén)的煤氣放散管46，以便在特殊情況下將煤氣排出。
[0038]在本發(fā)明中，低溫?fù)Q熱單元10是由普通碳鋼材料制造而成的碳鋼低溫?fù)Q熱單元，具有耐腐蝕性；高溫?fù)Q熱單元20為由普通不銹鋼材料制造而成的不銹鋼高溫?fù)Q熱單元，能夠耐高溫。
[0039]針對(duì)上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋?zhuān)淠康膬H在于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋?zhuān)员阌谀軌蚋玫乩斫獗景l(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對(duì)本發(fā)明的限制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個(gè)特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個(gè)實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式換熱器，其特征在于，所述組合式換熱器包括串接且貫通設(shè)置的低溫?fù)Q熱單元和高溫?fù)Q熱單元，所述低溫?fù)Q熱單元和所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)均穿設(shè)有煙氣管道和煤氣管道，在所述煙氣管道位于所述高溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煙氣進(jìn)口，在所述煤氣管道位于所述低溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煤氣進(jìn)口，所述煙氣管道內(nèi)煙氣的流通方向?yàn)楦邷責(zé)煔庾运龈邷負(fù)Q熱單元流向所述低溫?fù)Q熱單元，所述煤氣管道內(nèi)煤氣的流通方向?yàn)榈蜏孛簹庾运龅蜏負(fù)Q熱單元 流向所述高溫?fù)Q熱單元。
2.如權(quán)利要求1所述的組合式換熱器，其特征在于，所述煤氣管道包括: 煤氣管道低溫段，設(shè)置在所述低溫?fù)Q熱單元內(nèi)； 煤氣管道高溫段，設(shè)置在所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)； 煤氣管道連接段，連接所述煤氣管道高溫段和所述煤氣管道低溫段。
3.如權(quán)利要求2所述的組合式換熱器，其特征在于，所述煙氣管道呈水平方向設(shè)置且貫穿所述低溫?fù)Q熱單元和所述高溫?fù)Q熱單元。
4.如權(quán)利要求3所述的組合式換熱器，其特征在于，在所述低溫?fù)Q熱單元內(nèi)，所述煤氣管道低溫段平行設(shè)置于所述煙氣管道的上方。
5.如權(quán)利要求2或3所述的組合式換熱器，其特征在于，在所述高溫?fù)Q熱單元內(nèi)，所述煤氣管道高溫段呈彎折狀設(shè)置，且所述煤氣管道高溫段的進(jìn)口和出口均設(shè)置在所述高溫?fù)Q熱單元的上部。
6.如權(quán)利要求2所述的組合式換熱器，其特征在于，所述煤氣管道位于所述高溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)置有煤氣出口，所述煤氣進(jìn)口和所述煤氣出口均連接有變徑管。
7.如權(quán)利要求6所述的組合式換熱器，其特征在于，所述煤氣進(jìn)口沿水平方向開(kāi)設(shè)且與其連接的所述變徑管呈水平方向設(shè)置，所述煤氣出口沿豎直方向開(kāi)設(shè)且與其連接的所述變徑管呈豎直方向設(shè)置。
8.如權(quán)利要求6或7所述的組合式換熱器，其特征在于，連接于所述煤氣進(jìn)口的所述變徑管上和所述煤氣管道連接段上均設(shè)置有煤氣放散管。
9.如權(quán)利要求3所述的組合式換熱器，其特征在于，所述煙氣管道位于所述低溫?fù)Q熱單元的一側(cè)設(shè)有煙氣出口，所述煙氣進(jìn)口和所述煙氣出口均連接有變徑管。
10.如權(quán)利要求1所述的組合式換熱器，其特征在于，所述低溫?fù)Q熱單元為碳鋼低溫?fù)Q熱單元,所述高溫?fù)Q熱單元為不銹鋼高溫?fù)Q熱單元。
【文檔編號(hào)】C21B9/10GK103695587SQ201310722538
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】馮燕波, 段國(guó)建, 陳秀娟, 全強(qiáng), 姜鳳山 申請(qǐng)人:中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司