專利名稱：上下聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種上下聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐。
背景技術(shù)：
目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣普遍采用的冷卻方式為汽化冷卻。配合圖1所示，汽化冷卻系統(tǒng)一般包括冷卻煙道。轉(zhuǎn)爐1’生產(chǎn)時的高溫轉(zhuǎn)爐煤氣 經(jīng)各段汽化冷卻煙道，此處為輻射換熱型汽化冷卻煙道2’進行降溫冷卻，以將轉(zhuǎn)爐煤氣通 過輻射換熱冷卻到800°C 1000°C ；由于轉(zhuǎn)爐煤氣中含有濃度處于爆炸極限范圍內(nèi)的C0， 采用對流換熱面繼續(xù)降溫有產(chǎn)生火星、引發(fā)爆炸的可能性。故現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣汽化冷卻 系統(tǒng)僅設(shè)輻射換熱面，不設(shè)對流換熱面，只能將轉(zhuǎn)爐煤氣降溫至800°C 1000°C。經(jīng)過冷卻煙道2降溫后的轉(zhuǎn)爐煤氣被送入轉(zhuǎn)爐一次除塵裝置3’中進行噴蒸汽和 水的急速降溫方式使轉(zhuǎn)爐煤氣冷卻降溫到70°C或200°C以下，再進布袋或電除塵系統(tǒng)。其 中，如果采用濕式除塵就設(shè)置塔文(又叫洗滌塔)，通過向煙氣里噴水將其降溫到70°C ；如 果采用電除塵就設(shè)置蒸發(fā)冷卻器，向煙氣里噴蒸汽和水將其降溫到200°C。以上兩種煙氣冷 卻方式本質(zhì)上都是噴水的急速降溫方式，既沒有回收轉(zhuǎn)爐煤氣中大量的顯熱，又增加了水 和蒸汽的消耗，產(chǎn)生大量工藝廢水。因此，有必要提供一種新型的冷卻系統(tǒng)，以克服上述缺陷。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種上下聯(lián)箱式套管換熱器，其能回收轉(zhuǎn)爐煤氣的顯 熱。本實用新型的另一目的是，提供一種包括有上述上下聯(lián)箱式套管換熱器的余熱鍋 爐。本實用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)，一種上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述換熱器包括上聯(lián)箱；下聯(lián)箱，其 平行地設(shè)置于所述上聯(lián)箱的下方；一個以上的用于冷卻煙氣的套管，其連接于所述上、下聯(lián) 箱之間，每個所述套管包括內(nèi)外套設(shè)的內(nèi)管和外管，所述內(nèi)、外管之間具有供冷卻介質(zhì)流通 的環(huán)縫，所述上、下聯(lián)箱通過外管相互連通，所述內(nèi)管呈貫通設(shè)置。在優(yōu)選的實施方式中，所述內(nèi)、外管同心布置。在優(yōu)選的實施方式中，每個所述外管的上端與所述上聯(lián)箱的內(nèi)側(cè)面固定連接，下 端與所述下聯(lián)箱的內(nèi)側(cè)面固定連接；每個所述內(nèi)管的兩端分別與所述上、下聯(lián)箱的外側(cè)面 固定連接。在優(yōu)選的實施方式中，所述內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁分別為光滑面。在優(yōu)選的實施方式中，所述內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁分別為具有凹槽的不光滑面。在優(yōu)選的實施方式中，所述凹槽為螺紋結(jié)構(gòu)、波紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀為半圓形、長方形、正方形或鋸齒結(jié)構(gòu)。在優(yōu)選的實施方式中，所述下聯(lián)箱的至少一端為冷卻介質(zhì)入口，所述上聯(lián)箱的至 少一端為冷卻介質(zhì)出口。本實用新型提出了一種余熱鍋爐，所述余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有換 熱器組，所述換熱器組包括一個以上所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其中，所述上、下聯(lián)箱 分別為橫向地插設(shè)在所述煙道上，所述套管縱向地位于所述煙道內(nèi)。在優(yōu)選的實施方式中，所述煙道采用爐墻設(shè)置。本實用新型的特點及優(yōu)點是1、其克服了現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣余熱回收裝置不能回收轉(zhuǎn)爐煤氣800°C 1000°C以下 煙氣熱量的缺陷，而是在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道后繼續(xù)回收轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱，同時保證轉(zhuǎn) 爐煤氣安全可靠地回收。2、余熱鍋爐中的煙氣上進下出，內(nèi)管、外管為縱向沖刷，上聯(lián)箱和下聯(lián)箱為橫向沖 刷，避免轉(zhuǎn)爐煤氣的局部堆積，減緩換熱面的積灰。3、內(nèi)管、外管可豎直或以近似豎直的角度布置，換熱器可采用自然循環(huán)，自然循環(huán) 的汽水系統(tǒng)在節(jié)電方面優(yōu)勢大于強制循環(huán)，從而節(jié)約了電耗。4、內(nèi)管外壁與外管內(nèi)壁之間的環(huán)縫的換熱系數(shù)因壁面不光滑而得到有效的提高。5、在保證煉鋼生產(chǎn)和和轉(zhuǎn)爐煤氣回收的前提下，無需噴入蒸汽或水，直接回收轉(zhuǎn) 爐煤氣中低溫段的顯熱，產(chǎn)生蒸汽，降低了噸鋼能耗，提高了經(jīng)濟效益。6、上下聯(lián)箱式套管換熱器與前置轉(zhuǎn)爐煤氣高溫段的汽化冷卻煙道可共用一套汽 包及給水系統(tǒng)。7、其上下聯(lián)箱式套管換熱器不僅能運用于轉(zhuǎn)爐煤氣的回收，也能運用在其它換熱 場合。

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例和現(xiàn)有技術(shù) 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 型和現(xiàn)有技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(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)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的上下聯(lián)箱式套管換熱器的俯視示意圖；圖4是沿著圖3的A-A線剖面示意圖；圖5是沿著圖3的B-B線剖面示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，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?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0033]配合圖2至圖5所示，本實用新型提出的余熱鍋爐包括煙道2，所述煙道2上插設(shè) 有換熱器組，此處具有三個換熱器組，每個換熱器組包括一個以上的上下聯(lián)箱式套管換熱 器3。每個換熱器3包括上聯(lián)箱31、下聯(lián)箱32和一個以是的用于冷卻煙氣的套管33 ；下聯(lián) 箱32平行或基本平行地設(shè)置在上聯(lián)箱31的下方，套管33連接于上、下聯(lián)箱31、32之間。所 述上、下聯(lián)箱31、32分別為橫向地插設(shè)在煙道2上，且上、下聯(lián)箱31、32的端部外露；套管33 縱向地位于煙道2內(nèi)。其中，每個套管33包括內(nèi)外套設(shè)的內(nèi)管34和外管35，所述內(nèi)、外管 34,35之間具有供冷卻介質(zhì)流通的環(huán)縫，所述上、下聯(lián)箱31、32通過外管35相互連通，內(nèi)管 34貫通設(shè)置。本實用新型實施例在使用時，其放置在冷卻煙道1(此處可為輻射換熱型汽化 冷卻煙道)的末端，轉(zhuǎn)爐4所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M入輻射換熱型汽化冷卻煙道1，被冷卻到 800°C 1000°C，被冷卻后的煙氣接著進入余熱鍋爐的煙道2，煙氣至上而下地沖刷上、下 聯(lián)箱式換熱器3，進一步而言，煙氣沖刷處包括上聯(lián)箱31的外表面、內(nèi)管34的內(nèi)表面、外管 35的外表面以及下聯(lián)箱32的外表面；同時，冷卻介質(zhì)(此處為水，進一步可為軟水)從下 聯(lián)箱32的進水口流入，接著從內(nèi)、外管34、35之間的環(huán)縫流入上聯(lián)箱31，并從上聯(lián)箱31的 出水口流出，也就是說，水在換熱器3中與煙氣進行熱交換，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可被回收利用。另外，煙道2中的煙氣上進下出，內(nèi)管34、外管35為縱向沖刷，上聯(lián)箱31和下聯(lián)箱 32為橫向沖刷，如此可避免轉(zhuǎn)爐煤氣的局部堆積，減緩換熱面的積灰，保證了設(shè)備的換熱效 率及安全性。采用本實用新型的上下聯(lián)箱式套管換熱器3可將煤氣溫度降低到300°C左右。其中，所述煙道2可采用爐墻設(shè)置，具體可為輕型爐墻，進一步可為絕熱的輕型爐 墻。爐墻的設(shè)置可更方便地供換熱器安裝。另外，余熱鍋爐的煙道2包括入口段煙道、過渡段煙道和出口段煙道，所述換熱器 主要安裝在過渡段煙道上。根據(jù)本實用新型的一個實施例，參見圖3所示，每個換熱器組包括四個下聯(lián)箱32， 每個下聯(lián)箱32的上方對應(yīng)設(shè)置有一個上聯(lián)箱31，相互對應(yīng)的上、下聯(lián)箱31、32之間設(shè)置多 個套管33。其中，各下聯(lián)箱32之間可相互獨立，也可首尾相連通，各上聯(lián)箱31之間可相互 獨立，也可首尾相連通。另外，每組換熱器中的下聯(lián)箱32的數(shù)量并不局限于四個，其也可以 是四個以下，或四個以上，視安裝空間而定。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述下聯(lián)箱的至少一端為冷卻介質(zhì)入口(例如進 水口)，上聯(lián)箱的至少一端為冷卻介質(zhì)出口(例如出水口)。其中，上、下聯(lián)箱基本平行設(shè)置， 且可水平或傾斜地插設(shè)于煙道2。如果傾斜設(shè)置，可以僅將下聯(lián)箱32較低的一端作為進水 口，并僅將上聯(lián)箱31較高的一端作為出水口 ；如果是水平設(shè)置，則可以將下聯(lián)箱32的兩端 均作為進水口，將上聯(lián)箱31的兩端均作為出水口。進一步而言，如果各上、下聯(lián)箱31、32是分別相互獨立的情況，那么每個下聯(lián)箱32 的至少一端為冷卻介質(zhì)入口，每個上聯(lián)箱31的至少一端為冷卻介質(zhì)出口。如果各上、下聯(lián)箱31、32是分別頭尾連通的情況，那么多個下聯(lián)箱的最頭端或最 尾端的至少其中一端為冷卻介質(zhì)入口，多個上聯(lián)箱的最頭端或最尾端的至少其中一端為冷 卻介質(zhì)入口。當(dāng)然，上述冷卻介質(zhì)入口也可設(shè)置在上聯(lián)箱上，冷卻介質(zhì)出口則設(shè)置在下聯(lián)箱上。本實施例的換熱器可采用自然循環(huán)的方式，每個套管回路的水循環(huán)計算中的當(dāng)量長度(含在上下進出聯(lián)箱的行程)基本相同，可保證自然循環(huán)安全可靠。根據(jù)本實用新型的一個實施例，所述內(nèi)、外管34、35同心布置，使得二者之間的環(huán) 縫的寬度一致，環(huán)縫中的水能更好地吸收煙氣中的熱量，煙氣得到更好地冷卻。配合4所示，每個外管35的上端與上聯(lián)箱31的內(nèi)側(cè)面固定連接，下端與下聯(lián)箱 32的內(nèi)側(cè)面固定連接；每個外管35內(nèi)貫穿有內(nèi)管34，每個內(nèi)管34的兩端分別與上、下聯(lián)箱 31、32的外側(cè)面固定連接。其中，每個內(nèi)管34和外管35可豎直或以近似豎直的角度布置， 使得煙道2中的煙氣縱向沖刷內(nèi)、外管34、35。所述內(nèi)管34的外壁以及外管35的內(nèi)壁分別可為光滑面或具有凹槽的不光滑面， 所述凹槽可為螺紋結(jié)構(gòu)、波紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀可為半圓 形、長方形、正方形或鋸齒結(jié)構(gòu)。其中，換熱系數(shù)因壁面不光滑而能得到有效的提高，因此， 上述具有凹槽的不光滑面能使得換熱效果更好。另外，由于換熱器與煙氣熱量的交換中，大 部分都是由套管33進行的，因此，可以僅使得內(nèi)管的外壁及外管的內(nèi)壁為不光滑面；當(dāng)然， 上、下聯(lián)箱的內(nèi)壁也可為不光滑面，視需要進行設(shè)置。本實用新型實施例還提出了一種上下聯(lián)箱式套管換熱器，所述換熱器的結(jié)構(gòu)及技 術(shù)效果在圖3至圖5所示的實施例中已經(jīng)進行描述，在此不再詳細(xì)說明。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的 可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求一種上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述換熱器包括上聯(lián)箱；下聯(lián)箱，其平行地設(shè)置于所述上聯(lián)箱的下方；一個以上的用于冷卻煙氣的套管，其連接于所述上、下聯(lián)箱之間，每個所述套管包括內(nèi)外套設(shè)的內(nèi)管和外管，所述內(nèi)、外管之間具有供冷卻介質(zhì)流通的環(huán)縫，所述上、下聯(lián)箱通過外管相互連通，所述內(nèi)管呈貫通設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述內(nèi)、外管同心布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，每個所述外管的上端 與所述上聯(lián)箱的內(nèi)側(cè)面固定連接，下端與所述下聯(lián)箱的內(nèi)側(cè)面固定連接；每個所述內(nèi)管的 兩端分別與所述上、下聯(lián)箱的外側(cè)面固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述內(nèi)管的外壁與外 管的內(nèi)壁分別為光滑面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述內(nèi)管的外壁與外 管的內(nèi)壁分別為具有凹槽的不光滑面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述凹槽為螺紋結(jié)構(gòu)、 波紋結(jié)構(gòu)、直線形或螺旋形的凹槽，該凹槽的截面形狀為半圓形、長方形、正方形或鋸齒結(jié) 構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其特征在于，所述下聯(lián)箱的至少一 端為冷卻介質(zhì)入口，所述上聯(lián)箱的至少一端為冷卻介質(zhì)出口。
8.一種余熱鍋爐，其特征在于，所述余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有換熱器組， 所述換熱器組包括一個以上如權(quán)利要求1-7任一項所述的上下聯(lián)箱式套管換熱器，其中， 所述上、下聯(lián)箱分別為橫向地插設(shè)在所述煙道上，所述套管縱向地位于所述煙道內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的余熱鍋爐，其特征在于，所述煙道采用爐墻設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開了一種上下聯(lián)箱式套管換熱器及其余熱鍋爐，余熱鍋爐包括煙道，所述煙道上插設(shè)有換熱器組，每個換熱器組包括一個以上的上下聯(lián)箱式套管換熱器，所述上、下聯(lián)箱分別為橫向地插設(shè)在所述煙道上，所述套管縱向地位于所述煙道內(nèi)。其中，換熱器包括上聯(lián)箱；下聯(lián)箱，其平行地設(shè)置于所述上聯(lián)箱的下方；一個以上的用于冷卻煙氣的套管，其連接于所述上、下聯(lián)箱之間，每個所述套管包括內(nèi)外套設(shè)的內(nèi)管和外管，所述內(nèi)、外管之間具有供冷卻介質(zhì)流通的環(huán)縫，所述上、下聯(lián)箱通過外管相互連通，所述內(nèi)管呈貫通設(shè)置。本實用新型能回收轉(zhuǎn)爐煤氣的顯熱。
文檔編號F27D17/00GK201569335SQ200920278259
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者周春麗, 李國盛 申請人:北京京誠科林環(huán)?？萍加邢薰?br>