本發(fā)明屬于有色金屬冶煉節(jié)能降耗，更具體地說，涉及一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器。

背景技術：

1、銅精煉陽極爐是近代普遍采用的銅精煉設備，廣泛應用于國內外大型銅冶煉廠，具有容量大、機械化自動化程度高、操作靈活、散熱損失較小、密封性好等優(yōu)點，但陽極爐也是整個銅冶煉生產流程中的能源消耗大頭。隨著能源供應越來越緊張，對環(huán)保也提出了更嚴格的要求，因此，現階段亟需開發(fā)新型的節(jié)能降耗技術和設備。

2、銅精煉陽極爐冶煉過程一共分為加料、氧化、還原以及澆鑄四個冶煉階段，其中氧化階段產生的煙氣會高達1200～1300℃左右，還原階段產生的煙氣溫度高達1400℃左右。這部分熱量若能得到回收利用，例如針對助燃空氣進行余熱以及利用蒸汽進行冶煉供熱等，可以極大的減少生產能源消耗，對于有色企業(yè)的節(jié)能降耗具有十分重要的意義。

3、目前，針對陽極爐所產生的高溫煙氣余熱回收利用研發(fā)的余熱回收裝置和技術，大多受限于陽極爐出口煙氣溫度高、煙氣含塵量大，且在不同冶煉時期煙氣溫度、煙氣量波動較大等問題，導致這部分余熱資源回收難度較大、回收效果不理想。

4、為了解決上述問題，經檢索，中國專利cn207395499u公開了一種換熱裝置和具有其的水冷冶煉爐。其換熱裝置包括：煙道、換熱件、進水管和出水管，煙道用于連通冶煉爐和收塵設備，煙道內限定有排煙通道，煙道的兩端具有與排煙通道連通的煙氣入口和煙氣出口，換熱件設在排煙通道內，且每個換熱件均具有進水口和出水口，進水管連通換熱件的進水口，排水管連通換熱件的出水口，冷卻水通過進水管進入換熱件進行換熱后通過排水管排出。該專利采用的是水冷方式進行余熱回收，裝置需獨立安裝，并且需要將煙氣引入至換熱裝置，最后再將煙氣引出至指定位置，這就使得該裝置安裝不便。

5、再如，中國專利cn203518648u公開了一種陽極爐煙氣冷卻裝置，該裝置包括支架、冷卻管道和灰斗，其特征在于，所述冷卻管道連接在支架的上方且兩端開口朝下，灰斗連接在支架的下方且斗口朝上，冷卻管道的開口與灰斗斗口連接，各冷卻管道通過各灰斗的斗口順序連通，煙氣進管與最前邊的灰斗連接，煙氣出管與最后邊的灰斗連接，煙氣進管、冷卻管道、灰斗和煙氣出管形成煙氣冷卻通道，在支架的上方及冷卻管道的周圍設有水箱，水箱下端設有進水管，上端設有出水管。

6、專利cn106918251a公開了一種簡易型煙氣余熱利用裝置，該煙氣余熱利用裝置包括上端與進煙管連通的換熱箱和穿過換熱箱的換熱管，所述換熱管在換熱箱內呈z字型布局，所述換熱箱下部連接有排煙管，所述換熱箱底部設置為斜面，斜面底端開設有排灰口，所述排灰口連通有排灰管。

7、但上述裝置無法適用“z”字型煙道，對于“z”字型煙道中的煙氣換熱效率低。

技術實現思路

1、1.要解決的問題

2、針對現有換熱裝置在“z”字型煙道中換熱效率低的問題，本發(fā)明提供一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器，該換熱器使得高溫煙氣流向與換熱管排布始終保持在垂直方向，有效提高換熱管的換熱效率。

3、2.技術方案

4、為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

5、本發(fā)明的一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器，該換熱器包括至少一根換熱管，所述換熱管置于“z”字型煙道內，通過固定件與煙道內壁連接。

6、所述換熱管為“z”字型換熱管道，設有若干個折彎處以及相互平行的豎直段，呈現多個依次連接的u字型，使得高溫煙氣流向與換熱管始終保持在垂直方向。具體地，所述“z”字型煙道包括1段煙道、2道煙道和3段煙道，所述“z”字型換熱管道包括1段換熱管、2段換熱管、3段換熱管，所述1段換熱管位于1段煙道中，所述2段換熱管位于2段煙道中，所述3段換熱管位于3段煙道中，所述1段換熱管、2段換熱管、3段換熱管依次連接，1段換熱管和2段換熱管之間設有第一彎管接頭，所述2段換熱管和3段換熱管之間設有第二彎管接頭。

7、優(yōu)選地，所述換熱管的直徑為26-40mm，所述1段煙道和2段煙道連接處的第一彎管接頭的轉彎半徑為50mm，其管內直徑與換熱管直徑相等，為26-40mm；所述2段煙道和3段煙道連接處的第二彎管接頭的轉彎半徑為50mm，管內直徑為26-40mm。其中，所述1段煙道與2段煙道連接處的彎頭有兩處折彎，此處的折彎部件作為1段換熱管與2段換熱管的熱應力緩沖部件，能夠有效解決換熱器工作時所帶來的熱應力問題，防止換熱管在此處進行膨脹，保障換熱器正常的運行。

8、多根換熱管通過強化分流板固定，所述強化分流板安裝在煙道的中間，與煙道平行，具體地，所述1段煙道中，設有一塊強化分流板，所述強化分流板與1段煙道壁面平行；所述2段煙道中，設有兩塊強化分流板，兩塊強化分流板與2段煙道壁面平行，使2段換熱管沿強化分流板對稱；所述3段煙道中，設有兩塊強化分流板，兩塊強化分流板與3段煙道壁面平行，使3段換熱管沿強化分流板對稱。

9、為使得高溫煙氣流向與換熱管排布始終保持在垂直方向，以保證最大換熱效率。

10、優(yōu)選地，1段煙道中的強化分流板與1段煙道上壁面頂端的距離為480-485mm；2段煙道中的上半部分強化分流板距離煙道上壁面頂端的距離是614-620mm，下半部分強化分流板距離煙道下壁面底端的距離是150-155mm，兩強化分流板間距是730-735mm，3段煙道中的上半部分強化分流板距離煙道上壁面頂端的距離是585-590mm，下半部分強化分流板距離煙道下壁面底端的距離是305-310mm，兩強化分流板間距是595-600mm。

11、為解決由于陽極爐爐內冶煉而產生的濺渣以及積灰等現象所導致的換熱器無法正常運行的問題，針對第1段換熱管排布做特殊處理。

12、其中，1段煙道中的換熱管排布僅布置在煙道上半部分，下半部分不布置換熱管。且1段煙道換熱管直流段最長為360mm，占1段煙道的20％-50％，并且依次往兩邊遞減，從而形成一片空白區(qū)域，用于濺渣平臺。

13、所述固定件包括吊裝件以及固定吊裝件的角鋼，所述換熱管吊掛在吊裝件下方，所述角鋼設于煙道管壁內。其中1段換熱管和3段換熱管上端通過固定件吊掛在煙道中，下端與煙道內壁相抵靠，利用換熱管自身重力作為管道支撐力固定換熱管。

14、所述3段煙道下方設有供氣箱，所述供氣箱與3段換熱管入口連接，所述1段煙道上方設有集氣箱，所述集氣箱與1段換熱管出口連接。冷介流體自供氣箱流入3段換熱管內，在煙道中被加熱，從1段換熱管出口流出進入集氣箱。煙氣自1段煙道通入，與換熱管發(fā)生充分的熱交換后，被冷卻的煙氣從3段煙道流出。

15、3.有益效果

16、相比于現有技術，本發(fā)明的有益效果為：

17、(1)本發(fā)明的一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器，通過在煙道中設有多個依次連接的u字型換熱管，該換熱管與“z”字型煙道相適配，使得高溫煙氣流向與換熱管排布始終保持在垂直方向，提高換熱管的換熱效率；

18、(2)本發(fā)明的一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器，在煙道中設有與煙道平行的強化分流板，利用強化分流板加強煙氣的導向作用，使得高溫煙氣流向與換熱管排布始終保持在垂直方向，提高換熱管的換熱效率；

19、(3)本發(fā)明的一種用于陽極爐“z”字型煙道的換熱器，1段煙道中的換熱管排布僅布置在煙道上半部分，下半部分不布置換熱管，且1段換熱管直流段占1段煙道的20％-50％，在1段煙道中形成一片空白區(qū)域，作為濺渣平臺，防止陽極爐冶煉在換熱管上產生濺渣以及積灰等現象影響換熱器的正常運行。