CN101660015B - 一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属循环水系统余热回收技术领域，涉及一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，本发明冲渣水循环系统的冲渣水热水提升泵的出水总管上分别接入冷却塔进水管和冲渣水输入管路，冲渣水输入管路进入共用的采暖处理系统，其特征在于：采暖处理系统包括管道混合器、粗过滤设备、精过滤设备和一级换热器；采暖系统的采暖回水管接入一级换热器，采暖供水管经二级换热器与采暖供水泵机组相连；加热后的热水由采暖供水管送入采暖系统。本发明达到了节能降耗的目的。适用于在冬季寒冷的地区，利用高炉冲渣热水余热进行采暖，也可用于其它的介质在使用后温度降低需要加热的循环系统。

Description

一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统
技术领域
本发明属循环水系统余热回收技术领域，特别涉及一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，适用于在冬季寒冷的地区，利用高炉冲渣热水余热进行采暖，也可以用于其它的介质在使用后温度降低需要加热的循环系统。
背景技术
目前我国大多数大型高炉采用冲渣工艺，冲渣热水流量大，一般在2500m3/h左右，温度高，平均温度75℃左右，水中含有大量的炉渣以及氯离子等具有较强腐蚀性的物质。而冲渣水要求的温度45℃，最大60℃，为了满足冲渣用水，需将冲渣热水经冷却塔冷却处理后使用。在冬季寒冷地区的钢铁企业，目前的采暖方式大部分为热水采暖，采暖回水经蒸汽加热后由采暖供水泵加压送用户循环使用。虽然冲渣热水含有大量的余热，但是，由于水中含有大量的炉渣以及氯离子等具有较强腐蚀性的物质无法使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，在保证高炉冲渣水循环系统正常运行的前提下，对冲渣热水进行处理，将热水中大部分悬浮物去除，克服其腐蚀性和磨损力，然后将其余热置换出来用于采暖，且换热后的冲渣热水温度满足冲渣用水要求，不需要再利用冷却塔进行冷却，这样即可以省掉冷却冲渣热水所需的电能，又可以节省为采暖回水加热所需的蒸汽等能源，从而达到余热回收和节能降耗的目的，并最终提高高炉炼铁技术经济指标。
本发明采用这样的技术方案来实现：本发明冲渣水循环系统的冲渣水热水提升泵的出水总管上连接冷却塔进水管，其特征在于：出水总管上连接冲渣水输入管路，冲渣水输入管路进入采暖处理系统；采暖处理系统包括管道混合器、粗过滤设备、精过滤设备和一级换热器；采暖系统的采暖回水管接入一级换热器，采暖供水管经二级换热器与采暖供水泵机组相连；加热后的热水由采暖供水管、送入采暖系统。
在所述的冲渣水输入管路以及冲渣水输出管路的管道上均设有电动阀；在一级换热器的进出口管道上设有温度检测器，并在原高炉冲渣水循环系统热水提升泵出水总管上增设温度检测器，对水温进行检测，方便系统进行控制。。
本发明能用于高炉两套或者两套以上的冲渣水循环系统交替、或同时使用的情况。
当高炉具有两套或者超过两套的冲渣水循环系统在同时运行时，采用布置在管路上的温度检测器对冲渣热水管道上的温度进行比较，并通过电动阀选择温度较高的一路冲渣热水与采暖热水进行换热。
本系统的输入端并联在原高炉冲渣水循环系统热水提升泵出水总管至冷却塔进水管的管路间，管路中设置电动阀，能够保证原高炉冲渣水循环系统正常运行。
本发明所选的设备形式均为压力式设备，冲渣热水不和大气接触，在通过所选设备时冲渣热水有一定的压损，但不会出现泄压和降温。
为了将冲渣热水中大量的悬浮物去除，本发明采用预处理+沉淀或粗过滤+精过滤的流程，满足板式换热器的水质要求。其处理顺序为：冲渣热水经热水提升泵加压后进入管道混合器进行预处理，然后进入粗过滤设备中进行第一级处理，以去除冲渣热水中大量的悬浮物(炉渣)，再进入精过滤设备中进行精过滤，过滤后的水进入换热器。
为了使粗过滤设备更好的去除冲渣热水中的悬浮物，管道混合器中可以添加絮凝剂，冲渣热水经热水提升泵加压后进入管道混合器后与絮凝剂混合，进行预处理，然后进入粗过滤设备中进行第一级处理，再进入精过滤设备中进行精过滤，过滤后的水进入换热器。
本发明采用了两级换热器，第一级为板式换热器，第二级为管式换热器，主要是考虑到在高炉冲渣的初期和末期渣量较小，冲渣热水温度较低，当经过第一次换热后输出的采暖供水温度不能满足采暖要求时，将通过管式换热器利用蒸汽对采暖供水进行补热，加热到合适的温度，克服高炉冲渣热水温度波动大的缺陷，保证采暖系统的供水温度始终满足用户的采暖要求。
冲渣热水在第一级板式换热器中与采暖回水进行热交换后，能够满足冲渣用水要求，经冷却塔旁通管进入冷水池循环使用，不再上冷却塔进行冷却，从而节能冷却塔风机运行时所需的电能。而换热后输出的采暖供水温度如果达到低温采暖供水要求，则经过管式换热器输出后由采暖供水泵加压送采暖用户循环使用；当采暖供水温度达不到低温采暖供水要求时，打开管式换热器的蒸汽管道阀门对采暖供水进行加热，以满足采暖供水温度要求。
上述系统中所用设备选用具有较强的耐磨性和耐腐蚀性。
上述系统中粗过滤设备可以是压力式沉淀罐，还可以是高浊度过滤器。
上述系统中精过滤设备可以是全自动盘片或叠片过滤器，还可以是其他形式的高精度过滤器。
本发明所选的管道混合器、粗过滤设备、精过滤设备和一级换热器的压力损失之和小于热水提升泵至冷却塔的进水管和旁通管之间的压力差。
本发明在工程实际应用中可根据不同地区气象条件、不同的高炉操作条件及冲渣热水的水质情况确定本处理系统中是否需要投絮凝剂和各处设备的处理能力、规格尺寸等主要技术参数及其设备材质。
本发明在不泄压、不降温，保证高炉冲渣水循环系统正常运行的前提下，利用热水提升泵至冷却塔的进水管和旁通管之间的压力差，采用沉淀或粗过滤+精过滤+换热的处理流程，将冲渣热水中悬浮物去除，提供满足要求的冲渣用水和采暖供水，达到节能、降耗的目的。
附图说明：
图1是本发明的原理图。
图中：1-出水总管，2-冷却塔进水管，3-冷却塔旁通管，4-冲渣水输出管路，5-冲渣水输入管路，6-采暖回水管，7-1和7-2-采暖供水管，8-蒸汽管道，9-管道混合器，10-粗过滤设备，11-精过滤设备，12-一级换热器，13-二级换热器，14-冲渣水热水提升泵，15-冷却塔，16-冷水池，17-采暖供水泵机组。
V1、V2、V3、V4-电动阀；T1、T2、T3、T4、5T4、T6-温度检测器。
具体实施例
下面参照附图对本发明做进一步说明，但本发明不仅局限于此。
本实施例有两套冲渣水循环系统A、B，在每套冲渣水循环系统的冲渣水热水提升泵14的出水总管1上分别接入冷却塔进水管2和冲渣水输入管路5，冲渣水输入管路5进入共用的采暖处理系统。采暖处理系统由管道混合器9、粗过滤设备10、精过滤设备11和一级换热器12串联构成；采暖系统的采暖回水管6接入一级换热器12，采暖供水管7-1经二级换热器13与采暖供水泵机组17相连；加热后的热水由采暖供水管7-2送入采暖系统。
冲渣水经一级换热器12热交换后，经冲渣水输出管路4接至冷却塔旁通管3，冲渣水进入冷水池16，经水泵加压后送入冲渣水循环系统。
冲渣水输入管路5以及冲渣水输出管路4的管道上均设有电动阀V1、V3和V2、V4；在一级换热器12的进出口管道上设有温度检测器T3、T4、T5和T6，并在原高炉冲渣水循环系统A、B热水提升泵出水总管1上增设温度检测器T1和T2。
其中：管道混合器9中添加有絮凝剂。
粗过滤设备10为压力式沉淀罐。
精过滤设备11为全自动盘片过滤器。
一级换热器12为板式换热器。
二级换热器13为管式换热器。
本实施例采用沉淀粗过滤+精过滤+换热的处理流程，利用热水提升泵14至冷却塔进水管2和旁通管3之间的压力差，将冷却塔进水管2阀门关闭，冲渣热水经热水提升泵14加压后进入管道混合器9与絮凝剂混合，然后进入压力式沉淀罐粗过滤设备10中进行第一级处理，去除冲渣热水中大量的悬浮物(炉渣)，再进入全自动盘片过滤器精过滤设备11中进行精过滤，过滤后的水进入一级换热器12，与采暖回水管6的采暖回水进行充分热交换。冲渣热水经过一级换热器12换热后温度降低，能够满足冲渣用水要求，经冲渣水输出管路4、冷却塔旁通管3进入冷水池16循环使用，不再上冷却塔15进行冷却，节约了冷却塔15风机运行时所需的电能；当换热后的采暖供水经温度检测器T6监测，温度达到低温采暖供水要求时，采暖供水管7-1经二级换热器13与采暖供水泵机组17相连，加压后的热水由采暖供水管7-2送入采暖系统送采暖用户循环使用；当采暖供水温度达不到低温采暖供水要求时，打开二级换热器13的蒸汽管道8的阀门对采暖供水进行加热，以满足采暖供水温度要求。
当本实施例的两套冲渣水循环系统A和B同时运行时，采用布置在管路上的温度检测器T1、T2对冲渣热水管道上的温度进行比较，并通过电动阀V1、V2和V3、V4，选择温度较高的一路冲渣热水与采暖回水进行换热。当T1＞T2时打开电动阀V1、V2，关闭电动阀V3、V4，采用循环水系统B的冲渣热水进行换热，反之亦然，这样可以最大限度的确保回收冲渣热水中的余热。
本实施例中，由于热水提升泵14至冷却塔进水管2和旁通管3之间的压力差只有0.2MPa，所以采暖处理系统所选的管道混合器9、粗过滤设备10、精过滤设备11和一级换热器12的压力损失之和小于0.2MPa。
在非采暖季节时，可以通过本发明提供热水供给其它需要；也可用于其它的介质在使用后温度降低需要加热的循环系统。

Claims (13)

1.一种利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，冲渣水循环系统的冲渣水热水提升泵(14)的出水总管(1)上连接冷却塔进水管(2)，其特征在于：出水总管(1)上连接冲渣水输入管路(5)，冲渣水输入管路(5)进入采暖处理系统；采暖处理系统包括管道混合器(9)、粗过滤设备(10)、精过滤设备(11)和一级换热器(12)；采暖系统的采暖回水管(6)接入一级换热器(12)，由一级换热器(12)输出的采暖供水管(7-1)经二级换热器(13)与采暖供水泵机组(17)相连；加压后的热水由采暖供水管(7-2)送入采暖系统，冲渣水经一级换热器(12)热交换后，经冲渣水输出管路(4)接至冷却塔旁通管(3)，冲渣水进入冷水池(16)，经水泵加压后送入冲渣水循环系统。
2.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的冲渣水输入管路(5)以及冲渣水输出管路(4)的管道上均设有电动阀；在一级换热器(12)的进出口管道上设有温度检测器，并在原高炉冲渣水循环系统热水提升泵出水总管(1)上增设温度检测器。
3.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：系统采用预处理+沉淀或粗过滤+精过滤流程+换热的处理流程；其处理顺序为：高炉冲渣热水在所述的管道混合器(9)进行预处理；所述的粗过滤设备(10)进行第一级处理，去除冲渣热水中大量的悬浮物；所述的精过滤设备(11)进行精过滤；过滤后的水进入所述的一级换热器(12)换热。
4.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的管道混合器(9)中添加有絮凝剂。
5.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的一级换热器(12)为板式换热器。
6.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的二级换热器(13)为管式换热器。
7.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：用于高炉两套以上的冲渣水循环系统。
8.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的粗过滤设备(10)为压力式沉淀罐。
9.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的粗过滤设备(10)为高浊度过滤器。
10.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的精过滤设备(11)为全自动盘片过滤器。
11.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的精过滤设备(11)为全自动叠片过滤器。
12.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：所述的管道混合器(9)、粗过滤设备(10)、精过滤设备(11)和一级换热器(12)具有较强的耐磨性和耐腐蚀性。
13.如权利要求1所述的利用高炉冲渣热水余热进行采暖的处理系统，其特征在于：冲渣热水通过所述的管道混合器(9)、粗过滤设备(10)、精过滤设备(11)和一级换热器(12)的压力损失之和必须小于热水提升泵(14)至冷却塔进水管(2)和冷却塔旁通管(3)之间的压力差。
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