CN103937918A - 一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统和方法。该系统由高炉冲渣水循环系统、冲渣水与锅炉水热交换系统、锅炉水汽化循环系统组成。该方法为高温炉渣被水淬，高炉冲渣水水温升高进入集水池或水池，通过集水池或水池内设置的热交换器与锅炉水进行热交换；冲渣水温度下降，在高炉冲渣水循环系统中进行下一个冲渣升温循环；锅炉水温度升高，在锅炉水汽化循环系统中被锅炉加热成蒸汽供用户使用，产生的冷凝水及补充水经循环泵送至热交换器进行下一次预热。本发明不改变高炉冲渣水循环流程，不需另行设置水池，不需设置过滤器，换热效率高，技术简单可行，可有效全面的回收高炉冲渣水的余热，利用效率高，且推广价值大。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用高炉冲渣水余热的系统和方法，尤其涉及一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统和方法，属于冶金工业技术领域。
背景技术
高炉渣是炼铁时排出的废渣，每吨铁产生300～900kg的高炉渣，其主要成分是硅酸钙或铝酸钙等。一般钢铁厂在高炉炼铁工艺中，产生的高炉渣温度超过1400℃，高炉渣所带走的热量约占高炉总能耗的16%。目前高炉基本都采用水冲渣工艺，高炉渣显热基本都进入冲渣水中，即便采用强制通风冷却，随着冲渣水的循环，水温仍可上升到约95℃，导致大量蒸汽释放到大气中，除了浪费能源外，同时还会造成水资源浪费和热污染。
目前，国家高校、企业采用的高炉冲渣水余热回收利用的主要技术有以下几类：
1.高炉冲渣水余热采暖系统。对于中国大部分地区，需要采暖的时间比较短，系统利用率低，推广价值不大；
2.高炉冲渣水余热制冷系统。在夏季，热水送入吸收式制冷机组，但制冷机组热水用量有限，系统利用率也较低，推广价值也不大；
3.高炉冲渣水余热发电系统。由于热水温度不够高，且存在较大幅度的波动，流量大，受现有技术的限制，系统效率和作业率均不能达到工业化的条件；
4.高炉冲渣水预热其他工质的系统。需要新增水池，将冲渣水过滤，对系统耐磨要求高，或经过二级热交换才将冲渣水热能传递给工质进行综合利用，存在投资大、热效率低、运行成本高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有高炉冲渣水余热回收技术存在的不足，提供一种技术可靠、简单可行的高炉冲渣水预热锅炉水的系统和方法。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：
一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，它包括高炉冲渣水循环系统，所述高炉冲渣水循环系统包括粒化箱、冲渣沟、粒化槽、渣水分离装置、集水池、回水泵、冷却塔、水池、粒化泵及其连接管道。
该高炉冲渣水预热锅炉水的系统还包括冲渣水与锅炉水热交换系统、锅炉水汽化循环系统，所述冲渣水与锅炉水热交换系统包括热交换器及换热工质；所述锅炉水汽化循环系统包括锅炉、蒸汽用户、冷凝回水器、循环泵及连接管道；
所述热交换器设置于集水池或水池中，所述热交换器内部的换热工质为锅炉水。
高温炉渣被水淬，高炉冲渣水水温升高进入集水池或水池，通过集水池或水池内设置的热交换器与锅炉水进行热交换，经热交换，高炉冲渣水温度下降，在高炉冲渣水循环系统中进行下一个冲渣升温循环。高炉冲渣水热交换的同时，锅炉水温度升高，在锅炉水汽化循环系统中被锅炉加热成蒸汽供用户使用，产生的冷凝水及补充水经循环泵送至热交换器进行下一次预热。
作为本发明的优选方案之一，所述热交换器为间壁式热交换器。
进一步的，所述间壁式热交换器可以是单组，也可以是多组串联或并联。
一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其包括下述步骤：
a.高温炉渣被粒化箱喷射冷却水快速冷却水淬，炉渣被粒化，高炉冲渣水水温升高，进入渣水分离装置进行渣水分离，高炉冲渣水进入集水池经回水泵进入水池，通过集水池或水池内设置的热交换器与锅炉水进行热交换；经热交换，高炉冲渣水温度下降，在高炉冲渣水循环系统中进行下一个冲渣升温循环；
b.高炉冲渣水热交换的同时，锅炉水温度升高，在锅炉水汽化循环系统中被锅炉加热成蒸汽供用户使用，产生的冷凝水及补充水经循环泵送至热交换器进行下一次预热。
优选的，所述热交换器采用间壁式热交换器。
更优选的，所述间壁式热交换器可以是单组，也可以是多组串联或并联。
作为本发明的优选方案之一，该高炉冲渣水预热锅炉水的系统正常作业时，所述热交换器低于水池液面。
作为本发明的优选方案之一，所述冷却塔中的冷却系统可部分或全部关闭，这样可以减少冲渣水在进入热交换前的温降，并使回水泵工作扬程降低，减少电耗。
优选的，所述高炉冲渣水与锅炉水的热交换仅由一级热交换即完成。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果是：
本发明技术简单可行，冲渣水与锅炉水热交换系统利用了高炉冲渣水循环系统中的集水池或水池，冲渣水与锅炉水热交换系统不需另行设置水池；不改变高炉冲渣水循环流程，用于热交换的高炉冲渣水不需要经过过滤，没有设置过滤器，不需要进行耐磨处理，降低投资；高炉冲渣水循环系统冷却塔可部分或全部关闭，节约电能；高炉冲渣水与锅炉水的热交换仅由一级热交换即完成，换热效率高。本发明可有效全面的回收高炉冲渣水的余热，利用效率高，且推广价值大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明结构特征和技术要点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统的结构及工艺流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统的结构及工艺流程图。
附图标记说明：1-高温炉渣，2-粒化箱，3-冲渣沟，4-粒化槽，5-渣水分离装置，6-集水池， 7-回水泵，8-冷却塔，9-水池，10-粒化泵，11-热交换器，12-锅炉，13-蒸汽用户，14-冷凝回水器，15-循环泵。
具体实施方式
下面结合附图和本实施例对本发明的技术方案作进一步具体、清楚、完整的描述，当然下列实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1所示，为本实施例的一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，它包括高温炉渣1、粒化箱2、冲渣沟3、粒化槽4、渣水分离装置5、集水池6、回水泵7、冷却塔8、水池9、粒化泵10、热交换器11、锅炉12、蒸汽用户13、冷凝回水器14、循环泵15及其连接管道，所述粒化箱1设置于冲渣沟3的端部，所述粒化槽4与渣水分离装置5经管道连接，所述渣水分离装置5下方设置有一集水池6，所述集水池6内设置有热交换器11，所述回水泵7分别与集水池6与冷却塔8连接，所述冷却塔8下方设置有一水池9，所述水池9与粒化泵10连接，所述粒化泵10与粒化箱2连接。所述热交换器11与锅炉12连接，所述锅炉12与蒸汽用户13连接，所述蒸汽用户13与冷凝回水器14连接，所述冷凝回水器14与循环泵15连接，所述循环泵15与热交换器11连接。
参见图2所示，为本实施例的另一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，它包括高温炉渣1、粒化箱2、冲渣沟3、粒化槽4、渣水分离装置5、集水池6、回水泵7、冷却塔8、水池9、粒化泵10、热交换器11、锅炉12、蒸汽用户13、冷凝回水器14、循环泵15及其连接管道，所述粒化箱1设置于冲渣沟3的端部，所述粒化槽4与渣水分离装置5经管道连接，所述渣水分离装置5下方设置有一集水池6，所述回水泵7分别与集水池6及冷却塔8连接，所述冷却塔8下方设置有一水池9，所述水池9与粒化泵10连接，所述粒化泵10与粒化箱2连接。所述水池9内设置有热交换器11，所述热交换器11与锅炉12连接，所述锅炉12与蒸汽用户13连接，所述蒸汽用户13与冷凝回水器14连接，所述冷凝回水器14与循环泵15连接，所述循环泵15与热交换器11连接。
该系统利用集水池6或水池9，冲渣水与锅炉水热交换系统不需另行设置水池，不改变高炉冲渣水循环流程，用于热交换的冲渣水不需要经过过滤，没有设置过滤器。所述集水池6或水池9内设置有热交换器11，所述热交换器11为间壁式热交换器，所述间壁式热交换器可以是单组，也可以是多组串联或并联。所述热交换器11内部换热工质为锅炉水，该系统运行时，利用热交换器11经过一级换热即可将热量传递给热交换器11内的锅炉水，经预热的锅炉水供锅炉12生产蒸汽。
参见图1及图2所示，本实施例的高炉冲渣水预热锅炉水的方法的工艺流程为：
a.高温炉渣1被粒化箱2喷出的冲渣水在粒化槽4内粒化，冲渣水温升高，进入渣水分离装置5进行渣水分离，高炉冲渣水进入集水池6或水池9，通过集水池6或水池9内设置的热交换器11与锅炉水进行热交换。经热交换，高炉冲渣水温度下降，在高炉冲渣水循环系统中进行下一个冲渣升温循环。
b.冲渣水热交换的同时，锅炉水温度升高，在锅炉水汽化循环系统中被锅炉12加热成蒸汽供用户13使用，产生的冷凝水及补充水经循环泵15送至热交换器11进行下一次预热。
作为本实施例的优选方案之一，该高炉冲渣水预热锅炉水的系统正常作业时，所述热交换器11低于水池液面。
作为本实施例的优选方案之一，所述冷却塔8中的冷却系统可部分或全部关闭，这样可以减少冲渣水在进入热交换前的温降，并使回水泵7工作扬程降低，减少电耗。
优选的，所述高炉冲渣水与锅炉水的热交换仅由一级热交换即完成。
综上所述，本实施例技术简单可行，利用集水池或水池，冲渣水与锅炉水热交换系统不需另行设置水池；不改变高炉冲渣水循环流程，用于热交换的高炉冲渣水不需要经过过滤，没有设置过滤器。当高炉出渣时，炉渣显热基本都进入冲渣水，并随着冲渣水的循环，部分或全部关闭冷却塔，系统中集水池和水池中的水温迅速上升，在集水池或水池中安装间壁式热交换器，系统运行时，利用热交换器将热量传递给热交换器内的锅炉水，经预热的锅炉水供锅炉使用。本实施例可有效全面的回收高炉冲渣水的余热，利用效率高，且推广价值大。
上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上所述内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，其包括高炉冲渣水循环系统，所述高炉冲渣水循环系统包括粒化箱、冲渣沟、粒化槽、渣水分离装置、集水池、回水泵、冷却塔、水池、粒化泵及其连接管道，其特征在于，
该高炉冲渣水预热锅炉水的系统还包括冲渣水与锅炉水热交换系统、锅炉水汽化循环系统，所述冲渣水与锅炉水热交换系统包括热交换器及换热工质；所述锅炉水汽化循环系统包括锅炉、蒸汽用户、冷凝回水器、循环泵及连接管道；
所述热交换器设置于集水池或水池中，所述热交换器内部的换热工质为锅炉水。
2.根据权利要求1所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，其特征在于，所述热交换器为间壁式热交换器。
3.根据权利要求2所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的系统，其特征在于，所述间壁式热交换器可以是单组，也可以是多组串联或并联。
4.一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，该高炉冲渣水预热锅炉水的方法包括下述步骤：
a.高温炉渣被粒化箱喷射冷却水快速冷却水淬，高温炉渣被粒化，高炉冲渣水水温升高，进入渣水分离装置进行渣水分离，然后高炉冲渣水进入集水池经回水泵进入水池，通过集水池或水池内设置的热交换器与锅炉水进行热交换；经热交换，高炉冲渣水温度下降，在高炉冲渣水循环系统中进行下一个冲渣升温循环；
b.高炉冲渣水热交换的同时，锅炉水温度升高，在锅炉水汽化循环系统中被锅炉加热成蒸汽供用户使用，产生的冷凝水及补充水经循环泵送至热交换器进行下一次预热。
5.根据权利要求4所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，所述热交换器采用间壁式热交换器。
6.根据权利要求5所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，所述间壁式热交换器可以是单组，也可以是多组串联或并联。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，该高炉冲渣水预热锅炉水系统正常作业时，所述热交换器低于水池液面。
8.根据权利要求4所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，所述冷却塔中的冷却系统可部分或全部关闭。
9.根据权利要求4所述的一种高炉冲渣水预热锅炉水的方法，其特征在于，所述高炉冲渣水与锅炉水的热交换仅由一级热交换即完成。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |