CN104033872B - 连铸机余热回收方法及回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种连铸机余热回收方法，用于解决现有技术使用软水直接加热产生的运行压力高、对设备损坏大且得到的水蒸汽品质低无法有效转换利用的问题，先使用非水导热介质将连铸机现场的热量进行扑捉吸收，再将水与高温非水导热介质进行热交换，最终得到可转化利用的高温高压水蒸气。另外，还提出了一种连铸机余热回收系统，包括如下装置：热量采集装置、锅炉换热装置、蓄水蓄热装置和应用系统，锅炉换热装置包括换热室和蒸汽室，换热室内设置有第一换热器；热量采集装置与第一换热器连接，蒸汽室分别与蓄水蓄热装置、应用系统连接。本法无需软水制备装置，非水导热介质在低压下运行不产生气阻，得到的水蒸气稳定且品质高，可以满足发电的要求。
Description
技术领域
本发明涉及冶金行业技术领域，特别是指一种连铸机余热回收方法及回收系统。
背景技术
能源紧缺的今天，节能、降耗、减排是各个企业，尤其是能耗大、成本高的钢铁行业亟待解决的问题。目前，大部分钢铁企业在生产钢坯时，连续铸钢中的一系列设备即连铸机大多暴露在车间，靠辐射、传热或打水等传统方式降温，而没有采取任何遮蔽或余热回收措施。连铸机作为一个能量释放体，在冶炼钢水时其温度最高可达1500～1600℃，出台温度一般为700～800℃左右甚至更低，由此产生的能源的浪费非常突出。另外，钢坯强烈的热辐射使得车间的环境温度特别高，导致车间一线工人工作条件恶化。如果能将连铸钢坯从高温冷却到室温多释放的热量有效收集起来，再利用于生产，比如用这些热量先加热水，得到水蒸汽，再利用水蒸汽推动汽轮机或螺杆机，进而带动发电机发电，将连铸机的余热转化为电能，构建循环经济，则可极大减少浪费，提高能源循环利用率。
专利1(申请号201210405642.0)提出了一种连铸机钢坯余热回收装置，针对连铸机各个部分模块化设计出多个用于回收能量的受热面，然后把软化后的自来水流入预热器余热后，液态水通过强制循环泵加压进入各个受热面吸收钢坯余热，进而转化成一定压力的水蒸汽。既可以回收余热，又可以改善车间工作环境。但是，所述技术采用软水直接加热存在以下问题：(1)运行压力高，容易泄漏；(2)水汽化时在弯管管路出容易形成气阻，造成局部过热损坏；(3)需要软水制备装置，有软水损耗；(4)产生的水蒸气为低品质水蒸汽，很难转化为可利用的能源。
发明内容
本发明提出一种连铸机余热回收方法及回收系统，用于解决背景技术中的上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种连铸机余热回收方法，先使用非水导热介质将连铸机现场的热量进行扑捉吸收，再将水与高温非水导热介质进行热交换，最终得到可转化利用的高温高压水蒸气。
优选的，非水导热介质包括导热油和熔盐。
优选的，导热油包括烷基苯型导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油或联苯和联苯醚抵低熔混合物导热油中的一种；熔盐为硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的三元共熔混合物。
本发明还提出了一种连铸机余热回收系统，包括如下功能装置：热量采集装置、锅炉换热装置、蓄水蓄热装置、应用系统，锅炉换热装置包括换热室和蒸汽室，换热室内设置有第一换热器；热量采集装置与第一换热器连接，蒸汽室分别与蓄水蓄热装置、应用系统连接。
优选的，应用系统包括发电系统和回收系统。
优选的，还包括常压水箱，常压水箱与蓄水蓄热装置连接。
优选的，蓄水蓄热装置内还设置有第二换热器，第二换热器一端与发电系统连接，另一端与常压水箱连接。
优选的，蒸汽室上设置有安全放散阀、蒸汽出口压力调节阀和水位计。
优选的，蒸汽室内设置有水汽分离器。
优选的，第一换热器与第二换热器均为紫铜材质的盘管式或螺管式换热器。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、采用高沸点的非水导热介质，低压运行不产生泄漏、不产生气阻，避免介质泄漏产生安全隐患，也避免了局部过热烧坏管道；
2、产生的水蒸气稳定、品质高，可以满足发电需要；
3、无需软水制备装置，节约投资成本且使用寿命长；
4、系统设计合理、紧凑，占地少、成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种连铸机余热回收系统的结构示意图。
图中：
1、热量采集装置；2、锅炉换热装置；21、换热室；211、第一换热器；22、蒸汽室；3、蓄水蓄热装置；31、第二换热器；4、常压水箱；5、发电系统；6、回收系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种连铸机余热回收方法，先使用非水导热介质将连铸机现场的热量进行扑捉吸收，再将水与高温非水导热介质进行热交换，最终得到可转化利用的高温高压水蒸气。
作为一种优选的技术方案，本发明的再一实施例，非水导热介质包括导热油和熔盐。
作为一种优选的技术方案，本发明的又一实施例，导热油包括烷基苯型导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油或联苯和联苯醚抵低熔混合物导热油中的一种；熔盐为硝酸钾、亚硝酸钠和硝酸钠的三元共熔混合物。
导热油，又称热载体油，具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率高、散热快且热稳定性很好，在几乎常压的条件下，可以获得很高的操作温度，可以大大降低高温系统的操作压力和安全要求，提高了系统和设备的可靠性。在本领域中使用，还可以省略传统的水加热需要的水处理系统，提高了系统传热效率，减少了设备与管线的维护工作。导热油与熔盐在低压条件下工作，操作安全性要高于水和蒸汽系统。
本发明还提出了一种连铸机余热回收系统，包括如下功能装置：热量采集装置1、锅炉换热装置2、蓄水蓄热装置3、应用系统，锅炉换热装置2包括换热室21和蒸汽室22，换热室21内设置有第一换热器211；热量采集装置1与第一换热器211连接，蒸汽室22分别与蓄水蓄热装置3、应用系统连接。
工作原理为：热量采集装置1用于扑捉吸收连铸机现场的热量，之后非水导热介质吸收热量采集装置1的热量后进入第一换热器211内；蓄水蓄热装置3(蓄水蓄热装置3上设置有进水管道)可向换热室21内提供水，经第一换热器211转化，水吸收高温非水导热介质的热量并转换为水蒸气进入蒸汽室22，继而进入应用系统内被转化利用。
热量采集装置1可以根据连铸机的具体部件进行设计，包括多个分散的热量采集部件，这些热量采集部件均采用导热良好的材料作为吸热面、保温良好的材料作为背热面。比如：拉矫机前部位，鉴于二冷室后到拉矫机前无水冷、无防护，钢坯初出二冷室温度很高(1100～1200℃左右)，且属于弧形段上引锭，因此采用包裹式或半包裹式或桶形热量采集部件；拉矫机部分，现有的拉矫机大多采用下面开口的两边水冷设置，上侧加隔热板的形式防止其被烤坏，因此这部分热量采集部件为导热油吸热板，既可以保护设备又可以有效吸收热量；拉矫机后部剪切前部，此区域处理完钢坯坯头后是一个平滑近乎恒温的高温区，温度达1000～1100℃，由于处理坯头、坯尾的需要，不能设计成固定式采集部件，因此采用辊道辊子间隙采用吸热板形式，吸收钢坯两侧的高温热量，顶部做成升降式整体导热油平板吸热装置；切后辊道，这部分钢坯要快速通过，为了有效采集热量，可以根据钢坯长度设置固定区域的活动隧道式采集罩；冷床部分，钢坯多集中在此区域，因此热量集中，采用上下固定板式采集部件。
非水导热介质通过管道进入热量采集装置1，管道与热量采集装置1的连接均采用高温阀(未标出)与快速接头(未标出)的形式，以方便处理现场问题；除热量采集装置1外，其他管道均采用钢管，钢管外设置有保温层。
作为一种优选的技术方案，本发明的再一实施例，应用系统包括发电系统5和回收系统6。
作为一种优选的技术方案，本发明的再一实施例，还包括常压水箱4，常压水箱4与蓄水蓄热装置3连接。
作为一种优选的技术方案，本发明的又一实施例，蓄水蓄热装置3内还设置有第二换热器31，第二换热器31一端与发电系统5连接，另一端与常压水箱4连接。
为了保证发电效率，本发明还设置了常压水箱4，常压水箱4与蓄水蓄热装置3连接；为了进一步回收热量，发电后的水也通过第二换热器31进行了热量回收。发电后的水汽混合物经过蓄水蓄热装置3内的第二换热器31，将热量传输给蓄水蓄热装置3中的水，水流回常压水箱4，到达一定的水位后再用水泵(未标出)将其压入蓄水蓄热装置3；或者，得到的高温高压水蒸气通过并网进入回收系统6另作他用。
作为一种优选的技术方案，本发明的另一实施例，蒸汽室22上设置有安全放散阀(未标出)、蒸汽出口压力调节阀(未标出)和水位计(未标出)。
作为一种优选的技术方案，本发明的再一实施例，蒸汽室22内设置有水汽分离器(未标出)。
为了保证水蒸汽的质量，蒸汽室22内设置有进行水汽分离的水汽分离器，分离后的高温高压水蒸汽再经管道进入发电系统5中进行发电。发电系统5包括汽轮机(或螺杆机，均未标出)和发电机(未标出)。
作为一种优选的技术方案，本发明的又一实施例，第一换热器211与第二换热器31均为紫铜材质的盘管式或螺管式换热器，当然换热器的材质或形状也可以为其他材质或形状，只要具有良好的换热效率即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种回收连铸机余热的系统，其特征在于：
包括如下功能装置：热量采集装置(1)、锅炉换热装置(2)、蓄水蓄热装置(3)和应用系统，所述锅炉换热装置(2)包括换热室(21)和蒸汽室(22)，所述换热室(21)内设置有第一换热器(211)；
所述热量采集装置(1)与所述第一换热器(211)通过循环泵站系统连接，所述蒸汽室(22)分别与所述蓄水蓄热装置(3)、所述应用系统连接，所述应用系统包括发电系统(5)和回收系统(6)，所述蒸汽室(22)内设置有水汽分离器。
2.根据权利要求1所述的回收连铸机余热的系统，其特征在于：还包括常压水箱(4)，所述常压水箱(4)与所述蓄水蓄热装置(3)连接。
3.根据权利要求2所述的回收连铸机余热的系统，其特征在于：所述蓄水蓄热装置(3)内还设置有第二换热器(31)，所述第二换热器(31)一端与所述发电系统(5)连接，另一端与所述常压水箱(4)连接。
4.根据权利要求1所述的回收连铸机余热的系统，其特征在于：所述蒸汽室(22)上设置有安全放散阀、蒸汽出口压力调节阀和水位计。
5.根据权利要求3所述的回收连铸机余热的系统，其特征在于：所述第一换热器(211)与所述第二换热器(31)均为紫铜材质的盘管式或螺管式换热器。
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