CN108917415A - 间断式热源热水储热综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种间断式热源热水储热综合利用系统，包括高效蓄能水罐，高效蓄能水罐的上部连通设置高温水通道管，下部连通设置低温水通道管，间断式热源热水储热综合利用系统还包括余热利用部和余热供给部，低温水通道管、第一低温水管、余热供给部、第一高温水管和高温水通道管连通构成充热循环通道，高温水通道管、第二高温水管、余热利用部、第二低温水管和低温水通道管构成放热循环通道。该间断式热源热水储热综合利用系统能将多个工序中间断产生的热水汇总储存并利用，实现设备的简化，并且能提高热能利用效率及连续性。

Description

间断式热源热水储热综合利用系统

技术领域

本发明涉及冶炼余热回收利用技术领域，尤其涉及一种间断式热源热水储热综合利用系统。

背景技术

钢铁厂内各生产工艺产生的烟气量巨大，高温烟气内蕴含丰富显热，而钢铁厂本身也是耗能大户，对于电能、采暖水、生产用热水、蒸汽等消耗量巨大，近年来人们已经通过研究和实践，对于中高温烟气(大于200℃)，已经有很多的余热回收方法和设备，例如铁前的烧结余热回收系统、炼钢区域的转炉汽化冷却系统和电炉余热回收装置，对于中高温烟气已经有多种解决方案，可产生用于发电的高参数蒸汽，但对于以上余热回收系统的低温排气和低温段的烟气，往往排放或直接进入厂区煤气管网，热量并没有被利用，造成了低温烟气热值的浪费。

随着各种高温水利用技术的发展：如ORC发电系统(利用低温水发电)、冷水机组(可产生用于脱硫工艺的浆液冷却)及常规的供热系统，100℃左右的高温水也能得到充分的利用，而这种高温水又可以通过与低温烟气(小于200℃)的换热较容易得到。然而钢铁厂的各生产工艺往往是间断和分散的，如果单纯针对某一工艺设置低温烟气换热系统，设备投资成本会大大提高，并且产生的热水也往往不连续，难以得到充分的利用。

现有技术中存在一种余热利用方法，其利用钢厂内烟气余热换热器和冲渣水余热换热器，对热网回水进行加热，在热负荷出险峰值时，再启动燃气锅炉对热网水进行加热，实现了能源梯级利用，但该调峰方法需要消耗燃气，产生额外的能源消耗，另外燃气锅炉房的安装和施工也需要成本和占地。此外，该方法仅利用了钢厂内的单一余热，即冲渣水余热。另外，储能罐仅仅用来储存热网补水，并不能很好的提高余热利用率。

现有技术中存在另一种余热利用方法，其利用转炉、竖炉、加热炉的余热产生蒸汽，通过蓄热器和电动阀门，将不同参数的蒸汽整合、分配，进入汽轮机的不同级，完成发电，收集了钢厂内不同设备产生的不同参数的蒸汽。但是，该技术只收集并整合了高温烟气的余热产品-蒸汽，但对产生蒸汽后的低温烟气，并没有给予利用，且蒸汽蓄热器体积有限，能储存和调节的蒸汽量有限，如果生产长时间间断，也会对汽轮机发电造成影响。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种间断式热源热水储热综合利用系统，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种间断式热源热水储热综合利用系统，克服现有技术中存在的间断式余热回收品类单一、余热回收利用率低等问题，该间断式热源热水储热综合利用系统能将多个工序中间断产生的热水汇总储存并利用，实现设备的简化，并且能提高热能利用效率及连续性。

本发明的目的是这样实现的，一种间断式热源热水储热综合利用系统，包括能存储和释放热源热量的高效蓄能水罐，所述高效蓄能水罐包括蓄能水箱，所述蓄能水箱的上部连通设置高温水通道管，所述蓄能水箱的下部连通设置低温水通道管，所述高温水通道管和所述低温水通道管的一端开口均连通设置盘型且能均匀布水的布水器；所述间断式热源热水储热综合利用系统还包括余热利用部和能间断提供热源热能的余热供给部，所述高温水通道管的另一端开口通过第一高温水管与余热供给部的高温水出口连通或通过第二高温水管与余热利用部的高温水入口连通，所述低温水通道管的另一端开口通过第一低温水管与余热供给部的低温水入口连通或通过第二低温水管与余热利用部的低温水出口连通，所述低温水通道管、所述第一低温水管、所述余热供给部、所述第一高温水管和所述高温水通道管连通构成充热循环通道，所述高温水通道管、所述第二高温水管、所述余热利用部、所述第二低温水管和所述低温水通道管构成放热循环通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述布水器包括呈辐射状设置的布水主干管，所述布水主干管上连通设置呈水平设置的布水管组，所述布水管组包括多个同轴且径向间隔设置的环形布水管，各所述环形布水管上沿周向间隔设置多个喷嘴，各所述环形布水管的喷水流量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置。

在本发明的一较佳实施方式中，相邻两个所述环形布水管之间通过多个沿周向间隔设置的联通管径向连通，位于同一所述环形布水管的径向两侧的联通管呈周向交错设置。

在本发明的一较佳实施方式中，各所述环形布水管的管径自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置，各所述环形布水管上的喷嘴数量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置；

设定靠近蓄能水箱侧壁的环形布水管为第一环形布水管，所述第一环形布水管上设置的喷嘴为第一喷嘴，设定位于所述第一环形布水管径向内侧的各环形布水管上设置的喷嘴为第二喷嘴，所述第一喷嘴的截面积自入口向出口呈渐缩设置，所述第二喷嘴的截面积自入口向出口呈渐增设置，各所述第一喷嘴和各所述第二喷嘴的出水压力呈相同设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述蓄能水箱的外侧包覆设置多层绝热结构，所述蓄能水箱的内侧底部沿周向均匀间隔设置压力传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一低温水管和所述第二低温水管上串接有水泵。

在本发明的一较佳实施方式中，所述余热供给部包括低温烟气余热回收部，所述低温烟气余热回收部包括烟气换热器，所述烟气换热器内包括烟气通道和余热回收水通道，所述余热回收水通道的入口与所述第一低温水管的出口连通，所述余热回收水通道的出口与所述第一高温水管的入口连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述烟气换热器包括烧结环冷机烟气换热器、电炉烟气换热器和转炉烟气换热器，烧结环冷机烟气换热器的烟气通道的入口与烧结环冷机的低温烟气出口连通，烧结环冷机烟气换热器的烟气通道的出口与烧结环冷机的空气入口连通；烧结环冷机烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，烧结环冷机烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通；

电炉烟气换热器的烟气通道的入口与电炉的低温烟气出口连通，电炉烟气换热器的烟气通道的出口与煤气系统连通；电炉烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，电炉烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通；

转炉烟气换热器的烟气通道的入口与转炉的低温烟气出口连通，转炉烟气换热器的烟气通道的出口与煤气系统连通；转炉烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，转炉烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述余热利用部包括热量供给换热通道，所述热量供给换热通道的入口与所述第二高温水管的出口连通；所述热量供给换热通道的出口与所述第二低温水管的入口连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述热量供给换热通道包括采暖站热量供给换热通道、冷水机组热量供给换热通道和ORC发电系统热量供给换热通道；

所述采暖站热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述采暖站热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通；所述冷水机组热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述冷水机组热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通；所述ORC发电系统热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述ORC发电系统热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通。

由上所述，本发明提供的间断式热源热水储热综合利用系统具有如下有益效果：

本发明的间断式热源热水储热综合利用系统中，充热循环通道将钢铁厂的各生产工艺连续或间断、分散地提供的低温烟气热能通过换热形式吸收形成高温水，并将该部分高温水汇集存储于高效蓄能水罐的内腔上部实现充热，实现余热充分的回收和设备的简化；间断和分散的低温烟气热能汇集并以比热容较大的水为介质将热能存储，高效蓄能水罐体积较大，可以储存多个工序中间断或连续产生的热水，当充热过程结束后，可通过放热循环通道将高温水连续稳定输送至余热利用部实现放热，大大提高热水利用效率及连续性；本发明的间断式热源热水储热综合利用系统使低温烟气热能的可利用性突破季节限制因素，在量上规模化，实用性更加广泛，经济效益更持续、更显著。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的间断式热源热水储热综合利用系统示意图。

图2：为本发明的高效蓄能水罐的示意图。

图3：为图2中A-A处剖视图。

图中：

200、间断式热源热水储热综合利用系统；

201、第一高温水管；202、第一低温水管；203、第二高温水管；204、第二低温水管；

300、余热利用部；

301、采暖站热量供给换热通道；302、冷水机组热量供给换热通道；

400、余热供给部；

401、烧结环冷机烟气换热器；402、电炉烟气换热器；403、转炉烟气换热器；

100、高效蓄能水罐；

1、蓄能水箱；

11、高温水通道管；12、低温水通道管；

2、布水器；

21、布水主干管；22、布水管组；221、第一环形布水管；23、联通管；

31、第一喷嘴；32、第二喷嘴；

4、多层绝热结构；

5、水泵；

91、烧结环冷机；92、电炉；93、煤气系统；94、转炉；95、采暖换热站；96、冷水机组；97、ORC发电系统。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图3所示，本发明提供一种间断式热源热水储热综合利用系统200，包括能存储和释放热源热量的高效蓄能水罐100，高效蓄能水罐100包括蓄能水箱1，蓄能水箱1的上部连通设置高温水通道管11，蓄能水箱1的下部连通设置低温水通道管12(需要说明的是，文中所提及的高温水、低温水是相对的温度，蓄能水箱1的上部水温高于蓄能水箱1的下部水温，其温度没有明确的限定，其中的高温水温度不高于余热供给部排出的低温烟气的温度，一般低温烟气的温度小于200℃)，高温水通道管11和低温水通道管12的两端开口均为进出双向开口，高温水通道管11和低温水通道管12的一端开口均连通设置盘型且能均匀布水的布水器2；间断式热源热水储热综合利用系统200还包括余热利用部300和能间断提供热源热能(钢铁厂的各生产工艺间断和分散地提供的低温烟气热能)的余热供给部400，高温水通道管11的另一端开口通过第一高温水管201与余热供给部400的高温水出口连通或通过第二高温水管203与余热利用部300的高温水入口连通，低温水通道管12的另一端开口通过第一低温水管202与余热供给部400的低温水入口连通或通过第二低温水管204与余热利用部300的低温水出口连通，低温水通道管12、第一低温水管202、余热供给部400、第一高温水管201和高温水通道管11连通构成充热循环通道，高温水通道管11、第二高温水管203、余热利用部300、第二低温水管204和低温水通道管12构成放热循环通道，充热循环通道和放热循环通道择一连通，充热时充热循环通道呈连通状态，放热时放热循环通道呈连通状态。

本发明的间断式热源热水储热综合利用系统中，充热循环通道将钢铁厂的各生产工艺连续或间断、分散地提供的低温烟气热能通过换热形式吸收形成高温水，并将该部分高温水汇集存储于高效蓄能水罐的内腔上部实现充热，实现余热充分的回收和设备的简化；间断和分散的低温烟气热能汇集并以比热容较大的水为介质将热能存储，高效蓄能水罐体积较大，可以储存多个工序中间断或连续产生的热水，当充热过程结束后，可通过放热循环通道将高温水连续稳定输送至余热利用部实现放热，大大提高热水利用效率及连续性；本发明的间断式热源热水储热综合利用系统使低温烟气热能的可利用性突破季节限制因素，在量上规模化，实用性更加广泛，经济效益更持续、更显著。

进一步，如图2、图3所示，布水器2包括呈辐射状设置的布水主干管21，布水主干管21上连通设置呈水平设置的布水管组22，布水管组22包括多个同轴且径向间隔设置的环形布水管，各环形布水管上沿周向间隔设置多个喷嘴(喷嘴为允许液体双向流动的结构，喷嘴外部压力大于环形布水管内压力时，液体从蓄能水箱内经喷嘴、布水器流出，喷嘴外部压力小于环形布水管内压力时，液体经喷嘴、布水器流入蓄能水箱内)，为便于布水操作，能与高温水通道管11连通的各喷嘴的开口朝上设置，各环形布水管的喷水流量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置。

本发明的间断式热源热水储热综合利用系统中的高效蓄能水罐能均布配水，新型布水器的各环形布水管和辐射状的布水主干管能使高温水分布均匀，且各环形布水管的喷水流量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置，保证单位面积上布水量相同，从而实现蓄能水罐内高温水的均匀喷射，保证斜温层稳定，提高蓄能水罐的利用效率，有效提高供热效率；布水主干管呈辐射状设置，能使主管道(高温水通道管)承受的反推力更加均匀，减小布水器本体的热应力，增加布水器整体稳定性，有效地提高蓄能水罐大型化后的强度；该高效蓄能水罐能实现平均喷水量均等的水箱横截面积最小化，有效地减少设备的投资和占地面积。

进一步，如图3所示，相邻两个环形布水管之间通过多个沿周向间隔设置的联通管23径向连通，在本实施方式中，同一半径处设置的相邻的两个联通管23之间的周向夹角为90°；为平衡相邻两个环形布水管之间的压力差，位于同一环形布水管的径向两侧的联通管23呈周向交错设置。各环形布水管能够使相同半径位置处的各喷嘴(布水口)静压相同，各环形布水管间设置的联通管能平衡径向水压，使得每个环形布水管间的压力平衡，相同静压会增加液面的自平衡能力，保证布水的均匀性。布水均匀而稳定，能保证斜温层稳定，不会被新进入蓄能水箱1内的水破坏原有平衡，从而提高蓄能水罐利用率。

进一步，靠近蓄能水箱径向中心的位置布水面积小，远离蓄能水箱径向中心的位置布水面积大，为使各环形布水管上的布水均匀，靠近蓄能水箱径向中心的环形布水管的喷水流量应小于远离蓄能水箱径向中心的环形布水管的喷水流量；同时，靠近蓄能水箱径向中心的环形布水管(内圈环形布水管)内的水压大于远离蓄能水箱径向中心的环形布水管(外圈环形布水管)内的水压，各环形布水管的管径自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置，各环形布水管上的喷嘴数量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置。

如图2、图3所示，设定靠近蓄能水箱侧壁的环形布水管为第一环形布水管221，第一环形布水管221上设置的喷嘴为第一喷嘴31，设定位于第一环形布水管221径向内侧的各环形布水管上设置的喷嘴为第二喷嘴32，第一喷嘴31的截面积自入口向出口呈渐缩设置(第一喷嘴31的入口与第一环形布水管221连通，第一喷嘴31的出口朝上设置，其构成正喇叭状结构，即缩口设置)，第二喷嘴32的截面积自入口向出口呈渐增设置(第二喷嘴32的入口与第一环形布水管221径向内侧的环形布水管连通，第二喷嘴32的出口朝上设置，其构成倒喇叭状结构，即扩口设置)，各第一喷嘴和各第二喷嘴的出水压力呈相同设置。靠近蓄能水箱径向中心的环形布水管(内圈环形布水管)内的水压大于远离蓄能水箱径向中心的环形布水管(外圈环形布水管)内的水压，倒喇叭状结构的第二喷嘴32能增加出水截面积降低出口压力，正喇叭状结构的第二喷嘴32能减小出水截面积增大出口压力，原本靠近蓄能水箱径向中心的喷嘴阻力损失小、远离蓄能水箱径向中心的喷嘴阻力损失大所导致的压力差可以通过设置不同的喷嘴形式而平衡，使整个布水器上的喷嘴出水压力达到一致。

进一步，如图3所示，蓄能水箱1的外侧包覆设置多层绝热结构4，增强了蓄能水罐的绝热性，减少热损失，防止热量损失过大后蓄能水罐内原有的分层结构破坏，增加蓄能水罐利用率。

蓄能水箱1的内侧底部沿周向均匀间隔设置压力传感器，大型的蓄能水罐体积较大且高度很高，常规的磁翻板及电极点液位计安装较为复杂，在蓄能水箱1的底部设置压力传感器，压力传感器利用了不同温度下蓄热介质(水)密度不同从而产生的压力不同的原理，压力传感器可通过密度折算出蓄能水箱1中水体积，计算出蓄能水箱1中液位高度，压力传感器安装方便，计算简单、准确。

进一步，如图1所示，第一低温水管202和第二低温水管204上串接有水泵5，水泵5提高低温水的压力，使其更加顺利地进入低温水通道管12或各烟气换热器内的余热回收水通道。

进一步，余热供给部400包括低温烟气余热回收部，低温烟气余热回收部包括烟气换热器，烟气换热器内包括烟气通道和余热回收水通道，余热回收水通道的入口与第一低温水管的出口连通，余热回收水通道的出口与第一高温水管的入口连通。本发明利用的热源为低温、间断或连续热源，凡是热源不容易被利用的或其他余热利用流程利用后的低温及间断产生的热源都可以汇集用来进一步利用。

如图1所示，在本发明的一具体实施例中，烧结环冷机3段低温烟气、电炉低温烟气和转炉低温烟气能构成间断式热源，烟气换热器包括烧结环冷机烟气换热器401、电炉烟气换热器402和转炉烟气换热器403；

烧结环冷机烟气换热器401的烟气通道的入口与烧结环冷机91的低温烟气出口连通，烧结环冷机烟气换热器401的烟气通道的出口与烧结环冷机91的空气入口连通；烧结环冷机烟气换热器401的余热回收水通道的入口与一第一低温水管202的出口连通，烧结环冷机烟气换热器401的余热回收水通道的出口与一第一高温水管201的入口连通；烧结环冷机91一般会产生三段低温烟气，烧结环冷机91所产生的烟气基本连续，其中1、2段低温烟气被引入余热锅炉中被利用，但3段低温烟气因为温度较低，往往被放散，本发明中烧结环冷机91的3段低温烟气被引做热源之一，通过烧结环冷机烟气换热器401的烟气通道加热余热回收水通道内低温水，将低温水温度提高至80～100℃，产生基本连续的高温水，该部分高温水通过第一高温水管201进入高效蓄能水罐100；

电炉烟气换热器402的烟气通道的入口与电炉92的低温烟气出口连通，电炉烟气换热器402的烟气通道的出口与煤气系统93连通；电炉烟气换热器402的余热回收水通道的入口与一第一低温水管202的出口连通，电炉烟气换热器402的余热回收水通道的出口与一第一高温水管201的入口连通；电炉92在生产中，往往为间断生产，每进行一个工艺流程，便产生一个周期的烟气，烟气经蒸汽余热回收锅炉利用后排出，蒸汽余热回收锅炉排出的低温烟气引做热源之一，通过电炉烟气换热器402的烟气通道加热余热回收水通道内低温水，将低温水温度提高至80～100℃，产生间断的高温水，该部分高温水通过第一高温水管201进入高效蓄能水罐100；

转炉烟气换热器403的烟气通道的入口与转炉94的低温烟气出口连通，转炉烟气换热器403的烟气通道的出口与煤气系统93连通；转炉烟气换热器403的余热回收水通道的入口与一第一低温水管202的出口连通，转炉烟气换热器403的余热回收水通道的出口与一第一高温水管201的入口连通；转炉94在炼钢生产中，只有吹炼时产生高温烟气，该高温烟气通过转炉汽化冷却系统和除尘系统后，高温烟气部分进入厂区煤气系统，剩余的低温烟气引做热源之一，通过转炉烟气换热器403的烟气通道加热余热回收水通道内低温水，将低温水温度提高至80～100℃，产生间断的高温水，该部分高温水通过第一高温水管201进入高效蓄能水罐100。

进一步，余热利用部300包括热量供给换热通道，热量供给换热通道的入口与第二高温水管203的出口连通；热量供给换热通道的出口与第二低温水管204的入口连通。本发明的余热利用用户用热特点为连续稳定的或者分阶段使用热水的用户，例如厂区供热用户(采暖换热站95)、ORC发电系统97、脱硫系统的冷水机组96等，但不仅限于文中提到的以上三种形式，凡是需要连续或间断使用热水的用户均可作为本发明的余热利用用户。

如图1所示，在本发明的一具体实施例中，热量供给换热通道包括采暖站热量供给换热通道、冷水机组热量供给换热通道和ORC发电系统热量供给换热通道；

采暖站热量供给换热通道301的入口与一第二高温水管203的出口连通，采暖站热量供给换热通道的出口与一第二低温水管204的入口连通；高效蓄能水罐100能通过第二高温水管203稳定排出高温水，稳定的高温水可以作为厂区的采暖换热站95的补充热源，以减少其他能源的消耗。当开始放热过程的时候，大型的高效蓄能水罐100上层的高温水，通过高温水的布水器、高温水通道管11流出水罐至第二高温水管203，通过阀门的切换和水泵的动力，高温水可进入厂区采暖换热站的采暖站热量供给换热通道301中，采暖换热站95内设置采暖水换热循环通道，采暖站热量供给换热通道301内的高温水对采暖水换热循环通道内的采暖水加热，为厂区供暖服务，采暖站热量供给换热通道301内换热后的低温水经第二低温水管204流回到低温水通道管12，通过下层的低温水布水器均匀稳定的回到高效蓄能水罐100下层；

冷水机组热量供给换热通道302的入口与一第二高温水管203的出口连通，冷水机组热量供给换热通道的出口与一第二低温水管204的入口连通；高效蓄能水罐100能通过第二高温水管203稳定排出高温水，稳定的高温水可以作为冷水机组的补充热源，以减少其他能源的消耗。当开始放热过程的时候，大型的高效蓄能水罐100上层的高温水，通过高温水的布水器、高温水通道管11流出水罐至第二高温水管203，通过阀门的切换和水泵的动力，高温水可进入冷水机组96中，高温水用于为冷水机组96的热吸收式制冷循环提供高温热源，加之电能，产生冷水产品，高温水温度越高，耗电量越少，循环产生的冷水用于脱硫系统中冷却浆液，换热后的低温水经第二低温水管204流回到低温水通道管12，通过下层的低温水布水器均匀稳定的回到高效蓄能水罐100下层；

ORC发电系统热量供给换热通道的入口与一第二高温水管203的出口连通，ORC发电系统热量供给换热通道的出口与一第二低温水管204的入口连通。高效蓄能水罐100能通过第二高温水管203稳定排出高温水，稳定的高温水作为ORC发电系统的热源。当开始放热过程的时候，大型的高效蓄能水罐100上层的高温水，通过高温水的布水器、高温水通道管11流出水罐至第二高温水管203，通过阀门的切换和水泵的动力，高温水可进入ORC发电系统97(低沸点工质发电，现有技术)中产生电能，换热后的低温水经第二低温水管204流回到低温水通道管12，通过下层的低温水布水器均匀稳定的回到高效蓄能水罐100下层。

本发明的间断式热源热水储热综合利用系统200使用过程包括充热过程和放热过程，充热过程中，低温水通道管12、第一低温水管202、余热供给部400、第一高温水管201和高温水通道管11构成的充热循环通道连通，余热利用部300与高效蓄能水罐100呈断开状态；蓄能水箱1的下层低温水经下层的布水器自第一低温水管202流出进入余热供给部400(包括烧结环冷机烟气换热器401、电炉烟气换热器402和转炉烟气换热器403)，经烟气换热器换热汲取低温烟气的热量构成高温水(各烟气换热器内的换热过程如前所述)，自余热供给部400流出的高温水经第一高温水管201进入高温水通道管11，并通过上层的布水器将高温水均匀而稳定的分布于大型的高效蓄能水罐100的蓄能水箱1顶部，热水层逐渐向蓄能水箱1下方稳定扩张，随生产进行，高温水将间断进入蓄能水箱1，直至将蓄能水箱1充满热水，即完成了一个充热过程。

放热过程中，高温水通道管11、第二高温水管203、余热利用部300、第二低温水管204和低温水通道管12构成的放热循环通道连通，余热供给部400与高效蓄能水罐100呈断开状态；蓄能水箱1的上层高温水经上层的布水器自第二高温水管203慢慢流出至余热利用部300(包括采暖站热量供给换热通道、冷水机组热量供给换热通道和ORC发电系统热量供给换热通道)，经各热量供给换热通道换热被降温，自余热利用部300流出的低温水经第二低温水管204进入低温水通道管12，并通过下层的布水器均匀稳定地进入蓄能水箱1下层，低温水逐渐向蓄能水箱1上方稳定扩张，实现均匀而稳定的放热过程，满足厂区内各用户的需要。

由上所述，本发明提供的间断式热源热水储热综合利用系统具有如下有益效果：

本发明的间断式热源热水储热综合利用系统中，充热循环通道将钢铁厂的各生产工艺连续或间断、分散地提供的低温烟气热能通过换热形式吸收形成高温水，并将该部分高温水汇集存储于高效蓄能水罐的内腔上部实现充热，实现余热充分的回收和设备的简化；间断和分散的低温烟气热能汇集并以比热容较大的水为介质将热能存储，高效蓄能水罐体积较大，可以储存多个工序中间断或连续产生的热水，当充热过程结束后，可通过放热循环通道将高温水连续稳定输送至余热利用部实现放热，大大提高热水利用效率及连续性；本发明的间断式热源热水储热综合利用系统使低温烟气热能的可利用性突破季节限制因素，在量上规模化，实用性更加广泛，经济效益更持续、更显著。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，包括能存储和释放热源热量的高效蓄能水罐，所述高效蓄能水罐包括蓄能水箱，所述蓄能水箱的上部连通设置高温水通道管，所述蓄能水箱的下部连通设置低温水通道管，所述高温水通道管和所述低温水通道管的一端开口均连通设置盘型且能均匀布水的布水器；所述间断式热源热水储热综合利用系统还包括余热利用部和能间断提供热源热能的余热供给部，所述高温水通道管的另一端开口通过第一高温水管与余热供给部的高温水出口连通或通过第二高温水管与余热利用部的高温水入口连通，所述低温水通道管的另一端开口通过第一低温水管与余热供给部的低温水入口连通或通过第二低温水管与余热利用部的低温水出口连通，所述低温水通道管、所述第一低温水管、所述余热供给部、所述第一高温水管和所述高温水通道管连通构成充热循环通道，所述高温水通道管、所述第二高温水管、所述余热利用部、所述第二低温水管和所述低温水通道管构成放热循环通道。

2.如权利要求1所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述布水器包括呈辐射状设置的布水主干管，所述布水主干管上连通设置呈水平设置的布水管组，所述布水管组包括多个同轴且径向间隔设置的环形布水管，各所述环形布水管上沿周向间隔设置多个喷嘴，各所述环形布水管的喷水流量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置。

3.如权利要求2所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，相邻两个所述环形布水管之间通过多个沿周向间隔设置的联通管径向连通，位于同一所述环形布水管的径向两侧的联通管呈周向交错设置。

4.如权利要求3所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，各所述环形布水管的管径自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置，各所述环形布水管上的喷嘴数量自靠近蓄能水箱径向中心向远离蓄能水箱径向中心呈渐增设置；

设定靠近蓄能水箱侧壁的环形布水管为第一环形布水管，所述第一环形布水管上设置的喷嘴为第一喷嘴，设定位于所述第一环形布水管径向内侧的各环形布水管上设置的喷嘴为第二喷嘴，所述第一喷嘴的截面积自入口向出口呈渐缩设置，所述第二喷嘴的截面积自入口向出口呈渐增设置，各所述第一喷嘴和各所述第二喷嘴的出水压力呈相同设置。

5.如权利要求4所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述蓄能水箱的外侧包覆设置多层绝热结构，所述蓄能水箱的内侧底部沿周向均匀间隔设置压力传感器。

6.如权利要求1所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述第一低温水管和所述第二低温水管上串接有水泵。

7.如权利要求1所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述余热供给部包括低温烟气余热回收部，所述低温烟气余热回收部包括烟气换热器，所述烟气换热器内包括烟气通道和余热回收水通道，所述余热回收水通道的入口与所述第一低温水管的出口连通，所述余热回收水通道的出口与所述第一高温水管的入口连通。

8.如权利要求7所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述烟气换热器包括烧结环冷机烟气换热器、电炉烟气换热器和转炉烟气换热器，烧结环冷机烟气换热器的烟气通道的入口与烧结环冷机的低温烟气出口连通，烧结环冷机烟气换热器的烟气通道的出口与烧结环冷机的空气入口连通；烧结环冷机烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，烧结环冷机烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通；

电炉烟气换热器的烟气通道的入口与电炉的低温烟气出口连通，电炉烟气换热器的烟气通道的出口与煤气系统连通；电炉烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，电炉烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通；

转炉烟气换热器的烟气通道的入口与转炉的低温烟气出口连通，转炉烟气换热器的烟气通道的出口与煤气系统连通；转炉烟气换热器的余热回收水通道的入口与一所述第一低温水管的出口连通，转炉烟气换热器的余热回收水通道的出口与一所述第一高温水管的入口连通。

9.如权利要求1所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述余热利用部包括热量供给换热通道，所述热量供给换热通道的入口与所述第二高温水管的出口连通；所述热量供给换热通道的出口与所述第二低温水管的入口连通。

10.如权利要求9所述的间断式热源热水储热综合利用系统，其特征在于，所述热量供给换热通道包括采暖站热量供给换热通道、冷水机组热量供给换热通道和ORC发电系统热量供给换热通道；

所述采暖站热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述采暖站热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通；所述冷水机组热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述冷水机组热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通；所述ORC发电系统热量供给换热通道的入口与一所述第二高温水管的出口连通，所述ORC发电系统热量供给换热通道的出口与一所述第二低温水管的入口连通。