CN202415575U - 高炉冲渣水余热利用系统 - Google Patents

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李兴芳
张健
刘祥
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Abstract

本实用新型公开了一种高炉冲渣水余热利用系统，它结构合理，可有效利用余热，占地面小，可满足生活小区的冬季取暖要求。它包括若干个渣浆泵，渣浆泵的取水口设置在高炉冲渣水的沉淀池，出水口与若干个相配合的纤维束过滤器进水口连接，纤维束过滤器的出水口与相应的若干板式换热器冲渣水进水口连接，板式换热器冲渣水出水口经管道与沉淀池连接；同时供暖管路的采暖循环水回水管路与相应的循环水泵连接，循环水泵则与板式换热器采暖循环水进水口连接，板式换热器的采暖循环水出水口与供暖管路连接；板式换热器内的冲渣水与采暖循环水是分隔的，两者流向相反；板式换热器、循环水泵、纤维束过滤器分别与智能监控系统连接。

Description

高炉冲渣水余热利用系统
技术领域
本实用新型涉及一种余热利用系统，尤其涉及一种高炉冲渣水余热利用系统。
背景技术
高炉渣带走的热量约占高炉总热耗的16％左右。每生产1t生铁要副产0.3～0.6t炉渣，每生产1t钢要副产0.13t钢渣，每吨渣约含(1.26～1.88)×106kJ的显热，相当于30～40kg重油、45～60kg标准煤的能量。高炉渣的热量一部分通过水蒸发带入大气中，另一部分通过冲渣水带走，在沉淀池及渣水沟中散失。
目前钢厂有采用INBA法水冲渣工艺。其工艺流程如下：高温液态渣经熔渣沟进入炉渣粒化区，水渣冲制箱喷出高速水流使熔渣水淬冷却，形成颗粒状的水渣。渣水混合物经水渣沟、水渣槽和水渣分配器送人转鼓过滤器进行渣水分离。过滤后的水渣由水渣胶带运输机送至成品槽贮存和进一步脱水并用汽车外运，滤出的水经集水槽溢流进入粒化循环水系统，在沉降池冷却后再送入水渣冲制箱循环使用。
通过对INBA法冲渣流程的分析，冲渣水除冲制水渣、冷却炉渣和设备外，还承担着将水渣输送到水渣槽和过滤器的功能，所以必须保证一定的水流量，水流量过低，会造成炉渣在水渣沟中的沉积。冲渣过程中，冲渣水吸收炉渣的热量，自身温度升高，达到饱和温度时，部分冲渣水汽化，蒸汽携带大量热量通过烟囱排出。所以，高炉渣余热分为两部分，一部分通过水蒸发带入大气中，另一部分通过冲渣水带走，在沉淀池及渣水沟中散失。这两部分热量是不固定的，如果冲渣水流量大，入口温度低，则冲渣水带走的热量大，蒸汽带走的热量小。但是，高炉渣总的余热基本恒定，而冲渣水流出高炉温度基本不变，维持在蒸发温度附近(由于空气分压的存在，大约为90℃左右)。这部分热量目前缺少配套的回收系统，处于浪费状态。
而在钢厂余热经济利用范围之内的小区，面临冬季供暖热源选择问题，一是厂内冬季多无多余蒸汽供暖，二是附近热电厂供热困难，三是新建锅炉房面临投资、场地、污染、能耗的诸多问题。而另一方面，钢厂内具有大量尚未利用的高炉冲渣水余热资源，因此如何有效利用高炉冲渣水余热回收向小区供暖是一个迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为解决上述问题，提供一种高炉冲渣水余热利用系统，它结构合理，可有效利用余热，占地面小，可满足生活小区的冬季取暖要求。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高炉冲渣水余热利用系统，它包括若干个渣浆泵，渣浆泵的取水口设置在高炉冲渣水的沉淀池，出水口与若干个相配合的纤维束过滤器进水口连接，纤维束过滤器的出水口与相应的若干板式换热器冲渣水进水口连接，板式换热器冲渣水出水口经管道与沉淀池连接；同时供暖管路的采暖循环水回水管路经相应的循环水泵与板式换热器采暖循环水进水口连接，板式换热器的采暖循环水出水口与供暖管路连接；板式换热器内的冲渣水与采暖循环水是分隔的，两者流向相反；板式换热器、循环水泵、纤维束过滤器分别与智能监控系统连接。
所述供暖管路的回水管路上设有自动排污过滤器，同时该回水管路还与至少一个加药装置连接。
所述加药装置有两个。
所述供暖管路的回水管路还与至少一个隔膜膨胀罐连接。
所述供暖管路的回水管路还与至少一个变频补水泵连接，变频补水泵则与至少一个水箱连接，同时水箱还经过至少一个自动软化水装置与自来水补水管路连接。
所述纤维束过滤器采用反冲洗高效纤维过滤元。
所述纤维束过滤器的进气管与相应的罗茨风机连接，反冲洗进水管与相应的反冲洗渣浆泵连接。
本实用新型在每座高炉边建立一座换热能力的高炉冲渣水换热站，利用渣浆泵抽取沉淀池上游冲渣水，经过纤维束过滤器过滤过滤、板式换热器换热后，外输到供暖系统。
本实用新型的工作过程为：最高温度约85℃的高炉冲渣澄清水经渣浆泵提升，送至高效纤维束过滤器过滤，过滤后的冲渣水作为一次水进入高效板式换热器换热，换热后的水(洁净的自来水)用于采暖，温度约为65℃。采暖供水压力为0.65MPa。采暖回水余压0.45MPa，回水温度约50℃，再返回板式换热器与一次水进行换热，循环使用。冲渣水与采暖循环水(二次循环水)由换热器板片隔开，互不交叉，保证了二次水的清洁。成功解决了冲渣水直供用户造成用户暖气片腐蚀、堵塞的难题。高炉冲渣水经高效纤维束过滤器过滤后出水悬浮物含量小于20mg/L，反冲洗渣浆泵吸取过滤后的冲渣水定时自动对高效纤维束过滤器进行水反冲洗，罗茨风机定时自动对高效纤维束过滤器进行气反冲洗。
随着季节和气候的变化，小区热负荷发生变化，本实用新型专门为供暖系统设计一套智能监控系统，该系统以大功率西门子变频柜及其监控系统为核心，对变频的循环水泵、纤维束过滤器进行实时监控。可以控制循环水泵开停的台数、转速以及纤维束过滤器过滤的反冲洗频率，进而控制换热器出水温度恒定，从而解决“高炉出渣不连续，渣水温度变化大，换热器连续稳定出热水的技术难题”，达到进一步节能的目的。
本实用新型的有益效果是：在设计供热面积为50万m2、供暖负荷25000KW时，实际运行时耗电功率800KW，所以每获得1KWh的热量需耗0.032KWh的电能，约为0.02元。燃煤锅炉每千克煤产生约6000大卡的热量，一般10吨以上的锅炉效率74％，实际可获得有用热量为5.2KWh/kg。煤的市场价取600元/吨，即0.6/Kg。则每获得1KWh的热量需耗0.12元。燃气(天然气)锅炉每立方天然气一般产生8500大卡，合9.8KWh。一般10吨以上的锅炉效率为85％，实际可获得的热量为8.4KWh。以天然气市场价格为2.8元/m3计算，每获得1KWh的热量需耗0.33元。集中供热每平米负荷一般在50W，合0.05KW/m2。即在供暖面积在50万m2每年的费用为，本实用新型为180万，燃煤锅炉720万，燃气锅炉2040万，集中供热1180万。本实用新型回收期较短。为企业节资、节电、节水。并达到了环保的要求。同时也提高了生产工艺效率，降低了生产成本。同时带来以下几方面效益：节约燃煤近12000吨；减少二氧化碳排放量约30720吨；减少二氧化硫排放量约435吨；减少碳氢化合物排放量约7.6吨；减少氮氧化物排放量约56吨；减少烟尘排放量约713吨；减少灰渣排放量约3481吨。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构图。
其中，1.渣浆泵，2.沉淀池，3.纤维束过滤器，4.板式换热器，5.循环水泵，6.供暖管路，7.罗茨风机，8变频补水泵，9.自动软换水机，10.水箱，11.隔膜膨胀罐，12.自动排污过滤器，13.加药装置，14.反冲洗渣浆泵。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
图1、图2、图3中，一种高炉冲渣水余热利用系统，它包括与高炉配套的高炉冲渣水换热站，利用渣浆泵1抽取沉淀池2下游冲渣水，渣浆泵1的取水口设置在高炉冲渣水的沉淀池2，出水口与若干个相配合的纤维束过滤器3进水口连接，纤维束过滤器3的出水口与相应的若干板式换热器4冲渣水进水口连接；同时供暖管路6的采暖循环水回水管路与相应的循环水泵5连接，循环水泵5则与板式换热器4采暖水进水口连接，板式换热器4的采暖循环水出水口与供暖管路6连接；板式换热器4内的冲渣水与采暖循环水是分隔的；板式换热器4、循环水泵5、纤维束过滤器3分别与智能监控系统连接。
供暖管路6的回水管路上设有自动排污过滤器12，同时该回水管路还与两个加药装置13连接。
供暖管路6的回水管路与两个隔膜膨胀罐11连接。隔膜膨胀罐11通过管道与采暖循环水回水管路总管连接，起调节压力小范围、短时间变化目的，防止变频补水泵频繁启动。
供暖管路6的回水管路还与两个变频补水泵8连接，变频补水泵8则与一个不锈钢拼装水箱连接10，同时不锈钢拼装水箱连接10经过自动软化水机9与自来水补水管路连接
纤维束过滤器3采用反冲洗高效纤维过滤元。纤维束过滤器3与相应的罗茨风机7和反冲洗渣浆泵14连接。
板式换热器4冲渣水流量为800m3/h；采暖循环水流量为700m3/h。冲渣水与采暖循环水(二次循环水)由板式换热器4的板片隔开，互不交叉，保证了二次水的清洁。换热站安置在冲渣水池边空地处，原冲渣水系统取水口需做相应改造，以免与冲渣水池补水系统和高炉冲渣水泵串水，影响采暖效果。
纤维束过滤器3采用反冲洗高效纤维过滤元。高炉冲渣水成分复杂，经沉淀池处理后，经过实际取样化验，含有硅酸盐类、氧化铁皮颗粒、矿渣纤维等物质，浊度的质量浓度约100mg/L，氯离子浓度约1280mg/L，水的PH值约为8，比重约为1.1，最大固体颗粒粒径5mm，最小粒径≤2mm，温度较高，在进入板式换热器前需经过滤器处理，使悬浮物小于20mg/L。
本实用新型选用的全自动反冲洗高效纤维束过滤器3处理水量380m3/h，滤速V＝40m/h，进水悬浮物≥100mg/L，出水悬浮物≤20mg/L。该纤维束过滤器3采用纤维作为滤元，具有比表面积大，过滤阻力小等优点，解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题，从而提高了过滤效率和截污容量。具有过滤速度快、精度高、截污容量大、操作方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。
板式换热器4为自清洗全焊接板式换热器，具有传热系数高、占地面小、耐腐蚀、耐结垢和便于清洗等特点。板式换热器4采用横向直通式板片，波纹板相互倒置，使水在波纹板间流道内呈旋转三维流动，传热系数高达4000kcal/m2·℃·h，是管壳式的3～5倍；板式换热器4靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时，板式换热器上、下端面设有排污口，可在换热器工作时自动定期排污；板式换热器4板面光洁，湍流程度高，不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3～1/10。板式换热器4采用1mm厚317L不锈钢压制而成，结构紧凑，占地面积约为管壳式换热器的1/5～1/8。

Claims (7)

1.一种高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，它包括若干个渣浆泵，渣浆泵的取水口设置在高炉冲渣水的沉淀池，出水口与若干个相配合的纤维束过滤器进水口连接，纤维束过滤器的出水口与相应的若干板式换热器冲渣水进水口连接，板式换热器冲渣水出水口经管道与沉淀池连接；同时供暖管路的采暖循环水回水管路经相应的循环水泵与板式换热器采暖循环水进水口连接，板式换热器的采暖循环水出水口与供暖管路连接；板式换热器内的冲渣水与采暖循环水是分隔的，两者流向相反；板式换热器、循环水泵、纤维束过滤器分别与智能监控系统连接。
2.如权利要求1所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述供暖管路的采暖循环水回水管路上设有自动排污过滤器，同时该回水管路还与至少一个加药装置连接。
3.如权利要求2所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述加药装置有两个。
4.如权利要求1或2所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述采暖循环水回水管路还与至少一个隔膜膨胀罐连接。
5.如权利要求1所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述采暖循环水回水管路还与至少一个变频补水泵连接，变频补水泵则与至少一个水箱连接，同时水箱还经过至少一个自动软化水装置与自来水补水管路连接。
6.如权利要求1所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述纤维束过滤器采用反冲洗高效纤维过滤元。
7.如权利要求1或6所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征是，所述纤维束过滤器与相应的罗茨风机和反冲洗渣浆泵连接。
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