CN219841580U - 一种多钢渣热闷罐余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多钢渣热闷罐余热回收系统，包括热闷系统、有机朗肯循环发电系统、供暖系统、蒸汽主管道、第二热水管道，所述热闷系统为多个且相互并联，所述热闷系统出口端通过蒸汽主管道连接所述有机朗肯循环发电系统入口端，所述有机朗肯循环发电系统出口端通过第二热水管道连接供暖系统；本实用新型蒸汽未经过换热直接回收，发电效率较高，提高了回收效率，并实现了水资源的循环利用。

Description

一种多钢渣热闷罐余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收利用技术领域，具体为一种多钢渣热闷罐余热回收系统。

背景技术

钢铁行业在生产过程中产生大量余热，现有技术中一般采用钢渣辊压破碎-有压热闷技术，分别包括辊压破碎工序和有压热闷工序。在辊压破碎过程中，通过机械和打水冷却方式，将熔融钢渣快速离散、粒化，为自压热闷工序创造合适的温度和粒度条件。有压热闷工序在辊压破碎工序之后，约700℃的钢渣进入有压热闷罐，在密闭的环境下间断式打水冷却，完成钢渣粉化，渣、钢分离等过程，生产过程中产生大量低压饱和蒸汽。

但该技术中，钢渣有压热闷处理过程每个钢渣热闷罐产生的大量非连续性波动蒸汽，由于热闷蒸汽的间断性对其回收利用造成一定难度，目前多是对空排放，不仅污染环境，造成水资源和热能资源的极大浪费，且低温余热资源的利用率低。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种多钢渣热闷罐余热回收系统，以解决现有技术中的钢渣余热回收污染高及回收率低的问题，并实现了水资源的循环利用。

本实用新型提供了一种多钢渣热闷罐余热回收系统，包括热闷系统、有机朗肯循环发电系统、供暖系统、蒸汽主管道、第二热水管道，所述热闷系统为多个且相互并联，所述热闷系统出口端通过蒸汽主管道连接所述有机朗肯循环发电系统入口端，所述有机朗肯循环发电系统出口端通过第二热水管道连接供暖系统。

进一步地，所述热闷系统包括钢渣热闷罐、热闷罐压力表、热闷罐排气阀、蒸汽支管道，所述钢渣热闷罐顶部连接热闷罐压力表，所述钢渣热闷罐通过蒸汽支管道连接所述蒸汽主管道，所述蒸汽支管道上设有热闷罐排气阀。

进一步地，所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器、冷凝器、ORC汽轮机、工质泵，所述蒸发器工质管路出口端连接ORC汽轮机入口端，所述ORC汽轮机出口端连接所述冷凝器工质管路入口端，所述冷凝器工质管路出口端连接所述工质泵入口端，所述工质泵出口端连接所述蒸发器工质管路入口端。

进一步地，所述有机朗肯循环发电系统还包括蒸汽过滤器，所述蒸汽主管道通过蒸汽过滤器连接蒸发器。

进一步地，所述供暖系统包括第一换热器、第二换热器、水泵，所述第一换热器工质管路出口端连接第二换热器工质管路入口端，所述第二换热器工质管路出口端连接所述水泵入口端，所述水泵出口端连接所述第一换热器工质管路入口端。

进一步地，所述供暖系统的第一换热器连接第二热水管道。

进一步地，还包括蓄热器，所述蓄热器通过蒸汽主管道连接所述热闷系统出口端。

进一步地，还包括第一热水管道、污水沉淀池，所述有机朗肯循环发电系统出口端通过第一热水管道连接污水沉淀池，所述供暖系统出口端连接污水沉淀池。

进一步地，所述有机朗肯循环发电系统入口端、供暖系统入口端均设有控制阀门，所述有机朗肯循环发电系统入口端设有压力表。

进一步地，所述热闷系统为4-20个。

本实用新型中的多钢渣热闷罐余热回收系统，对有压热闷过程的蒸汽不经过换热直接回收，发电效率较高；同时，蒸汽发电后变为了高温热水，该热水可通入供暖系统作为热源，实现了能源的梯级利用。

本实用新型通过多个热闷系统协调配合，进行钢渣进入时间、打水间隔时间、热闷罐排气阀的开启时间的设置，实现了蒸汽连续稳定的输出；同时通过蓄热器直接稳压操作，进一步提高了稳压效果，为直接使用有压热闷蒸汽提供了稳定输入。

本实用新型全流程闭环作业，有效减少了污染，提升了能源利用效率，热回收效果好，降低钢铁企业碳排放，并实现了水资源的循环利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型多钢渣热闷罐余热回收系统的示意图；

图2为本实用新型多钢渣热闷罐余热回收系统中有机朗肯循环发电系统的示意图；

图3为本实用新型多钢渣热闷罐余热回收系统中供暖系统的示意图；

图4为本实用新型多钢渣热闷罐余热回收系统中钢渣热闷罐的压力变化图。

附图标记说明：

1、钢渣热闷罐，2、热闷罐压力表，3、热闷罐排气阀，4、控制阀门，5、蒸汽支管道，6、蒸汽主管道，7、第一热水管道，8、第二热水管道，9、蓄热器，10、有机朗肯循环发电系统，11、供暖系统，101、蒸发器，102、冷凝器，103、ORC汽轮机，104、工质泵，105、蒸汽过滤器，111、第一换热器，112、第二换热器，113、水泵，12、污水沉淀池。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1，参见附图1-3，本实用新型提供了一种多钢渣热闷罐余热回收系统，包括热闷系统、有机朗肯循环发电系统10、供暖系统11、蒸汽主管道6、第二热水管道8，所述热闷系统为多个且相互并联，所述热闷系统出口端通过蒸汽主管道6连接所述有机朗肯循环发电系统10入口端，所述有机朗肯循环发电系统10出口端通过第二热水管道8连接供暖系统11。

进一步地，热闷系统包括钢渣热闷罐1、热闷罐压力表2、热闷罐排气阀3、蒸汽支管道5，所述钢渣热闷罐1顶部连接热闷罐压力表2，所述钢渣热闷罐1通过蒸汽支管道5连接所述蒸汽主管道6，所述蒸汽支管道5上设有热闷罐排气阀3。

进一步地，有机朗肯循环发电系统10包括蒸发器101、冷凝器102、ORC汽轮机103、工质泵104，所述蒸发器101工质管路出口端连接ORC汽轮机103入口端，所述ORC汽轮机103出口端连接所述冷凝器102工质管路入口端，所述冷凝器102工质管路出口端连接所述工质泵104入口端，所述工质泵104出口端连接所述蒸发器101工质管路入口端。

进一步地，有机朗肯循环发电系统10还包括蒸汽过滤器105，所述蒸汽主管道6通过蒸汽过滤器105连接蒸发器101。

进一步地，供暖系统11包括第一换热器111、第二换热器112、水泵113，所述第一换热器111工质管路出口端连接第二换热器112工质管路入口端，所述第二换热器112工质管路出口端连接所述水泵113入口端，所述水泵113出口端连接所述第一换热器111工质管路入口端。

进一步地，供暖系统11的第一换热器111连接第二热水管道8。

进一步地，还包括蓄热器9，所述蓄热器9通过蒸汽主管道6连接所述热闷系统出口端。

进一步地，还包括第一热水管道7、污水沉淀池12，所述有机朗肯循环发电系统10出口端通过第一热水管道7连接污水沉淀池12，所述供暖系统11出口端连接污水沉淀池12。

进一步地，有机朗肯循环发电系统10入口端、供暖系统11入口端均设有控制阀门4，所述有机朗肯循环发电系统10入口端设有压力表。

进一步地，热闷系统为4-20个。

根据前述多钢渣热闷罐余热回收系统进行的多钢渣热闷罐余热回收方法，包括如下步骤：

步骤S1.钢渣热闷产生蒸汽，在多个热闷系统的钢渣热闷罐1中置入高温钢渣进行有压热闷，每个钢渣热闷罐1产生不连续的蒸汽，达到一定压力的蒸汽通过相应热闷罐排气阀3分别进入相应蒸汽支管道5，通过蒸汽支管道5后合并进入蒸汽主管道6；

步骤S2.蒸汽稳压及发电，蒸汽通过蓄热器9进行稳压后进入有机朗肯循环发电系统10，蒸汽主管道6的蒸汽通过蒸汽过滤器105进入有机朗肯循环发电系统10的蒸发器101，蒸发器101内的工质蒸发驱动ORC汽轮机103做工发电，工质通过ORC汽轮机103后进入冷凝器102进行热交换，然后工质泵104将冷凝器102内工质输送回蒸发器101以循环发电；

步骤S3.热水排放和/或余热回收，蒸汽经过有机朗肯循环发电系统10变为热水，然后通过第一热水管道7排放至污水沉淀池12和/或通过第二热水管道8进入供暖系统11进行余热回收后排放至污水沉淀池12。

进一步地，步骤S3中，热水进入供暖系统11进行余热回收包括，热水通过第一换热器111，第一换热器111内的工质水进行热交换后进入第二换热器112进行供暖，然后水泵113将第二换热器112内工质水输送回第一换热器111以循环余热回收。

进一步地，步骤S1中，根据钢渣热闷处理时间，确定每次钢渣进入每个钢渣热闷罐1的时间间隔一致，或确定所述钢渣热闷罐1的打水间隔时间一致，或根据所述钢渣热闷罐1内的压力情况确定每个热闷罐排气阀3的开启时间，以保证蒸汽连续稳定的输出。

进一步地，蒸汽主管道6上设有压力表及控制阀门4，根据蒸汽压力控制蒸汽主管道6上所述控制阀门4的开度，以控制进入蓄热器9和/或有机朗肯循环发电系统10的蒸汽量。

进一步地，蓄热器9可以稳定蒸汽主管道6的蒸汽压力，热闷罐压力表2可显示钢渣热闷罐1内的蒸汽压力，钢渣热闷罐1的蒸汽压力设定范围为0.05-1MPa。

进一步地，污水沉淀池12内的污水可直接返回钢渣热闷罐1内，实现水资源的循环利用。

实施例2，以某规格钢厂为例，该钢厂采用钢渣辊压破碎-有压热闷技术装备，共包含8个钢渣热闷罐1，钢渣热闷过程为4小时，钢渣热闷过程中单个钢渣热闷罐1的压力变化情况如图4所示。从图中可知钢渣热闷罐1内压力超过0.25MPa的时间约为30分钟，则钢渣进入热闷罐的时间间隔为30分钟，每两个钢渣热闷罐的打水间隔时间为30分钟。通过合理安排钢渣热闷的生产节奏，并结合使用蓄热器9，可以实现蒸汽主管道6内的蒸汽压力始终稳定在0.25MPa左右，从而实现有机朗肯循环发电系统10的稳定运行。

进一步地，有机朗肯循环发电系统10包括蒸发器101、冷凝器102、ORC汽轮机103、工质泵104、蒸汽过滤器105；蒸汽首先通过蒸汽过滤器105进入蒸发器101加热发电工质，发电工质吸热后气化膨胀进入到ORC汽轮机103做功放电，发电工质之后进入到冷凝器102中被冷却成液体，再通过工质泵104送入到蒸发器101中加热，反复循环从而实现连续发电。

热水通过第二热水管道8进入到供暖系统11中，热水通过第一换热器111与供暖系统的采暖水换热，采暖水被加热后送往第二换热器112，第二换热器112将采暖水的热量提供给用户，采暖水降温，再通过水泵113送入到第一换热器111中加热，反复循环从而实现供暖。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多钢渣热闷罐余热回收系统，包括热闷系统、有机朗肯循环发电系统(10)、供暖系统(11)、蒸汽主管道(6)、第二热水管道(8)，其特征在于，所述热闷系统为多个且相互并联，所述热闷系统出口端通过蒸汽主管道(6)连接所述有机朗肯循环发电系统(10)入口端，所述有机朗肯循环发电系统(10)出口端通过第二热水管道(8)连接供暖系统(11)。

2.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述热闷系统包括钢渣热闷罐(1)、热闷罐压力表(2)、热闷罐排气阀(3)、蒸汽支管道(5)，所述钢渣热闷罐(1)顶部连接热闷罐压力表(2)，所述钢渣热闷罐(1)通过蒸汽支管道(5)连接所述蒸汽主管道(6)，所述蒸汽支管道(5)上设有热闷罐排气阀(3)。

3.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电系统(10)包括蒸发器(101)、冷凝器(102)、ORC汽轮机(103)、工质泵(104)，所述蒸发器(101)工质管路出口端连接ORC汽轮机(103)入口端，所述ORC汽轮机(103)出口端连接所述冷凝器(102)工质管路入口端，所述冷凝器(102)工质管路出口端连接所述工质泵(104)入口端，所述工质泵(104)出口端连接所述蒸发器(101)工质管路入口端。

4.根据权利要求3所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电系统(10)还包括蒸汽过滤器(105)，所述蒸汽主管道(6)通过蒸汽过滤器(105)连接蒸发器(101)。

5.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述供暖系统(11)包括第一换热器(111)、第二换热器(112)、水泵(113)，所述第一换热器(111)工质管路出口端连接第二换热器(112)工质管路入口端，所述第二换热器(112)工质管路出口端连接所述水泵(113)入口端，所述水泵(113)出口端连接所述第一换热器(111)工质管路入口端。

6.根据权利要求5所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述供暖系统(11)的第一换热器(111)连接第二热水管道(8)。

7.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，还包括蓄热器(9)，所述蓄热器(9)通过蒸汽主管道(6)连接所述热闷系统出口端。

8.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，还包括第一热水管道(7)、污水沉淀池(12)，所述有机朗肯循环发电系统(10)出口端通过第一热水管道(7)连接污水沉淀池(12)，所述供暖系统(11)出口端连接污水沉淀池(12)。

9.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述有机朗肯循环发电系统(10)入口端、供暖系统(11)入口端均设有控制阀门(4)，所述有机朗肯循环发电系统(10)入口端设有压力表。

10.根据权利要求1所述的多钢渣热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述热闷系统为4-20个。