專利名稱：高爐沖渣水余熱回收方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種余熱回收利用技術(shù)，尤其涉及鋼鐵冶金節(jié)能、二次能源回收利用。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量高速增長(zhǎng)，資源、能源和環(huán)境污染己成為制 約我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的限制性因素。目前我國(guó)的生鐵年產(chǎn)量已超過(guò)4億噸。每生 產(chǎn)1噸生鐵產(chǎn)生0. 3 0. 6噸高爐渣，年產(chǎn)高爐渣超過(guò)L2億噸。煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的 液態(tài)高爐渣溫度在140(TC以上，普遍采用水淬的方式?；⒗鋮s高溫液態(tài)高爐渣，生 成適于大量用于水泥生產(chǎn)的高爐水渣。在水淬過(guò)程中，每沖制1噸高爐渣產(chǎn)生8 12 噸溫度約85t)的沖渣水，除北方部分鋼鐵企業(yè)在冬季利用少量沖渣水采暖外，其中所 含的大量熱量白白散失，造成工廠及周邊環(huán)境熱污染；高爐沖渣水循環(huán)使用，溫度越 高，沖渣過(guò)程中排放的硫化物越多，高爐水渣質(zhì)量越差。對(duì)高爐沖渣水所含的熱量進(jìn) 行回收利用，對(duì)于鋼鐵企業(yè)節(jié)約能耗、提高水渣質(zhì)量和降低污染物排放具有重大意義。
由于高爐沖渣水流量大而且溫度不高，其中含有大量沖渣過(guò)程夾帶的顆粒，對(duì)于 管道的磨損很嚴(yán)重，對(duì)其余熱回收難度很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種高爐沖渣水余熱回收的方法及其系統(tǒng)，以達(dá)到有效回收高爐 沖渣水所含熱量的目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的
一種高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，由高爐沖渣系統(tǒng)、沉淀池、旋液分 離器、水泵、換熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、工質(zhì)冷凝器、工質(zhì)泵按順序連接組合而成； 沖渣水的沉淀除雜處理通過(guò)沉淀池初步沉淀和旋液分離器離心分離完成;選用在80 4(TC范圍內(nèi)具有較大焓降且工作壓力適中的低沸點(diǎn)工質(zhì)作為發(fā)電循環(huán)工質(zhì)，采用雙循 環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)，回收高爐沖渣水的余熱。
一種高爐沖渣水余熱回收的新方法，其特征在于，采用雙循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng) 回收高爐沖渣水的余熱，產(chǎn)生低沸點(diǎn)工質(zhì)的過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；
余熱回收及沖渣水和低沸點(diǎn)工質(zhì)的雙循環(huán)過(guò)程如下
(l)高爐沖渣系統(tǒng)水淬高溫液態(tài)高爐渣后產(chǎn)生溫度約85'C的高爐沖渣水，流入沉淀池初步沉淀，去除水中所含的較大顆粒；
(2) 經(jīng)沉淀池初步沉淀的沖渣水流入旋液分離器，利用離心力分離除去沖渣水中 的微小顆粒；
(3) 從旋液分離器出來(lái)的沖渣水進(jìn)入間壁式換熱器，與低沸點(diǎn)工質(zhì)換熱冷卻至50 'C左右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用；
(4) 低沸點(diǎn)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收熱量后變成80'C的過(guò)熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)膨 脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外輸出電能；
(5) 做功后的工質(zhì)變成低壓過(guò)熱蒸汽，低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量，變成 低溫低壓的液體工質(zhì)；
(6) 變成低溫低壓的液體工質(zhì)由工質(zhì)泵送到換熱器中再次吸熱。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明解決了回收高爐沖渣水余熱的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 一是對(duì)溫度較低的高爐沖渣 水所含熱量的回收；二是減少?zèng)_渣水中的大量顆粒物，保證管道的安全和壽命。
可回收部分高爐沖渣水的余熱發(fā)電，降低鋼鐵生產(chǎn)的能源消耗，300kW的發(fā)電 機(jī)組每小時(shí)可回收約100噸高爐沖渣水的余熱，凈發(fā)電量超過(guò)120kWh;
通過(guò)回收余熱將高爐沖渣水由85'C冷卻至5(TC后再循環(huán)至高爐沖渣，可提高高 爐水渣的質(zhì)量，同時(shí)減少?zèng)_渣過(guò)程中的硫化物排放，并減少?zèng)_渣水熱污染。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
圖中所示1、高爐沖渣系統(tǒng)；2、沉淀池；3、旋液分離器；4、水泵；5、換熱 器；6、汽輪機(jī)；7、發(fā)電機(jī)；8、工質(zhì)冷凝器；9、工質(zhì)泵。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)由高爐沖渣系統(tǒng)1、沉淀池2、旋液分離 器3、水泵4、換熱器5、汽輪機(jī)6、發(fā)電機(jī)7、工質(zhì)冷凝器8、工質(zhì)泵9按順序組合 而成。為減少?zèng)_渣水中夾帶的顆粒對(duì)管道的沖刷，保證管道的安全和壽命，釆用沉淀 池2初步沉淀、旋液分離器3離心分離的方法去除沖渣水中的顆粒。為達(dá)到利用溫度 約85'C的高爐沖渣水余熱發(fā)電量最大化的目的，選用在80 4(TC范圍內(nèi)具有較大烚 降且工作壓力適中的低沸點(diǎn)工質(zhì)的雙循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)作為發(fā)電循環(huán)工質(zhì)，回收 高爐沖渣水的余熱。高爐沖渣水的循環(huán)過(guò)程為高爐煉鐵過(guò)程中排出高溫液態(tài)高爐渣，經(jīng)高爐沖渣系 統(tǒng)1水淬后產(chǎn)生溫度約85'C的高爐沖渣水，流入沉淀池2初步沉淀，去除沖渣水中所 含的較大顆粒；經(jīng)沉淀池初步沉淀的沖渣水流入旋液分離器3，利用離心力分離除去 沖渣水中的微小顆粒；從旋液分離器出來(lái)的沖渣水進(jìn)入間壁式換熱器5，與低沸點(diǎn)工 質(zhì)換熱冷卻至5(TC左右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用。
低沸點(diǎn)工質(zhì)的循環(huán)過(guò)程為低沸點(diǎn)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收高爐沖渣水放出的熱量后 變成8(TC的過(guò)熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功；做功后的工質(zhì)變成低壓過(guò)熱蒸汽， 低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質(zhì)；低溫低壓的液體工質(zhì) 由工質(zhì)泵送到熱交換器中再次吸收高爐沖渣水放出的熱量。
高爐沖渣水余熱轉(zhuǎn)變成電力的途徑為低沸點(diǎn)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收高爐沖渣水放 出的熱量后變成過(guò)熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外輸出電能。
本發(fā)明提供了一種可行的高爐沖渣水余熱回收方法及其系統(tǒng)，通過(guò)采用高爐沖渣 水及低沸點(diǎn)工質(zhì)的雙循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)回收高爐沖渣水的余熱，產(chǎn)生低沸點(diǎn)工質(zhì) 的過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
本發(fā)明中的系統(tǒng)通過(guò)沉淀池初步沉淀和旋液分離器離心分離，可大大減少?zèng)_渣水 中的顆粒，延長(zhǎng)管道及換熱器的使用壽命；低沸點(diǎn)工質(zhì)將部分低溫沖渣水的余熱轉(zhuǎn)變 為高品位的電能，同時(shí)降低沖渣水溫度，提高高爐水渣質(zhì)量，減少高爐沖渣過(guò)程中的 硫化物排放。在沒(méi)有更先進(jìn)的高爐渣余熱回收方法出現(xiàn)之前，本發(fā)明可以為鋼鐵企業(yè) 回收一部分沖渣水余熱，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
權(quán)利要求
1.一種高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，包含有電氣控制系統(tǒng)，其特征在于，由高爐沖渣系統(tǒng)(1)、沉淀池(2)、旋液分離器(3)、水泵(4)、換熱器(5)、汽輪機(jī)(6)、發(fā)電機(jī)(7)、工質(zhì)冷凝器(8)、工質(zhì)泵(9)按順序連接而組成整體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，汽輪發(fā)電系統(tǒng)采 用雙循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)。
3. —種高爐沖渣水余熱回收方法，其特征在于，采用雙循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)回收 高爐沖渣水的余熱，產(chǎn)生低沸點(diǎn)工質(zhì)的過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；余熱回收及沖渣水和低沸點(diǎn)工質(zhì)的雙循環(huán)過(guò)程如下(1) 高爐沖渣系統(tǒng)水淬高溫液態(tài)高爐渣后產(chǎn)生溫度約85"C的高爐沖渣水，流入沉淀池 初步沉淀，去除水中所含的較大顆粒；(2) 經(jīng)沉淀池初步沉淀的沖渣水流入旋液分離器，利用離心力分離除去沖渣水中的微 小顆粒；(3) 從旋液分離器出來(lái)的沖渣水進(jìn)入間壁式換熱器，與低沸點(diǎn)工質(zhì)換熱冷卻至5(TC左 右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用；(4) 低沸點(diǎn)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收熱量后變成8(TC的過(guò)熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做 功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外輸出電能；(5) 做功后的工質(zhì)變成低壓過(guò)熱蒸汽，低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量，變成低溫 低壓的液體工質(zhì)；(6) 低溫低壓的液體工質(zhì)由工質(zhì)泵送到熱交換器中再次吸熱。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高爐沖渣水余熱回收方法及其系統(tǒng)。余熱回收系統(tǒng)包括高爐沖渣系統(tǒng)、沉淀池、旋液分離器、水泵、換熱器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、工質(zhì)冷凝器、工質(zhì)泵?；厥辗椒椴捎秒p循環(huán)低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)回收高爐沖渣水的余熱發(fā)電。具體流程為將高爐沖渣水經(jīng)沉淀除雜預(yù)處理后進(jìn)入換熱器，在此將熱量傳遞給低沸點(diǎn)工質(zhì)；低沸點(diǎn)工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收熱量后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功；做功后的工質(zhì)變成低壓過(guò)熱蒸汽，低壓過(guò)熱蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質(zhì)，然后由工質(zhì)泵送到熱交換器中吸熱，再次變成過(guò)熱蒸汽去推動(dòng)汽輪機(jī)做功。本發(fā)明可回收高爐沖渣水的余熱發(fā)電，降低鋼鐵生產(chǎn)的能源消耗；降低高爐沖渣水的溫度，有利于提高高爐水渣質(zhì)量，減少?zèng)_渣過(guò)程中的硫化物排放。
文檔編號(hào)C21B3/00GK101550461SQ20091009736
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2009年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者侯曉東, 勇 周, 顏飛龍 申請(qǐng)人:杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司