高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，包括緩沖罐、?；皳Q熱機(jī)構(gòu)；緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與?；臓t渣入口連通；?；显O(shè)有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由?；肟趪娙氲牧；畬τ蔂t渣入口排入的爐渣進(jìn)行水淬并產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣出口通過蒸汽管路與換熱機(jī)構(gòu)連通。另外還涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的方法，該方法基于上述系統(tǒng)實(shí)施。通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質(zhì)對換熱器及管道的結(jié)垢、腐蝕；通過設(shè)置緩沖罐可解決由于高爐不連續(xù)的出渣造成的水蒸氣產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況，使得?；?nèi)的沖渣連續(xù)化，從而可在?；?nèi)持續(xù)地產(chǎn)生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。
【專利說明】
高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐冶煉能耗占整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)能耗的59%左右，是鋼鐵廠第一耗能工序。高爐在冶煉過程中產(chǎn)生大量高溫爐渣，通常用水淬的方法將高爐渣快速冷卻，但水淬過程產(chǎn)生的低溫沖渣水余熱品位較低，且含有多種無機(jī)鹽及水垢而難以余熱回收利用，造成能源浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)It鐵水產(chǎn)生約0.3?0.6t的1450-1650 °C的高爐渣，每噸高爐渣約含有1260?1880MJ的熱量。在我國北方已經(jīng)將高爐沖渣水熱量用于建筑取暖，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，但是高爐沖渣水對換熱器的腐蝕問題，縮短了換熱器的使用壽命，而在非取暖的季節(jié)以及南方的高爐沖渣水基本沒有得到應(yīng)用。此外高爐出渣是間歇性的，這對高爐渣余熱利用也帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例提供一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)及方法，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，包括緩沖罐、粒化塔及換熱機(jī)構(gòu);所述緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述?；臓t渣入口連通;所述粒化塔上設(shè)有?；肟?、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述?；肟趪娙氲牧；畬τ伤鰻t渣入口排入的爐渣進(jìn)行水淬并產(chǎn)生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機(jī)構(gòu)連通。
[0005]作為實(shí)施例之一，所述緩沖罐內(nèi)通過隔板分隔為進(jìn)料腔和均壓腔，所述進(jìn)料腔與所述均壓腔底部導(dǎo)通，所述進(jìn)料腔上部設(shè)置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。
[0006]作為實(shí)施例之一，所述系統(tǒng)還包括循環(huán)水儲池，所述循環(huán)水儲池與所述?；肟谶B接;水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水排入所述循環(huán)水儲池。
[0007]作為實(shí)施例之一，所述換熱機(jī)構(gòu)包括至少一級換熱裝置。
[0008]作為實(shí)施例之一，所述換熱機(jī)構(gòu)包括沿水蒸氣流通方向依次連接的余熱利用換熱器和冷卻器，所述冷卻器的冷媒采用?；?，所述冷卻器的兩個(gè)介質(zhì)出口均與所述循環(huán)水儲池連接。
[0009]作為實(shí)施例之一，所述冷卻器的冷媒進(jìn)入溫度為20?25°C，所述冷卻器的兩種介質(zhì)排出的溫度均在37?45°C范圍內(nèi)。
[0010]作為實(shí)施例之一，水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水溫度在37?45°C范圍內(nèi)。
[0011]作為實(shí)施例之一，所述?；?nèi)設(shè)有用于檢測?；何坏囊何粰z測機(jī)構(gòu)、用于檢測塔內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)及用于檢測塔內(nèi)水蒸氣溫度的溫度檢測機(jī)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的方法，所述方法為:
[0013]由緩沖罐承接來自高爐的爐渣，并通過緩沖罐底部的排料閥連續(xù)地向粒化塔內(nèi)排入爐渣；
[0014]向?；?nèi)噴入?；畬t渣進(jìn)行水淬以粒化爐渣并產(chǎn)生水蒸氣，粒化的爐渣渣水分離后排出?；?，水蒸氣通過蒸汽管路導(dǎo)入換熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行余熱利用，水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水作為?；腿肓；?nèi)循環(huán)使用；
[0015]其中，實(shí)時(shí)監(jiān)測?；?nèi)的?；何弧⑺?nèi)壓力及塔內(nèi)水蒸氣溫度，通過控制所述排料閥的開度、所述蒸汽管路上的流量控制閥門開度及向?；?nèi)噴入的粒化水水量，使?；?nèi)的?；掷m(xù)處于沸騰狀態(tài)，并產(chǎn)生溫度及流量穩(wěn)定的飽和蒸汽。
[0016]作為實(shí)施例之一，水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水溫度在37?45°C范圍內(nèi)。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例至少實(shí)現(xiàn)了如下有益效果:通過水的相變換熱實(shí)現(xiàn)高爐渣的冷卻，減少了高爐沖渣水的用量，有利于節(jié)水;通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質(zhì)對換熱器及管道的結(jié)垢、腐蝕;通過設(shè)置緩沖罐可解決由于高爐不連續(xù)的出渣造成的水蒸氣產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況，使得?；?nèi)的沖渣連續(xù)化，從而可在?；?nèi)持續(xù)地產(chǎn)生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]實(shí)施例一
[0022]如圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，包括緩沖罐2、?；蘒及換熱機(jī)構(gòu)。所述緩沖罐2的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述粒化塔I的爐渣入口連通;其中，高爐渣通過渣溝排入上述緩沖罐2內(nèi)，緩沖罐2的底部通過排料管路連接至粒化塔I的爐渣入口，在該排料管路上設(shè)置排料閥10，以控制進(jìn)入?；蘒內(nèi)的爐渣流量。所述?；蘒上設(shè)有?；肟?、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述?；肟趪娙氲牧；畬τ伤鰻t渣入口排入的爐渣進(jìn)行水淬并產(chǎn)生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機(jī)構(gòu)連通;其中，上述?；肟诤蜖t渣入口大致位于粒化塔I塔體中部位置，上述水蒸氣出口位于粒化塔I塔體頂部，經(jīng)水淬?；玫降牧；癄t渣經(jīng)渣水分離裝置4處理后排出?；蘒，可通過輸送皮帶等運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至高爐渣儲倉，上述渣水分離裝置4可采用攪籠式渣水分離裝置4。進(jìn)一步可在?；蘒內(nèi)頂部設(shè)置汽水分離裝置7，該汽水分離裝置7可以為氣液分離網(wǎng)7等常用的氣液分離器。
[0023]本發(fā)明通過水的相變換熱實(shí)現(xiàn)高爐渣的冷卻，減少了高爐沖渣水的用量，有利于節(jié)水;通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質(zhì)對換熱器及管道的結(jié)垢、腐蝕;通過設(shè)置緩沖罐2可解決由于高爐不連續(xù)的出渣造成的水蒸氣產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況，使得粒化塔I內(nèi)的沖渣連續(xù)化，從而可在粒化塔I內(nèi)持續(xù)地產(chǎn)生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。
[0024]作為實(shí)施例之一，如圖1，所述緩沖罐2內(nèi)通過隔板11分隔為進(jìn)料腔和均壓腔，所述進(jìn)料腔與所述均壓腔底部導(dǎo)通，所述進(jìn)料腔上部設(shè)置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。進(jìn)一步在上述分支蒸汽管道上設(shè)置有壓力平衡閥9。上述隔板11豎直設(shè)置，其頂端與緩沖罐2內(nèi)頂端固定，其底端位于緩沖罐2內(nèi)底端上方;進(jìn)料腔承接由高爐排出的爐渣，均壓腔與水蒸氣出口連通，根據(jù)連通器原理可實(shí)現(xiàn)緩沖罐2與?；蘒內(nèi)壓力平衡，使得爐渣可流暢地進(jìn)入?；蘒內(nèi)。由于進(jìn)料腔與均壓腔底部連通，因此均壓腔內(nèi)會有一定料位高度的爐渣，進(jìn)料腔與均壓腔的料位差產(chǎn)生的壓力與?；蘒內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽壓力相同；當(dāng)高爐出渣量大于緩沖罐2出渣量時(shí)，進(jìn)料腔與均壓腔內(nèi)料位同步上升，反之則同步下降，實(shí)時(shí)監(jiān)測緩沖罐2內(nèi)的高爐渣料位，當(dāng)緩沖罐2內(nèi)高爐渣料位低于設(shè)定下限值時(shí)，關(guān)閉上述壓力平衡閥9及排料閥10，保證緩沖罐2兩部分保持足夠的高度差，避免水蒸氣由均壓腔進(jìn)入到進(jìn)料腔而逸出。
[0025]作為實(shí)施例之一，如圖1，所述系統(tǒng)還包括循環(huán)水儲池5，所述循環(huán)水儲池5通過循環(huán)栗6與所述?；肟谶B接;水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水排入所述循環(huán)水儲池5。所述換熱機(jī)構(gòu)包括至少一級換熱裝置，其中，第一級換熱裝置為余熱利用換熱器3，該余熱利用換熱器3可以為發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器、吸收式制冷系統(tǒng)的發(fā)生器、海水淡化系統(tǒng)的海水加熱器等。換熱裝置的級數(shù)根據(jù)產(chǎn)生的水蒸氣的溫度及第一級換熱裝置3的余熱利用效果等因素確定，若余熱利用后水蒸氣不能全部冷凝或冷凝后溫度較高，則需進(jìn)一步對水蒸氣進(jìn)行冷卻。即:所述換熱機(jī)構(gòu)包括沿水蒸氣流通方向依次連接的余熱利用換熱器3和冷卻器，該冷卻器可以為冷卻塔或換熱器等。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述冷卻器的冷媒采用?；?，所述冷卻器的兩個(gè)介質(zhì)出口均與所述循環(huán)水儲池5連接，即通過水蒸氣對?；M(jìn)行預(yù)熱，提高噴入?；蘒內(nèi)的?；臏囟?，使得粒化塔I內(nèi)更易于產(chǎn)生水蒸氣，保證系統(tǒng)可持續(xù)不斷地產(chǎn)生水蒸氣。上述進(jìn)入?；蘒內(nèi)的?；臏囟葍?yōu)選為控制在37?45°C范圍內(nèi)，其中包括由水蒸氣換熱冷凝得到的冷凝水;進(jìn)一步提高該?；臏囟葧r(shí)可能會導(dǎo)致新水的耗量。理想狀況下，根據(jù)高爐的出渣間隔時(shí)間，控制緩沖罐2的排渣流量、?；蘒的粒化水噴入量及?；蘒的水蒸氣排放流量等，由水蒸氣換熱冷凝得到的冷凝水基本可滿足粒化塔I的粒化水耗量，系統(tǒng)實(shí)際工作過程中，新水耗量可控制在較低的水平內(nèi)，從而有效降低能耗。一般地，粒化水采用工業(yè)用水，常態(tài)下的工業(yè)用水溫度在20?25°C，即冷卻器的冷媒進(jìn)入溫度為20?25°C，所述冷卻器的兩種介質(zhì)排出的溫度均在37?45°C范圍內(nèi)，該兩種介質(zhì)均可作為?；h(huán)使用。
[0026]作為實(shí)施例之一，如圖1，所述?；蘒內(nèi)設(shè)有用于檢測粒化水液位的液位檢測機(jī)構(gòu)、用于檢測塔內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)及用于檢測塔內(nèi)水蒸氣溫度的溫度檢測機(jī)構(gòu)；上述液位檢測機(jī)構(gòu)可以采用液位計(jì)等常用的液位檢測設(shè)備，上述壓力檢測機(jī)構(gòu)可采用壓力表，上述溫度檢測機(jī)構(gòu)可采用測溫儀等常用的測溫設(shè)備。通過上述各檢測機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)監(jiān)測?；蘒內(nèi)的?；何?、塔內(nèi)壓力及塔內(nèi)水蒸氣溫度，通過控制所述排料閥10的開度、所述蒸汽管路上的流量控制閥門8開度及向?；蘒內(nèi)噴入的?；浚沽；蘒內(nèi)的?；掷m(xù)處于沸騰狀態(tài)，并產(chǎn)生溫度及流量穩(wěn)定的飽和蒸汽。
[0027]實(shí)施例二
[0028]本發(fā)明實(shí)施例涉及一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的方法，所述方法為:
[0029]由緩沖罐2承接來自高爐的爐渣，并通過緩沖罐2底部的排料閥10連續(xù)地向?；蘒內(nèi)排入爐渣；
[0030]向?；蘒內(nèi)噴入?；畬t渣進(jìn)行水淬以?；癄t渣并產(chǎn)生水蒸氣，?；臓t渣渣水分離后排出粒化塔I，水蒸氣通過蒸汽管路導(dǎo)入換熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行余熱利用，水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水作為?；腿肓；蘒內(nèi)循環(huán)使用；
[0031]其中，實(shí)時(shí)監(jiān)測?；蘒內(nèi)的?；何?、塔內(nèi)壓力及塔內(nèi)水蒸氣溫度，通過控制所述排料閥10的開度、所述蒸汽管路上的流量控制閥門8開度及向?；蘒內(nèi)噴入的?；?，使?；蘒內(nèi)的粒化水持續(xù)處于沸騰狀態(tài)，并產(chǎn)生溫度及流量穩(wěn)定的飽和蒸汽。當(dāng)?；?nèi)液位高于設(shè)定上限時(shí)，此時(shí)減少粒化水與液態(tài)渣的噴入比例(該比例可以在6?12之間調(diào)整)，進(jìn)入粒化塔的水減少會導(dǎo)致塔內(nèi)水溫升高，蒸發(fā)量增加從而使液面下降，反則反之。粒化塔內(nèi)壓力過高，說明此時(shí)水渣比過低，此時(shí)提高水和渣的比例，塔內(nèi)水溫降低從而壓力降低，反則反之;塔內(nèi)溫度和壓力的改變是同步的，所采取的措施相同。當(dāng)塔內(nèi)壓力和塔內(nèi)?；何煌瑫r(shí)超過限定值的情況，此時(shí)需要一方面提高水渣比對塔內(nèi)降溫，同時(shí)將塔內(nèi)的渣及時(shí)輸出以降低液位;若塔內(nèi)壓力和塔內(nèi)?；何煌瑫r(shí)低于下限時(shí)，降低水渣比，同時(shí)停止渣的輸出。
[0032]水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水溫度在37?45°C范圍內(nèi)。本方法基于上述實(shí)施例一中提供的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施，該系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)此處不再贅述，其所能實(shí)現(xiàn)的有益效果均適于本方法。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:包括緩沖罐、?；皳Q熱機(jī)構(gòu);所述緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述?；臓t渣入口連通;所述粒化塔上設(shè)有?；肟?、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述?；肟趪娙氲牧；畬τ伤鰻t渣入口排入的爐渣進(jìn)行水淬并產(chǎn)生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機(jī)構(gòu)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述緩沖罐內(nèi)通過隔板分隔為進(jìn)料腔和均壓腔，所述進(jìn)料腔與所述均壓腔底部導(dǎo)通，所述進(jìn)料腔上部設(shè)置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括循環(huán)水儲池，所述循環(huán)水儲池與所述?；肟谶B接;水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水排入所述循環(huán)水儲池。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱機(jī)構(gòu)包括至少一級換熱裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱機(jī)構(gòu)包括沿水蒸氣流通方向依次連接的余熱利用換熱器和冷卻器，所述冷卻器的冷媒采用粒化水，所述冷卻器的兩個(gè)介質(zhì)出口均與所述循環(huán)水儲池連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻器的冷媒進(jìn)入溫度為20?25°C，所述冷卻器的兩種介質(zhì)排出的溫度均在37?45°C范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水溫度在37?45°C范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的系統(tǒng)，其特征在于:所述粒化塔內(nèi)設(shè)有用于檢測?；何坏囊何粰z測機(jī)構(gòu)、用于檢測塔內(nèi)壓力的壓力檢測機(jī)構(gòu)及用于檢測塔內(nèi)水蒸氣溫度的溫度檢測機(jī)構(gòu)。9.一種高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的方法，其特征在于，所述方法為: 由緩沖罐承接來自高爐的爐渣，并通過緩沖罐底部的排料閥連續(xù)地向?；?nèi)排入爐渣； 向粒化塔內(nèi)噴入?；畬t渣進(jìn)行水淬以粒化爐渣并產(chǎn)生水蒸氣，?；臓t渣渣水分離后排出粒化塔，水蒸氣通過蒸汽管路導(dǎo)入換熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行余熱利用，水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水作為?；腿肓；?nèi)循環(huán)使用； 其中，實(shí)時(shí)監(jiān)測?；?nèi)的?；何?、塔內(nèi)壓力及塔內(nèi)水蒸氣溫度，通過控制所述排料閥的開度、所述蒸汽管路上的流量控制閥門開度及向粒化塔內(nèi)噴入的?；?，使?；?nèi)的粒化水持續(xù)處于沸騰狀態(tài)，并產(chǎn)生溫度及流量穩(wěn)定的飽和蒸汽。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高爐渣產(chǎn)生水蒸氣的方法，其特征在于:水蒸氣在換熱機(jī)構(gòu)內(nèi)換熱冷凝后產(chǎn)生的冷凝水溫度在37?45°C范圍內(nèi)。
【文檔編號】C21B3/08GK105886679SQ201610329086
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】施萬玲
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司