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
技術領域：
本發(fā)明涉及一種余熱回收利用技術，尤其涉及鋼鐵冶金節(jié)能、二次能源回收利用。
背景技術：
隨著我國鋼鐵產業(yè)的發(fā)展，鋼鐵產量高速增長，資源、能源和環(huán)境污染己成為制 約我國鋼鐵產業(yè)持續(xù)發(fā)展的限制性因素。目前我國的生鐵年產量已超過4億噸。每生 產1噸生鐵產生0. 3 0. 6噸高爐渣，年產高爐渣超過L2億噸。煉鐵過程中產生的 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的高爐水渣。在水淬過程中，每沖制1噸高爐渣產生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，沖渣過程中排放的硫化物越多，高爐水渣質量越差。對高爐沖渣水所含的熱量進 行回收利用，對于鋼鐵企業(yè)節(jié)約能耗、提高水渣質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程夾帶的顆粒，對于 管道的磨損很嚴重，對其余熱回收難度很大。

發(fā)明內容
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)，以達到有效回收高爐 沖渣水所含熱量的目的。
為達到上述目的，本發(fā)明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的
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、發(fā)電機、工質冷凝器、工質泵按順序連接組合而成； 沖渣水的沉淀除雜處理通過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范圍內具有較大焓降且工作壓力適中的低沸點工質作為發(fā)電循環(huán)工質，采用雙循 環(huán)低溫熱水發(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)低溫熱水發(fā)電系統(tǒng) 回收高爐沖渣水的余熱，產生低沸點工質的過熱蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電；
余熱回收及沖渣水和低沸點工質的雙循環(huán)過程如下
(l)高爐沖渣系統(tǒng)水淬高溫液態(tài)高爐渣后產生溫度約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) 從旋液分離器出來的沖渣水進入間壁式換熱器，與低沸點工質換熱冷卻至50 'C左右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用；
(4) 低沸點工質在換熱器內吸收熱量后變成80'C的過熱蒸汽，然后進入汽輪機膨 脹做功，帶動發(fā)電機轉動，對外輸出電能；
(5) 做功后的工質變成低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽進入冷凝器放出熱量，變成 低溫低壓的液體工質；
(6) 變成低溫低壓的液體工質由工質泵送到換熱器中再次吸熱。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點
本發(fā)明解決了回收高爐沖渣水余熱的兩個關鍵問題 一是對溫度較低的高爐沖渣 水所含熱量的回收；二是減少沖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，降低鋼鐵生產的能源消耗，300kW的發(fā)電 機組每小時可回收約100噸高爐沖渣水的余熱，凈發(fā)電量超過120kWh;
通過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 爐水渣的質量，同時減少沖渣過程中的硫化物排放，并減少沖渣水熱污染。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)構成示意圖。
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；7、發(fā)電機；8、工質冷凝器；9、工質泵。
具體實施例方式
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6、發(fā)電機7、工質冷凝器8、工質泵9按順序組合 而成。為減少沖渣水中夾帶的顆粒對管道的沖刷，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范圍內具有較大烚 降且工作壓力適中的低沸點工質的雙循環(huán)低溫熱水發(fā)電系統(tǒng)作為發(fā)電循環(huán)工質，回收 高爐沖渣水的余熱。高爐沖渣水的循環(huán)過程為高爐煉鐵過程中排出高溫液態(tài)高爐渣，經高爐沖渣系 統(tǒng)1水淬后產生溫度約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；從旋液分離器出來的沖渣水進入間壁式換熱器5，與低沸點工 質換熱冷卻至5(TC左右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用。
低沸點工質的循環(huán)過程為低沸點工質在換熱器內吸收高爐沖渣水放出的熱量后 變成8(TC的過熱蒸汽，然后進入汽輪機膨脹做功；做功后的工質變成低壓過熱蒸汽， 低壓過熱蒸汽進入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質；低溫低壓的液體工質 由工質泵送到熱交換器中再次吸收高爐沖渣水放出的熱量。
高爐沖渣水余熱轉變成電力的途徑為低沸點工質在換熱器內吸收高爐沖渣水放 出的熱量后變成過熱蒸汽，進入汽輪機膨脹做功，帶動發(fā)電機轉動，對外輸出電能。
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)，通過采用高爐沖渣 水及低沸點工質的雙循環(huán)低溫熱水發(fā)電系統(tǒng)回收高爐沖渣水的余熱，產生低沸點工質 的過熱蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電。
本發(fā)明中的系統(tǒng)通過沉淀池初步沉淀和旋液分離器離心分離，可大大減少沖渣水 中的顆粒，延長管道及換熱器的使用壽命；低沸點工質將部分低溫沖渣水的余熱轉變 為高品位的電能，同時降低沖渣水溫度，提高高爐水渣質量，減少高爐沖渣過程中的 硫化物排放。在沒有更先進的高爐渣余熱回收方法出現之前，本發(fā)明可以為鋼鐵企業(yè) 回收一部分沖渣水余熱，創(chuàng)造一定的經濟和環(huán)境效益。
權利要求
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(6)、發(fā)電機(7)、工質冷凝器(8)、工質泵(9)按順序連接而組成整體。
2. 根據權利要求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)低溫熱水發(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)低溫熱水發(fā)電系統(tǒng)回收 高爐沖渣水的余熱，產生低沸點工質的過熱蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電；余熱回收及沖渣水和低沸點工質的雙循環(huán)過程如下(1) 高爐沖渣系統(tǒng)水淬高溫液態(tài)高爐渣后產生溫度約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) 從旋液分離器出來的沖渣水進入間壁式換熱器，與低沸點工質換熱冷卻至5(TC左 右排出換熱器，再送到高爐出渣口供沖渣用；(4) 低沸點工質在換熱器內吸收熱量后變成8(TC的過熱蒸汽，然后進入汽輪機膨脹做 功，帶動發(fā)電機轉動，對外輸出電能；(5) 做功后的工質變成低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽進入冷凝器放出熱量，變成低溫 低壓的液體工質；(6) 低溫低壓的液體工質由工質泵送到熱交換器中再次吸熱。
全文摘要
本發(fā)明公開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、發(fā)電機、工質冷凝器、工質泵。回收方法為采用雙循環(huán)低溫熱水發(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沉淀除雜預處理后進入換熱器，在此將熱量傳遞給低沸點工質；低沸點工質在換熱器內吸收熱量后進入汽輪機膨脹做功；做功后的工質變成低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽進入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質，然后由工質泵送到熱交換器中吸熱，再次變成過熱蒸汽去推動汽輪機做功。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量，減少沖渣過程中的硫化物排放。
文檔編號C21B3/00GK101550461SQ20091009736
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月13日 優(yōu)先權日2009年4月13日
發(fā)明者侯曉東, 勇 周, 顏飛龍 申請人:杭州鍋爐集團股份有限公司