淺析高爐沖渣水余熱利用.pdf

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1、I．ge—Cuttinulechncl~uy科技前沿淺析爐沖水余熱利JlJ文一王曉東胡蘭輝劉顏軍魏國(guó)順秦皇島首秦金屬材料有限公司1前言2．1采暖高爐沖渣水采暖是國(guó)內(nèi)比較成熟的技術(shù)，其基本工藝流高爐沖渣池足冶煉過程中最末端工藝。高爐煉鐵后產(chǎn)生程為：高爐沖渣水通過沖渣水泵輸送至換熱站．然后經(jīng)過沖渣的大量高溫爐渣通過沖渣水進(jìn)行冷卻，在這個(gè)過程中能夠產(chǎn)生水過濾器將沖渣水中的固體顆粒和懸浮物過濾，再通過換熱大量溫度在70～85℃的熱水。高爐沖渣水低溫余熱具有熱源器與采暖水換熱回到?jīng)_渣池中。溫度較低、流量大的特點(diǎn)，將其回收利用既能節(jié)約能源，又能另外，該項(xiàng)技術(shù)還需考慮高爐檢修的情

2、況，需備用蒸汽一保護(hù)環(huán)境。水換熱器或者鍋爐用于應(yīng)對(duì)高爐檢修情況下的居民供暖，保證供暖質(zhì)量的穩(wěn)定。2高爐沖渣水余熱利用方式2．1．1沖渣水采暖需要解決的問題高爐沖渣水余熱用于采暖主要面臨兩個(gè)問題：一是沖渣目前，國(guó)內(nèi)對(duì)沖渣水余熱的回收方式主要有兩種：一是水中含有CaO、SiO2、MgO、A12O3以及少量的Fe2O3，pH值利用沖渣水采暖或洗浴用水；二是沖渣水余熱發(fā)電。利用沖大于7，顯弱堿性，水渣雜質(zhì)存沖渣水中以固體顆粒或懸浮物渣水采暖或冼浴用水，已廣泛被一些北方的鋼廠采用，并帶的形式存在，日積月累，將會(huì)使采暖系統(tǒng)中的管道、閥門、散來一定的經(jīng)濟(jì)效益。而沖渣水余熱發(fā)電技術(shù)

3、目前還處于研究熱器發(fā)生大面積堵塞，所以高爐沖渣水作為采暖熱源不適于實(shí)驗(yàn)階段。直接使用，需要通過間接換熱的形式用于供暖，并且需要采用沖渣水專用的換熱器，防止結(jié)垢和堵塞。二是根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果，首秦高爐沖渣水中Cl一1含量235ppm，對(duì)換熱器材質(zhì)的抗腐蝕性要求較高，需采用特殊材質(zhì)的換熱器保證設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定使用。對(duì)于沖渣水中的雜質(zhì)，通常的做法是在換熱器前安裝過濾器，過濾水中的固體顆粒和懸浮物；有的企業(yè)還研發(fā)了阻垢儀，防止過濾器、換熱器和管道的結(jié)晶結(jié)垢；也有將換熱器置于沖渣汲水井中，可免去沖渣水泵和過濾器，在沖渣池中直接進(jìn)行熱交換。目前，沖渣水換熱器主要有以下幾種：①螺旋扁管換熱

4、器。目前該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)應(yīng)用，該換熱器管子的截面為橢圓形，其管內(nèi)外流道均呈螺旋狀?？砂葱枰瞥刹煌瑝罕舛取⒙菥嗟穆菪夤?，更不受管徑、壁厚、材質(zhì)的限制。該換熱器除了具有壓降小、傳熱效率高、不易結(jié)垢的特點(diǎn)，更具有在換熱介質(zhì)高污物的環(huán)境下不污堵且維66I夏壁龜瓣I2o14年08期，總242期護(hù)簡(jiǎn)易等特性。1780m。，2座高爐日產(chǎn)生高溫爐渣量約2200t／日，渣溫1300~②板式換熱器。采用板式換熱器，換熱效率高，但板式換左右，沖渣后渣水溫度在70～85℃，沖渣水可提供的流量?jī)勺鶡崞鲗?duì)水質(zhì)要求較高，否則容易堵塞，所以需要配套安裝過濾高爐共2800t／h。器和阻

5、垢儀。高爐渣的熱量：③高分子聚合物換熱器。該換熱器采用高分子聚合物為Q渣：渣’渣材質(zhì)，對(duì)沖渣水具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力；且該換熱器可將換熱式中：塒渣為高爐渣量．h渣為高爐渣的焓值1700MJ／t，所器單元浸沒在沖渣水池內(nèi)，沖渣水不進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，開放空間以首秦高爐渣具有43287kW的熱量。流動(dòng)換熱，從根本上避免了堵塞。沖渣水的可用熱量：高爐沖渣水采暖目前主要受地域和時(shí)間的限制，只有北方Q水=m,Ah冬季才能開展，而且到了夏季只能用于洗浴使用，能源回收受式中：m水為沖渣水循環(huán)量，Ah為水在利用前后的焓變，至限帶1?？紤]水的溫度變化為75～65。(=計(jì)算，高爐沖渣水可用熱量

6、約為2．1．2高爐沖渣水采暖運(yùn)行方式32．6MW。高爐沖渣水采暖一般采用高爐沖渣水專用換熱器、采暖水循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、沖渣水過濾器、沖渣水供水泵、儀器儀表等3．1采暖效益分析設(shè)備，高爐沖渣水在渣水池中通過沖渣水供水泵輸送至沖渣首秦高爐沖渣水的熱量按95％的熱轉(zhuǎn)換效率，可以提供水過濾器過濾。經(jīng)沖渣水換熱器與供暖用軟水進(jìn)行換熱后，回給采暖的換熱量31MW。由于周邊小區(qū)均采用地板輻射采暖方到渣水池中，采暖水通過采暖水循環(huán)泵經(jīng)過換熱器和用戶循式，采暖熱指標(biāo)按60W／m計(jì)，約可供約50萬(wàn)m0居民住宅采環(huán)使用。暖。按照秦皇島市熱力采暖(6．97／mZ／月)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，供暖期5個(gè)月

7、，可取得年收益1740萬(wàn)元，該項(xiàng)目投資約需1000萬(wàn)元，不2．2低溫余熱發(fā)電到一個(gè)供暖期即可回收成本。高爐沖渣水具有余熱量大、品位低的特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)多家企業(yè)和科研單位在研究低溫余熱發(fā)電技術(shù)。對(duì)于低溫余熱發(fā)3．2發(fā)電效益分析電，目前比較廣泛受到認(rèn)可的方式是利用低沸點(diǎn)工質(zhì)，和螺桿目前采用螺桿發(fā)電的效率較低，按照80℃水溫的利用效膨脹機(jī)進(jìn)行發(fā)電。率，國(guó)內(nèi)僅能達(dá)到7％的發(fā)電效率。按照沖渣水所具有的熱量，采用低沸點(diǎn)工質(zhì)是由于水在8O℃不具有膨脹性。采用螺首秦公司沖渣水產(chǎn)生2．3MW電量，年電量1840萬(wàn)kwh，可獲桿膨脹機(jī)是由于該設(shè)備具有熱源使用范圍廣、變工況能力優(yōu)年效益