[發明專利]一種高爐渣余熱利用方法

無效

• 申請號: 201210520125.8
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN102994668A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 魏國順;陳廷軍;馬全;陳保俠
• 申請（專利權）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08;F27D17/00
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域：

本發明屬于爐渣余熱利用技術領域，特別是提供了一種高爐渣余熱利用方法，基于明特法高爐沖渣工藝中使用的沖渣水以及產生的沖渣蒸汽的余熱利用。

背景技術

國內大部分鋼廠在高爐渣余熱利用方面，余熱利用效率低，設備運行繁瑣，多數基于底濾池沖渣工藝進行余熱回收，而基于明特法沖渣工藝的余熱利用又存在堵塞換熱器，換熱效率不高等問題。山東冶金雜志曾關于《高爐沖渣水余熱采暖的應用》中指出，直接采用高爐沖渣水進行采暖。該方法雖然余熱利用效率較高，設備運行簡單，但存在以下弊端：1、渣水中的細纖維容易堵塞供熱管網；2、供熱狀況受高爐爐況影響；3、后期運行成本以及管網維護成本較高。本發明解決了一般高爐沖渣余熱利用中存在的問題和弊端，充分確保設備的穩定和供暖的連續，最大限度地回收高爐渣的顯熱。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種高爐渣余熱利用方法，使用螺旋沖渣水專用換熱器和汽-水殼管式換熱器將高爐渣的顯熱最大限度的通過換熱進行居民供暖，使高爐渣顯熱得到充分的利用，達到節能減排的目的。

在距離沉淀池1附近建換熱站6，用以安裝螺旋沖渣水專用換熱器，型號LXBG/W-0.6/1.2-III和汽-水殼管式換熱器，高爐沖渣水經過溢水池2到吸水井3經沖渣泵房4由沖渣供水管5首先送往換熱站6，對采暖熱水放熱后，再回到沖渣主供水管路，進入高爐渣口進行沖渣。水渣混合物沿渣槽進入攪籠機，初步分離后進入沉淀池，經過沉淀溢流和擋渣板進入吸水井，形成沖渣水循環系統。汽-水循環系統（將沖渣過程中產生的蒸汽引至汽-水殼管式換熱器，蒸汽放熱凝結后的凝結水，作為沖渣補水，形成汽-水循環系統）中沖渣蒸汽經過換熱站6內設置的汽-水殼管式換熱器放熱回收后，進入沖渣供水管路，如圖1所示。

在換熱站內，布置螺旋沖渣水專用換熱器和汽-水殼管式換熱器。螺旋沖渣水專用換熱器的熱源是含有大量懸浮物的沖渣水，螺旋沖渣水專用換熱器內部換熱管入口處的弧形設計解決了換熱器管板的堵塞問題，如圖2所示。螺旋沖渣水專用換熱器內部換熱管的螺旋結構設計，使邊界層遭到破壞，流動邊界層和熱邊界層減薄，強化了傳熱效果，解決了換熱管的堵塞問題。汽-水殼管式換熱器冷源為采暖水，熱源為沖渣蒸汽（溫度高達94℃以上），通過冷凝放熱，在回收沖渣蒸汽中的汽化潛熱的同時回收冷凝水。不僅回收了蒸汽中大部分熱量，同時回收冷凝水，減少補水量。

根據高爐沖渣水溫度低、流量大、玻璃化纖維較多、易堵、具有腐蝕性等特性。本發明在螺旋沖渣水專用換熱器上，根據流體力學原理，將換熱管內層流邊界層打破，不僅增大了表面換熱系數，強化了換熱效果，同時，螺旋沖渣水專用換熱器產生的脈沖旋流從根本上解決了管網堵塞問題。本發明中采暖系統獨立運行，后期運行成本和管網維護成本較低，沖渣水和沖渣蒸汽互為補充，供暖穩定性較高。同時，利用汽-水殼管式換熱器，回收蒸汽率高達70%，充分利用熱量，將冷凝水回收至沖渣水池，極大地減少了沖渣水補水量。通過實際運行情況看，運行穩定、熱回收率高。

附圖說明

圖1為高爐渣余熱利用方法示意圖。

圖2?為螺旋沖渣水專用換熱器原理。

圖3為螺旋沖渣水專用換熱器換熱原理。

具體實施方式

在距離沉淀池1附近新建換熱站6，用以安裝螺旋沖渣水專用換熱器和汽-水殼管式換熱器，高爐沖渣水經過溢水池2到吸水井3經沖渣泵房4由沖渣供水管⑤首先送往換熱站6，對采暖熱水放熱后，再回到沖渣主供水管路，進入高爐渣口進行沖渣。水渣混合物沿渣槽進入攪籠機，初步分離后進入沉淀池，經過沉淀溢流和專設的擋渣板進入吸水井，形成沖渣水循環系統。汽-水循環系統中沖渣蒸汽經過換熱站⑥內設置的汽-水殼管式換熱器放熱回收后，進入沖渣供水管路，如附圖1。

在換熱站內，布置螺旋沖渣水專用換熱器和汽-水殼管式換熱器。螺旋沖渣水專用換熱器的熱源是含有大量懸浮物的沖渣水，沖渣水進入管板時的弧形設計解決了管板的堵塞問題，如圖2螺旋沖渣水專用換熱器原理所示，經過螺旋設計結構，邊界層遭到破壞，流動邊界層和熱邊界層減薄，強化了傳熱效果。沖渣水在進入換熱器前的總管處，脈沖動力裝置定期對水流進行擾動，阻止了懸浮物等雜質在邊界層中的形成，從而達到了進一步防止堵塞的目的。汽-水殼管式換熱器冷源為采暖水，熱源為沖渣蒸汽（溫度高達94℃以上），通過冷凝放熱，回收沖渣蒸汽中的汽化潛熱。不僅回收了蒸汽中大部分熱量，同時回收冷凝水，減少補水量。

據數據統計，明特法高爐沖渣工藝，渣水比按1：8計算，高爐渣的物理顯熱熱焓為430-470kcal/kg，分別以沖渣水、沖渣蒸汽、渣帶走物理熱、其它熱損失等形式轉換，其中，沖渣水占47%，沖渣蒸汽42%，渣帶走物理熱和其它熱損失占11%。本發明通過螺旋沖渣水專用換熱器和汽-水殼管式換熱器分別將沖渣水、沖渣蒸汽的顯熱和汽化潛熱進行回收，用以就近供暖，高爐渣顯熱回收率超過55%。