[發(fā)明專利]高爐出鐵場渣鐵水余顯熱回收節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710287522.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108796155A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振峰;邵燕敏;張雅琪
• 申請（專利權(quán)）人: 天津匯金敏峰新材料科技有限公司
• 主分類號: C21B7/14
• 分類號: C21B7/14;C21B7/10;C21B7/24;C21B7/04;F27D17/00;F01K27/00
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本發(fā)明公開高爐出鐵場渣鐵水余顯熱回收節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，包括爐體、冷卻系統(tǒng)、余熱回收鍋爐系統(tǒng)和飽和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，所述爐體與主溝連接，所述主溝與渣鐵溝連接；所述渣鐵溝包括渣溝和鐵支溝，所述主溝通過沙口與所述鐵支溝連接；所述渣鐵溝的上部設(shè)有移動(dòng)防塵煙罩鋼殼，所述渣鐵溝的下部設(shè)有渣鐵溝鋼殼；所述渣鐵溝鋼殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有渣鐵溝耐材永久層；所述渣鐵溝耐材永久層的內(nèi)側(cè)設(shè)有渣鐵溝耐材保護(hù)層；所述渣鐵溝耐材保護(hù)層的內(nèi)側(cè)設(shè)有渣鐵溝耐材工作層；所述渣鐵溝耐材工作層和所述渣鐵溝耐材永久層之間設(shè)有渣鐵溝侵蝕檢測裝置。本發(fā)明可達(dá)到充分回收和利用高爐出鐵場的渣、鐵水的高溫余熱資源的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高爐出鐵場渣鐵水余顯熱回收節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法。

背景技術(shù)

在鋼鐵企業(yè)屬于資源、能源密集行業(yè)包括燒結(jié)、高爐、煉鋼、軋鋼及輔料等生產(chǎn)工序流程，是能耗大戶，約占全國能耗的16％，其中高爐煉鐵占鋼鐵冶煉總能耗的70％，高爐煉鐵在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中承上啟下，處舉足輕重的地位。其中，國內(nèi)、外大中高爐出鐵場渣、鐵水余能(顯熱)資源回收利用研究和應(yīng)用尚屬于空白。

目前鋼鐵聯(lián)合企業(yè)一般為多座大中型高爐(群)組織生產(chǎn)，每座高爐在生產(chǎn)中均設(shè)計(jì)有2～4個(gè)鐵口，與多鐵口相適應(yīng)的出鐵場配置，國內(nèi)一般采用環(huán)形(半島)或矩形出鐵場兩種布置方式，出鐵場進(jìn)行平坦化、除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)其作業(yè)面積大、兩鐵口之間呈大夾角度(90℃或75.8℃不等)布置以及爐前環(huán)境的改善，渣、鐵水溝累計(jì)總長度在數(shù)百米以上，每個(gè)渣鐵溝完全獨(dú)立，非常便于各個(gè)出鐵場余熱能源的收集。

現(xiàn)代大中高爐出鐵場為平坦型，易于提供機(jī)械化操作和生產(chǎn)的安全性，高爐全部渣鐵溝及溝蓋一般都設(shè)在平臺(tái)面以下，渣鐵溝是渣鐵及時(shí)排放的通道，在高爐鐵口出渣、鐵或等待出鐵時(shí)，出鐵場的固定鐵主、支溝以及渣溝內(nèi)所使用的耐高溫材料所承載的高溫均在1400℃以上，并且渣鐵溝上防止煙塵外溢排出的活動(dòng)防塵隔熱蓋板表面溫度也800～1200℃.因此，高爐出鐵場巨大豐富的熱源可轉(zhuǎn)換為資源，可以直接經(jīng)濟(jì)回收利用。

高爐出鐵口出渣鐵方式有連續(xù)出鐵和間隔、交替或?qū)沁M(jìn)行組織出鐵，每天出鐵、出渣作業(yè)次數(shù)為十幾次，渣、鐵產(chǎn)量在數(shù)千、萬噸以上，出鐵時(shí)間與節(jié)奏一般情況均是有規(guī)律的，在高爐正常出鐵時(shí)，渣鐵水的溫度在1450℃以上，含有豐富穩(wěn)定巨大的高溫?zé)嵩矗湓F顯熱(物理熱)能級高，屬高品余熱資源。約占全部高溫資源的35％(高爐渣占28％)，回收價(jià)值極大，目前尚沒有成熟的回收技術(shù)，大量的高爐渣鐵顯熱(物理熱)白白耗散。而中國每年產(chǎn)生高爐渣鐵10億噸以上，如按照將其冷卻到室溫計(jì)算，僅一噸高爐渣可放出(1.26～1.88)×106kJ的熱量攜帶顯熱折合標(biāo)煤在七百萬噸，余熱資源相當(dāng)豐富，如何能把這部分熱量加以回收利用，將是重大的節(jié)能環(huán)保的研究課題。對中國鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

高爐渣鐵溝是渣鐵及時(shí)排放的通道，隨著高爐大型化和強(qiáng)化冶煉，出鐵量增加，渣鐵溝的使用條件日益苛刻，其使用壽命極大的影響了鐵前的勞動(dòng)強(qiáng)度、噸鐵耐材消耗量，甚至影響高爐的正常生產(chǎn)等諸多弊端也日漸顯現(xiàn)。

基于此，從現(xiàn)有背景技術(shù)出發(fā)，本申請旨在通過多年致力于現(xiàn)代高爐冶煉工藝技術(shù)研究，突破改變固有的傳統(tǒng)耐材隔熱設(shè)計(jì)理念，獨(dú)創(chuàng)突破在渣鐵溝內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用耐材布置傳熱與強(qiáng)制循環(huán)隔熱冷卻理論相結(jié)合，既“揚(yáng)冷避熱梯度布置法”，形成其溫度場分布更加合理，高爐出鐵場渣鐵溝內(nèi)襯長期高溫渣、鐵水沖刷侵蝕的條件下，在1150℃較難被推到耐材表面而形成“自我修理”的渣鐵保護(hù)殼，實(shí)現(xiàn)高爐出鐵場渣鐵溝在長壽、保溫和資源回收高效利用的統(tǒng)一，將其節(jié)能減排控制技術(shù)的高效、創(chuàng)新、綠色、回收可循環(huán)與適用革新性的突破，以期提出的較短時(shí)間內(nèi)大幅度降低高爐工序能耗，最終實(shí)現(xiàn)負(fù)能冶煉的實(shí)際應(yīng)用效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供高爐出鐵場渣鐵水余顯熱回收節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)及發(fā)電方法，可達(dá)到充分回收和利用高爐出鐵場的渣、鐵水的高溫余熱資源的有益效果。