高炉冲渣水的余热利用
摘要：随着科技的不断发展我国高炉冲渣水余热利用以及存在的问题，采用平流沉淀与普通快滤池相结合的工艺处理冲渣水，利用高炉水冲渣余热进行换热后进水温度明显提高，取得了较好效果。
毕业论文网 关键词：余热；冲渣水；采暖 前言 随着能源与环境问题的日益突出，我国钢铁企业对节能降耗的重视程度进一步提高。
充分挖掘企业内余热余能的回收潜能，降低产品成本，创造新的经济效益，成为新形势下钢铁企业的重要工作之一。
高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，如何让冲渣水发挥余热利用的效益，也逐渐成为一个研究课题。
目前我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。
高炉内1400℃～1500℃的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。
在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50% 以上。
冲制1吨水渣大约消耗新1～1.2 吨，循环用水量约为10吨左右。
按照我国钢铁生产产量5 亿吨，按350 千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1.5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4%。
由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，大约相当于21千克/标煤（按350 千克/ 吨铁计算）。
循环水池的水温范围60℃—85℃，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被白白浪费。
1、冲渣水处理 高炉冲渣水进入水渣池沉淀后， 以1200～1500 m3/h的流量通过DN700管道流出，进入平流沉淀池进一步沉淀，沉淀后的水自流到普通快滤池进行过滤，过滤后的水进入采暖泵房吸水池，通过供水泵组加压送至采暖区供采暖循环使用。
采暖回水进入反冲洗水塔及冲渣水泵房吸水池，供高炉水力冲渣及普通快滤池反冲洗使用。
其中普通快滤池的反冲洗排水排入旋流沉淀池，通过提升泵提升到冲渣池进行冲渣使用，沉渣用抓斗抓出 2、超滤进水及输送管网 2.1 超滤进水情况 二期软水站生产水能力为1600 m3/h，其中需要将1200 m3/h 的生产水从2℃加温至20 ℃，以满足超滤进水温度及水量需求。
二期软水站V形滤池产水的各项指标均良好，无需再进行处理就可以直接进入水－水换热器进行换热。
2.2 输送管网 用水点距离热源( 高炉冲渣水) 约1200m，为防止普通碳钢管道产生铁离子污染，导致超滤膜、反渗透膜不可逆的中毒。
采用普通碳钢内衬PE管道进行输送。
换热器的主要技术参数及相关数据如下:换热器设计温度150℃，设计压力1.0MPa。
一次热源计算温度60℃; 二次温度2～20℃，二次水处理量1200 m3/h，二次水输送水量400～450m3/h。
3、实施方案及工艺特点 3.1 方案 为了确保二期软水站在原水温度低于20℃时，将1200 m3/h 超滤膜进水处理的水加温至20℃，用现有高炉冲渣水的废热对超滤进水进行加温，以降低一次性投资，进行能源综合利用。
二期软水站水泵间布置2台二次水提升泵，2台水泵中1台为变频控制，另外1台为工频控制。
从V形滤池产水池中抽取400～450m3/h水，管道送至热源点进行换热，换热后经管道输送到水泵间超滤进水泵的吸入口，与其余进入超滤泵吸入口的V形滤池产水等比例混合后进入超滤机组。
板式换热器板片材质为254SMO，在每个进出水管道上预留1 个DN50阀门，可以对板式换热器进行清洗。
在水渣水进入板换管道上加装了管道过滤器，防止堵塞板换。
从现有冲渣泵的吸水母管上吸取部分水作为一次水，经过新设的高炉冲渣水提升泵及换热器后再与其余原有的水泵出口连接，最大限度地保证不影响原有冲渣系统。
图1 高炉冲渣水余热回收利用工艺流程 3.2 工艺特点 (1) 板式换热器具有换热面积大，传热系数高，运行稳定，便于检修等特点。
(2) 根据冲渣水系统现状，新增一次循环水与板式换热器串联后再与原有冲渣水泵并联使用，并适当考虑了由此增加的压力损失，在保证废热回收的基础上对原有冲渣系统改动最少。
(3) 由于新增的一次循环水泵水量与原有冲渣系统中的水泵流量一致，在需要换热的季节，开启新增一次循环水泵的同时，可以停止相应台数的原有冲渣水泵，改造后系统运行电费最低。
(4) 二次水所用2台泵均为变频，可以根据二期水温、超滤、RO的产水量，自动运行变频泵，使电耗降至最低。
(5) 在二次供水总管上安装电导、浊度、压力监测仪表，在二次回水管路上安装温度、电导、浊度仪表，可以根据温度、电导、浊度、压力变化等自动判断系统的运行状况，及时发现泄漏、结垢等情况。
4、主要处理措施 4.1 普通快滤池 普通快滤池采取单层砂滤层，滤料采用水渣池所产的水渣，承托层采用天然卵石或砾石。
单格滤池面积为30 m3，4格滤池即可满足供水量，考虑到滤池的反冲洗及停产检修，增加1格滤池，设置5格滤池。
单格快滤池长11m(包括管廊部分)，宽5.72m。
快滤池总平面尺寸:长为11m，宽为28.6m。
单格滤池产水量为300 m3/h，滤速为10m/h。
滤池的反冲洗采用高速水流反冲洗，反冲洗强度为18 L/(s•m )， 反冲洗周期为12 h，反冲洗时间为6min。
4.2 平流沉淀池 对冲渣水进行进一步的沉淀，虽然平流沉淀池占地大，但是对水质适应能力强，沉淀效果稳定，维修管理方便，平流沉淀池上设置盖板进行保温，并设一电动葫芦进行吊装及清渣使用。
在池中加设隔墙(2个)增加冲渣水的停留时间。
水平流速为0.013m/h。
4.3 旋流沉淀池 采用重力下旋式旋流沉淀池．旋流池上设置抓渣装置。
处理水量为1990m3/h，有效沉淀时间为0.5h。
设置2台提升泵，1开1备。
旋流池平面尺寸：直径为8m,深为10m,中心简直径为3.2m。
4.4 采暖供水泵房 泵房内共有3台泵，水泵型号为KQSN300一N9型，流量为402～825 m3/h，扬程为52～66 m，配套电机功率为185 kW，2开1备，其中1台采用变频控制。
4.5 反冲洗水塔 水塔容积为300m，能满足单格滤池反冲洗5～7min用水量。
总结与展望 国内高炉冲渣水余热利用的现状和冲渣水余热回收的双工质发电和温差发电技术利用这两项新技术，都可以将低品位的冲渣水热能，转化成电能，也有经济效益。
由于受到目前技术条件的制约，这两种技术的利用效率和经济性还较低。
但随着科技的不断发展和节能技术的不断研究，应该可以解决现有技术存在的问题，提高余热利用效率和经济性能，达到节能减排和降低钢铁企业成本的目的。
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