專利名稱：一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焦?fàn)t煙氣余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
高爐煉鐵過程中產(chǎn)生溫度高達(dá)1450°C高溫熔融渣，含有大量余熱資源。現(xiàn)有工藝主要采用水淬方式進(jìn)行資源化處理，爐渣水淬時(shí)產(chǎn)生大量乏蒸汽和熱沖渣水，爐渣熱量經(jīng)由乏蒸汽及熱沖渣水排放到環(huán)境中，同時(shí)沖渣水循環(huán)冷卻時(shí) 需要大量電力，導(dǎo)致熱能、電力等能源浪費(fèi)。同時(shí)鋼鐵企業(yè)需要大量高品位蒸汽作為熱用戶使用，出現(xiàn)高質(zhì)能源低質(zhì)使用的不合理現(xiàn)象。爐渣水淬工藝已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)生的“水渣”具有很高的活性，不僅可以作為水泥的熟料，很可以作為建筑業(yè)混凝土的“添加劑”。東北大學(xué)及某些科研機(jī)構(gòu)曾經(jīng)用風(fēng)淬法及其他方法對高爐爐渣余熱進(jìn)行回收利用研究，但由于這種方法改變了爐渣的最終活性使?fàn)t渣難以資源化利用，因此無法推廣實(shí)施。目前有少量高爐沖渣水余熱回收主要用于冬季取暖或日常洗澡，但由于高爐沖渣水水質(zhì)受高爐礦料等因素影響，水質(zhì)多變，無法直接使用，更多的沖渣水與乏蒸汽低溫余熱資源直接通過冷卻塔排放到大氣環(huán)境中。即使對高爐沖渣水與乏蒸汽所帶余熱回收與利用，但存在著對沖渣系統(tǒng)所含熱量的回收使用不徹底，大量帶有余熱乏蒸汽通過煙囪排向大氣，增加乏蒸汽煙囪造成的熱污染及視覺污染的問題；同時(shí)，高爐沖渣水及乏蒸汽帶有大量的余熱資源浪費(fèi)，排放進(jìn)入大氣造成污染，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會與環(huán)境問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中即使對高爐沖渣水與乏蒸汽所帶余熱回收與利用，但存在著對沖渣系統(tǒng)所含熱量的回收使用不徹底，大量帶有余熱乏蒸汽通過煙 排向大氣，增加乏蒸汽煙囪造成的熱污染及視覺污染的問題，同時(shí)，高爐沖渣水及乏蒸汽帶有大量的余熱資源浪費(fèi)，排放進(jìn)入大氣造成污染，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會與環(huán)境問題的技術(shù)性問題。本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)，包括高爐沖渣子系統(tǒng)、沉淀換熱子系統(tǒng)、熱水供應(yīng)子系統(tǒng)和熱水發(fā)電子系統(tǒng)，高爐沖渣子系統(tǒng)包括產(chǎn)生乏蒸汽及高溫沖渣水的高爐渣淬化造粒裝置，沉淀換熱子系統(tǒng)進(jìn)一步包括沉淀池和乏蒸汽熱量回收器，高爐渣淬化造粒裝置的高溫沖渣水出口連接沉淀池，沉淀池的出口連接乏蒸汽熱量回收器，高爐渣淬化造粒裝置的乏蒸汽出口通過乏蒸汽熱量回收器連接至所述沉淀池，乏蒸汽熱量回收器出口連接至所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)，所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)包括凈水換熱器、沖渣水冷卻塔與保溫?zé)崴洌鰞羲畵Q熱器沖渣水進(jìn)口端與乏蒸汽熱量回收器沖渣水出口連接，所述凈水換熱器沖渣水出口與冷卻塔進(jìn)口連接，冷卻塔出口連接至高爐渣淬化造粒裝置沖渣水進(jìn)口，所述凈水換熱器補(bǔ)水口連接自來水補(bǔ)水口，凈水換熱器熱水出口連接保溫?zé)崴錈崴M(jìn)口，保溫?zé)崴錈崴隹诜謩e與熱水用戶進(jìn)口和熱水發(fā)電子系統(tǒng)連接，所述熱水發(fā)電子系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、動力發(fā)電機(jī)組、冷凝器與工質(zhì)泵，所述蒸發(fā)器、動力發(fā)電機(jī)組、冷凝器與工質(zhì)泵依次連接組成低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置，所述蒸發(fā)器熱水進(jìn)口連接保溫?zé)崴錈崴隹冢舭l(fā)器熱水出口連接凈水換熱器補(bǔ)水口，系統(tǒng)包括以下循環(huán)通道。所述高爐渣淬化造粒裝置產(chǎn)生的乏蒸汽經(jīng)過乏蒸汽熱量回收器與沖渣水進(jìn)行熱交換后乏蒸汽變成冷凝水，然后進(jìn)入沉淀池，由此高爐渣淬化造粒裝置、乏蒸汽熱量回收器及沉淀池形成乏蒸汽流通通道；所述高爐渣淬化造粒裝置產(chǎn)生的沖渣水經(jīng)沉淀池凈化，再經(jīng)乏蒸汽熱量回收器的熱交換、送入凈水換熱器與自來水進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷卻塔冷卻，冷卻后沖渣水再送高爐渣淬化造粒裝置沖渣水入口繼續(xù)沖渣，依次高爐渣淬化造粒裝置、沉淀池、乏蒸汽熱量回收器、凈水換熱器與冷卻塔形成沖渣水整體循環(huán)利用通道；所述自來水通過凈水換熱器補(bǔ)水口過熱后進(jìn)入保溫?zé)崴浜?，一部分送熱水用戶使用，另一部分送入低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置利用其熱量發(fā)電，其經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)后進(jìn)入凈水換熱器繼續(xù)換熱使用，所述凈水換熱器、保溫?zé)崴渑c發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器形成自來水循環(huán)利用通道。 有益地，一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供方法，其特征在于，包括以下步驟
(1)高爐渣淬化造粒裝置沖渣時(shí)產(chǎn)生大量乏蒸汽和一定溫度沖渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽煙囪，沖渣水經(jīng)沉淀池過濾后，去除水中所含的大顆粒；
(2)沖渣水通過水泵送入乏蒸汽熱量回收器，乏蒸汽熱量回收器從乏蒸汽煙囪回收乏蒸汽的熱量繼續(xù)為沖渣水提升溫度，熱交換后蒸汽凝結(jié)為水流入沉淀池；
(3)溫度提升后的沖渣水送凈水換熱器放熱后進(jìn)入沖渣水冷卻塔，冷卻后經(jīng)水泵送高爐渣淬化造粒裝置繼續(xù)沖渣；
(4)自來水通過補(bǔ)水入口進(jìn)入凈水換熱器與沖渣水進(jìn)行換熱后送保溫?zé)崴洌?br> (5)保溫?zé)崴渲袩崴徊糠纸?jīng)水泵輸送給熱水用戶使用；
(6)保溫?zé)崴渲辛硪徊糠譄崴?jīng)水泵進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器中與有機(jī)工質(zhì)換熱，換熱后返回凈水換熱器繼續(xù)加熱；
(7 )被加熱的有機(jī)工質(zhì)通過動力發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電輸送電力用戶使用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果
1、本發(fā)明的一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法提供了熱電雙聯(lián)產(chǎn)的功能，為熱用戶的熱力使用提供了良好的條件，同時(shí)，對沖渣系統(tǒng)所含熱量的全方位回收，從而提高了發(fā)電系統(tǒng)效率；
2、本發(fā)明的一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法回收了高爐沖渣水及乏蒸汽余熱資源，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。


圖I為本發(fā)明的一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明。請參閱附圖I，一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)，包括高爐沖渣子系統(tǒng)I、沉淀換熱子系統(tǒng)2、熱水供應(yīng)子系統(tǒng)3和熱水發(fā)電子系統(tǒng)4,聞爐沖洛子系統(tǒng)I包括產(chǎn)生乏蒸汽及高溫沖渣水的高爐渣淬化造粒裝置11，沉淀換熱子系統(tǒng)2進(jìn)一步包括沉淀池21和乏蒸汽熱量回收器22，高爐渣淬化造粒裝置11的高溫沖渣水出口連接沉淀池21，沉淀池21的出口連接乏蒸汽熱量回收器22，高爐渣淬化造粒裝置11的乏蒸汽出口通過乏蒸汽熱量回收器22連接至所述沉淀池21，乏蒸汽 熱量回收器22出口連接至所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)3，所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)3包括凈水換熱器31、沖渣水冷卻塔32與保溫?zé)崴?3，所述凈水換熱器31沖渣水進(jìn)口端與乏蒸汽熱量回收器22沖渣水出口連接，所述凈水換熱器31沖渣水出口與冷卻塔32進(jìn)口連接，冷卻塔32出口連接至高爐渣淬化造粒裝置11沖渣水進(jìn)口，所述凈水換熱器31補(bǔ)水口連接自來水補(bǔ)水口 34，凈水換熱器31熱水出口連接保溫?zé)崴?3熱水進(jìn)口，保溫?zé)崴?3熱水出口分別與熱水用戶進(jìn)口 35和熱水發(fā)電子系統(tǒng)4連接，所述熱水發(fā)電子系統(tǒng)4包括蒸發(fā)器41、動力發(fā)電機(jī)組42、冷凝器43與工質(zhì)泵44，所述蒸發(fā)器41、動力發(fā)電機(jī)組42、冷凝器43與工質(zhì)泵44依次連接組成低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置，所述蒸發(fā)器41熱水進(jìn)口連接保溫?zé)崴?3熱水出口，蒸發(fā)器41熱水出口連接凈水換熱器31補(bǔ)水口。系統(tǒng)包括以下循環(huán)通道，所述高爐渣淬化造粒裝置11產(chǎn)生的乏蒸汽經(jīng)過乏蒸汽熱量回收器22與沖渣水進(jìn)行熱交換后乏蒸汽變成冷凝水，然后進(jìn)入沉淀池21，由此高爐渣淬化造粒裝置11、乏蒸汽熱量回收器22及沉淀池21形成乏蒸汽流通通道；所述高爐渣淬化造粒裝置11產(chǎn)生的沖渣水經(jīng)沉淀池21凈化，再經(jīng)乏蒸汽熱量回收器22的熱交換、送入凈水換熱器31與自來水進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷卻塔32冷卻，冷卻后沖渣水再送高爐渣淬化造粒裝置11沖渣水入口繼續(xù)沖渣，依次高爐渣淬化造粒裝置11、沉淀池21、乏蒸汽熱量回收器22、凈水換熱器31與冷卻塔32形成沖渣水整體循環(huán)利用通道；所述自來水通過凈水換熱器31補(bǔ)水口過熱后進(jìn)入保溫?zé)崴?3后，一部分送熱水用戶使用，另一部分送入低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置利用其熱量發(fā)電，其經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)后進(jìn)入凈水換熱器31繼續(xù)換熱使用，所述凈水換熱器31、保溫?zé)崴?3與發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器41形成自來水循環(huán)利用通道。另外，本系統(tǒng)還包括若干水泵5，所述水泵5分別設(shè)置于沉淀池21的出口與乏蒸汽熱量回收器22連接處、保溫?zé)崴?3熱水出口與熱水用戶進(jìn)口 34連接處、保溫?zé)崴?3熱水出口與蒸發(fā)器41熱水進(jìn)口連接處、冷卻塔32與高爐渣淬化造粒裝置11沖渣水入口連接處，設(shè)置的若干水泵可使系統(tǒng)運(yùn)行更加流暢。參照附圖1，進(jìn)一步對本發(fā)明的實(shí)施方法進(jìn)行描述。本實(shí)例包括以下步驟
(O高爐渣淬化造粒裝置11沖渣時(shí)產(chǎn)生大量乏蒸汽和一定溫度沖渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽煙囪，沖渣水經(jīng)沉淀池21過濾后，去除水中所含的大顆粒；
(2)沖渣水通過水泵5送入乏蒸汽熱量回收器22，乏蒸汽熱量回收器22從乏蒸汽煙囪回收乏蒸汽的熱量繼續(xù)為沖渣水提升溫度，熱交換后蒸汽凝結(jié)為水流入沉淀池21 ；
(3)溫度提升后的沖渣水送凈水換熱器31放熱后進(jìn)入沖渣水冷卻塔32，冷卻后經(jīng)水泵5送高爐渣淬化造粒裝置11繼續(xù)沖渣；
(4)自來水通過補(bǔ)水入口34進(jìn)入凈水換熱器31與沖渣水進(jìn)行換熱后送保溫?zé)崴?3 ；
(5)保溫?zé)崴?3中熱水一部分經(jīng)水泵5輸送給熱水用戶使用；
(6)保溫?zé)崴?3中另一部分熱水經(jīng)水泵5進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器41中與有機(jī)工質(zhì)換熱，換熱后返回凈水換熱器31繼續(xù)加熱；
(7 )被加熱的有機(jī)工質(zhì)通過動力發(fā)電機(jī)組42做功發(fā)電輸送電力用戶使用。綜合以上所述本發(fā)明結(jié)構(gòu)與實(shí)施方法可知，本發(fā)明的一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法在回收利用高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱時(shí)具有以下有益效果一是系統(tǒng)提供了熱電雙聯(lián)產(chǎn)的功能，為熱用戶的熱力使用提供了良好的條件，同時(shí)，對沖渣系統(tǒng)所含熱量的全方位回收，從而提高了發(fā)電系統(tǒng)效率；二是系統(tǒng)回收了高爐沖渣水及乏蒸汽余熱資源，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。以上公開的僅為本申請的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本申請并非局限于此，任何本領(lǐng)域 的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，包括高爐沖渣子系統(tǒng)、沉淀換熱子系統(tǒng)、熱水供應(yīng)子系統(tǒng)和熱水發(fā)電子系統(tǒng)， 高爐沖渣子系統(tǒng)包括產(chǎn)生乏蒸汽及高溫沖渣水的高爐渣淬化造粒裝置， 沉淀換熱子系統(tǒng)進(jìn)一步包括沉淀池和乏蒸汽熱量回收器，高爐渣淬化造粒裝置的高溫沖渣水出口連接沉淀池，沉淀池的出口連接乏蒸汽熱量回收器，高爐渣淬化造粒裝置的乏蒸汽出口通過乏蒸汽熱量回收器連接至所述沉淀池，乏蒸汽熱量回收器出口連接至所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)， 所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)包括凈水換熱器、沖渣水冷卻塔與保溫?zé)崴洌鰞羲畵Q熱器沖渣水進(jìn)口端與乏蒸汽熱量回收器沖渣水出口連接，所述凈水換熱器沖渣水出口與冷卻塔進(jìn)口連接，冷卻塔出口連接至高爐渣淬化造粒裝置沖渣水進(jìn)口，所述凈水換熱器補(bǔ)水口連接自來水補(bǔ)水口，凈水換熱器熱水出口連接保溫?zé)崴錈崴M(jìn)口，保溫?zé)崴錈崴隹诜謩e與熱水用戶進(jìn)口和熱水發(fā)電子系統(tǒng)連接，所述熱水發(fā)電子系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、動力發(fā)電機(jī)組、冷凝器與工質(zhì)泵，所述蒸發(fā)器、動力發(fā)電機(jī)組、冷凝器與工質(zhì)泵依次連接組成低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置，所述蒸發(fā)器熱水進(jìn)口連接保溫?zé)崴錈崴隹?，蒸發(fā)器熱水出口連接凈水換熱器補(bǔ)水口， 系統(tǒng)包括以下循環(huán)通道，所述高爐渣淬化造粒裝置產(chǎn)生的乏蒸汽經(jīng)過乏蒸汽熱量回收器與沖渣水進(jìn)行熱交換后乏蒸汽變成冷凝水，然后進(jìn)入沉淀池，由此高爐渣淬化造粒裝置、乏蒸汽熱量回收器及沉淀池形成乏蒸汽流通通道；所述高爐渣淬化造粒裝置產(chǎn)生的沖渣水經(jīng)沉淀池凈化，再經(jīng)乏蒸汽熱量回收器的熱交換、送入凈水換熱器與自來水進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷卻塔冷卻，冷卻后沖渣水再送高爐渣淬化造粒裝置沖渣水入口繼續(xù)沖渣，依次高爐渣淬化造粒裝置、沉淀池、乏蒸汽熱量回收器、凈水換熱器與冷卻塔形成沖渣水整體循環(huán)利用通道；所述自來水通過凈水換熱器補(bǔ)水口過熱后進(jìn)入保溫?zé)崴?，一部分送熱水用戶使用，另一部分送入低沸點(diǎn)工質(zhì)低溫發(fā)電裝置利用其熱量發(fā)電，其經(jīng)過發(fā)電系統(tǒng)后進(jìn)入凈水換熱器繼續(xù)換熱使用，所述凈水換熱器、保溫?zé)崴渑c發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器形成自來水循環(huán)利用通道。
2.一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)高爐渣淬化造粒裝置沖渣時(shí)產(chǎn)生大量乏蒸汽和一定溫度沖渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽煙囪，沖渣水經(jīng)沉淀池過濾后，去除水中所含的大顆粒； (2)沖渣水通過水泵送入乏蒸汽熱量回收器，乏蒸汽熱量回收器回收乏蒸汽的熱量繼續(xù)為沖渣水提升溫度，熱交換后蒸汽凝結(jié)為水流入沉淀池； (3)溫度提升后的沖渣水送凈水換熱器放熱后進(jìn)入沖渣水冷卻塔，冷卻后經(jīng)水泵送高爐渣淬化造粒裝置繼續(xù)沖渣； (4)自來水通過補(bǔ)水入口進(jìn)入凈水換熱器與沖渣水進(jìn)行換熱后送保溫?zé)崴洌? (5)保溫?zé)崴渲袩崴徊糠纸?jīng)水泵輸送給熱水用戶使用； (6)保溫?zé)崴渲辛硪徊糠譄崴?jīng)水泵進(jìn)入發(fā)電系統(tǒng)的蒸發(fā)器中與有機(jī)工質(zhì)換熱，換熱后返回凈水換熱器繼續(xù)加熱； (7)被加熱的有機(jī)工質(zhì)通過動力發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電輸送電力用戶使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱熱電雙聯(lián)供系統(tǒng)及方法，包括高爐沖渣子系統(tǒng)、沉淀換熱子系統(tǒng)、熱水供應(yīng)子系統(tǒng)和熱水發(fā)電子系統(tǒng)，所述高爐沖渣子系統(tǒng)、沉淀換熱子系統(tǒng)與熱水供應(yīng)子系統(tǒng)連接進(jìn)行沖渣水與自來水換熱，所述熱水供應(yīng)子系統(tǒng)和熱水發(fā)電子系統(tǒng)連接，所述換熱后自來水進(jìn)入熱水發(fā)電子系統(tǒng)作為熱源發(fā)電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在回收利用高爐沖渣水及乏蒸汽低溫余熱時(shí)具有以下有益效果一是系統(tǒng)提供了熱電雙聯(lián)產(chǎn)的功能，為熱用戶的熱力使用提供了良好的條件，同時(shí)，對沖渣系統(tǒng)所含熱量的全方位回收，從而提高了發(fā)電系統(tǒng)效率；二是系統(tǒng)回收了高爐沖渣水及乏蒸汽余熱資源，節(jié)約能源，減少排放，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
文檔編號F27D17/00GK102787186SQ20121031786
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者曹先常, 王芳 申請人:上海寶鋼節(jié)能技術(shù)有限公司