高爐沖渣水直接換熱回收余熱技術(shù)相關(guān)介紹
高爐煉鐵熔渣經(jīng)水淬后產(chǎn)生大量60℃-90℃的沖渣水,其中含有大量懸浮固體顆粒和纖維。目前,我國高爐沖渣水余熱主要采用過濾直接供暖及過濾換熱供暖方式進(jìn)行利用,但存在容易在管道或換熱設(shè)備內(nèi)發(fā)生淤積堵塞、過濾反沖頻繁取熱量少、產(chǎn)生次生污染等問題,無法長時間使用,因此多年來沖渣水余熱未得到全面有效利用。按照我國鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)量8億t,按350kg渣比計算,由沖渣水帶走的高爐渣的物理熱量約占煉鐵能耗的8%左右,能源浪費巨大。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量4萬tce/a,CO2減排約11萬t/a。
技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
高爐煉鐵沖渣水含有大量60℃-90℃低品位熱量,該技術(shù)采用專用沖渣水換熱器,無需過濾直接進(jìn)入換熱器與采暖水換熱,加熱采暖水,用于采暖或發(fā)電,從而減少燃煤消耗并減少污染物的排放,達(dá)到節(jié)能減排的目的。冷卻后的沖渣水繼續(xù)循環(huán)沖渣,對于帶有冷卻塔的因巴等沖渣工藝,可以關(guān)閉冷卻塔進(jìn)一步節(jié)約電能消耗;而對于沒有冷卻塔的沖渣工藝,沖渣水降溫后減少了沖渣水蒸發(fā)量,進(jìn)一步減少水消耗。采用該技術(shù),無需過濾,工藝流程短,運行及維護(hù)成本低,取熱過程僅僅取走渣水熱量,不影響高爐正常運行,無次生污染,整體運行可靠,適宜于長周期運行。
2.關(guān)鍵技術(shù)
(1)直接換熱技術(shù)。開發(fā)了專用沖渣水換熱器,解決了纖維鉤掛堵塞和顆粒物淤積堵塞問題,沖渣水無需過濾即可直接進(jìn)入換熱器與采暖水進(jìn)行換熱。
(2)抗磨損技術(shù)。沖渣水含有大量固體顆粒物,不僅容易淤積堵塞,而且極易磨損,該技術(shù)通過板型、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、流速等方面的控制解決了磨損問題。
(3)自動運行控制技術(shù)。根據(jù)高爐規(guī)模和沖渣工藝的不同特點,研發(fā)了系列工藝流程與之配套,大型高爐兩側(cè)沖渣的切換技術(shù)以及可靠的直接換熱技術(shù)保證了自動運行的可實施性。
3.工藝流程
高爐容積不同,沖渣工藝不同,以底濾法為例,其工藝流程如圖1所示。由高爐沖渣水泵出口管道處設(shè)置閥組提取沖渣水,取出的沖渣水流經(jīng)沖渣水換熱器取熱降溫后引回原管路繼續(xù)沖渣;采暖水回水流經(jīng)沖渣水換熱器加熱升溫后,供采暖;系統(tǒng)安裝自動控制包含PLC控制系統(tǒng)及溫度、壓力、熱量計量等控制系統(tǒng)。
主要技術(shù)指標(biāo)
1. 100%全水量取熱,回收熱量大,年產(chǎn)噸鐵可配置采暖面積0.4 m2-0.6m2,節(jié)能5kgce-7.5kgce,節(jié)水40kg-57kg;
2.直接換熱技術(shù),無需過濾、不堵塞,可實現(xiàn)一個采暖季連續(xù)不停車運轉(zhuǎn);
3.大型高爐的因巴等沖渣工藝,冷端溫差小于5℃,可將沖渣水由85℃降至55℃以下;小型高爐的底濾等沖渣工藝,熱端溫差小于2℃,可將采暖水加熱至65℃以上;
4.沖渣水換熱器技術(shù)指標(biāo):
單臺最大換熱器面積 1200m2;
單臺最大換熱負(fù)荷 1.7×107kcal/h;
單臺最大沖渣水處理量 1400m3/h(底濾法)、500m3/h(因巴法);
換熱器單平米供暖面積 175 m2-500m2。
技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)共獲得國家專利9項,其中2項發(fā)明專利。目前,已在北方20座高爐的沖渣水余熱回收項目中推廣實施,用于城市供暖,其中19座煉鐵高爐,1座銅冶煉高爐,供暖面積累計達(dá)1100萬m2,取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
推廣前景及節(jié)能減排潛力
隨著高爐沖渣水直接換熱余熱回收技術(shù)的成熟,在有集中供暖需求的北方將得到進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用。預(yù)計未來5年,該技術(shù)的推廣比例可達(dá)40%,項目總投入26億元,可形成的年節(jié)能能力為143萬tce,年碳減排能力為378萬tCO2。
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