专利名称：一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种焦炉烟气余热回收利用技术领域，特别涉及一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法。
背景技术：
高炉炼铁过程中产生温度高达1450°C高温熔融渣，含有大量余热资源。现有工艺主要采用水淬方式进行资源化处理，炉渣水淬时产生大量乏蒸汽和热冲渣水，炉渣热量经由乏蒸汽及热冲渣水排放到环境中，同时冲渣水循环冷却时 需要大量电力，导致热能、电力等能源浪费。同时钢铁企业需要大量高品位蒸汽作为热用户使用，出现高质能源低质使用的不合理现象。炉渣水淬工艺已经非常成熟，产生的“水渣”具有很高的活性，不仅可以作为水泥的熟料，很可以作为建筑业混凝土的“添加剂”。东北大学及某些科研机构曾经用风淬法及其他方法对高炉炉渣余热进行回收利用研究，但由于这种方法改变了炉渣的最终活性使炉渣难以资源化利用，因此无法推广实施。目前有少量高炉冲渣水余热回收主要用于冬季取暖或日常洗澡，但由于高炉冲渣水水质受高炉矿料等因素影响，水质多变，无法直接使用，更多的冲渣水与乏蒸汽低温余热资源直接通过冷却塔排放到大气环境中。即使对高炉冲渣水与乏蒸汽所带余热回收与利用，但存在着对冲渣系统所含热量的回收使用不彻底，大量带有余热乏蒸汽通过烟囱排向大气，增加乏蒸汽烟囱造成的热污染及视觉污染的问题；同时，高炉冲渣水及乏蒸汽带有大量的余热资源浪费，排放进入大气造成污染，产生严重的社会与环境问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法，以解决现有技术中即使对高炉冲渣水与乏蒸汽所带余热回收与利用，但存在着对冲渣系统所含热量的回收使用不彻底，大量带有余热乏蒸汽通过烟 排向大气，增加乏蒸汽烟囱造成的热污染及视觉污染的问题，同时，高炉冲渣水及乏蒸汽带有大量的余热资源浪费，排放进入大气造成污染，产生严重的社会与环境问题的技术性问题。本发明目的通过以下技术方案实现
一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统，包括高炉冲渣子系统、沉淀换热子系统、热水供应子系统和热水发电子系统，高炉冲渣子系统包括产生乏蒸汽及高温冲渣水的高炉渣淬化造粒装置，沉淀换热子系统进一步包括沉淀池和乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的高温冲渣水出口连接沉淀池，沉淀池的出口连接乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的乏蒸汽出口通过乏蒸汽热量回收器连接至所述沉淀池，乏蒸汽热量回收器出口连接至所述热水供应子系统，所述热水供应子系统包括净水换热器、冲渣水冷却塔与保温热水箱，所述净水换热器冲渣水进口端与乏蒸汽热量回收器冲渣水出口连接，所述净水换热器冲渣水出口与冷却塔进口连接，冷却塔出口连接至高炉渣淬化造粒装置冲渣水进口，所述净水换热器补水口连接自来水补水口，净水换热器热水出口连接保温热水箱热水进口，保温热水箱热水出口分别与热水用户进口和热水发电子系统连接，所述热水发电子系统包括蒸发器、动力发电机组、冷凝器与工质泵，所述蒸发器、动力发电机组、冷凝器与工质泵依次连接组成低沸点工质低温发电装置，所述蒸发器热水进口连接保温热水箱热水出口，蒸发器热水出口连接净水换热器补水口，系统包括以下循环通道。所述高炉渣淬化造粒装置产生的乏蒸汽经过乏蒸汽热量回收器与冲渣水进行热交换后乏蒸汽变成冷凝水，然后进入沉淀池，由此高炉渣淬化造粒装置、乏蒸汽热量回收器及沉淀池形成乏蒸汽流通通道；所述高炉渣淬化造粒装置产生的冲渣水经沉淀池净化，再经乏蒸汽热量回收器的热交换、送入净水换热器与自来水进行换热后进入冷却塔冷却，冷却后冲渣水再送高炉渣淬化造粒装置冲渣水入口继续冲渣，依次高炉渣淬化造粒装置、沉淀池、乏蒸汽热量回收器、净水换热器与冷却塔形成冲渣水整体循环利用通道；所述自来水通过净水换热器补水口过热后进入保温热水箱后，一部分送热水用户使用，另一部分送入低沸点工质低温发电装置利用其热量发电，其经过发电系统后进入净水换热器继续换热使用，所述净水换热器、保温热水箱与发电系统的蒸发器形成自来水循环利用通道。 有益地，一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供方法，其特征在于，包括以下步骤
(1)高炉渣淬化造粒装置冲渣时产生大量乏蒸汽和一定温度冲渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽烟囱，冲渣水经沉淀池过滤后，去除水中所含的大颗粒；
(2)冲渣水通过水泵送入乏蒸汽热量回收器，乏蒸汽热量回收器从乏蒸汽烟囱回收乏蒸汽的热量继续为冲渣水提升温度，热交换后蒸汽凝结为水流入沉淀池；
(3)温度提升后的冲渣水送净水换热器放热后进入冲渣水冷却塔，冷却后经水泵送高炉渣淬化造粒装置继续冲渣；
(4)自来水通过补水入口进入净水换热器与冲渣水进行换热后送保温热水箱；
(5)保温热水箱中热水一部分经水泵输送给热水用户使用；
(6)保温热水箱中另一部分热水经水泵进入发电系统的蒸发器中与有机工质换热，换热后返回净水换热器继续加热；
(7 )被加热的有机工质通过动力发电机组做功发电输送电力用户使用。与现有技术相比，本发明有以下有益效果
1、本发明的一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法提供了热电双联产的功能，为热用户的热力使用提供了良好的条件，同时，对冲渣系统所含热量的全方位回收，从而提高了发电系统效率；
2、本发明的一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法回收了高炉冲渣水及乏蒸汽余热资源，节约能源，减少排放，产生良好的经济和社会效益。
图I为本发明的一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本发明。请参阅附图I，一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统，包括高炉冲渣子系统I、沉淀换热子系统2、热水供应子系统3和热水发电子系统4,闻炉冲洛子系统I包括产生乏蒸汽及高温冲渣水的高炉渣淬化造粒装置11，沉淀换热子系统2进一步包括沉淀池21和乏蒸汽热量回收器22，高炉渣淬化造粒装置11的高温冲渣水出口连接沉淀池21，沉淀池21的出口连接乏蒸汽热量回收器22，高炉渣淬化造粒装置11的乏蒸汽出口通过乏蒸汽热量回收器22连接至所述沉淀池21，乏蒸汽 热量回收器22出口连接至所述热水供应子系统3，所述热水供应子系统3包括净水换热器31、冲渣水冷却塔32与保温热水箱33，所述净水换热器31冲渣水进口端与乏蒸汽热量回收器22冲渣水出口连接，所述净水换热器31冲渣水出口与冷却塔32进口连接，冷却塔32出口连接至高炉渣淬化造粒装置11冲渣水进口，所述净水换热器31补水口连接自来水补水口 34，净水换热器31热水出口连接保温热水箱33热水进口，保温热水箱33热水出口分别与热水用户进口 35和热水发电子系统4连接，所述热水发电子系统4包括蒸发器41、动力发电机组42、冷凝器43与工质泵44，所述蒸发器41、动力发电机组42、冷凝器43与工质泵44依次连接组成低沸点工质低温发电装置，所述蒸发器41热水进口连接保温热水箱33热水出口，蒸发器41热水出口连接净水换热器31补水口。系统包括以下循环通道，所述高炉渣淬化造粒装置11产生的乏蒸汽经过乏蒸汽热量回收器22与冲渣水进行热交换后乏蒸汽变成冷凝水，然后进入沉淀池21，由此高炉渣淬化造粒装置11、乏蒸汽热量回收器22及沉淀池21形成乏蒸汽流通通道；所述高炉渣淬化造粒装置11产生的冲渣水经沉淀池21净化，再经乏蒸汽热量回收器22的热交换、送入净水换热器31与自来水进行换热后进入冷却塔32冷却，冷却后冲渣水再送高炉渣淬化造粒装置11冲渣水入口继续冲渣，依次高炉渣淬化造粒装置11、沉淀池21、乏蒸汽热量回收器22、净水换热器31与冷却塔32形成冲渣水整体循环利用通道；所述自来水通过净水换热器31补水口过热后进入保温热水箱33后，一部分送热水用户使用，另一部分送入低沸点工质低温发电装置利用其热量发电，其经过发电系统后进入净水换热器31继续换热使用，所述净水换热器31、保温热水箱33与发电系统的蒸发器41形成自来水循环利用通道。另外，本系统还包括若干水泵5，所述水泵5分别设置于沉淀池21的出口与乏蒸汽热量回收器22连接处、保温热水箱33热水出口与热水用户进口 34连接处、保温热水箱33热水出口与蒸发器41热水进口连接处、冷却塔32与高炉渣淬化造粒装置11冲渣水入口连接处，设置的若干水泵可使系统运行更加流畅。参照附图1，进一步对本发明的实施方法进行描述。本实例包括以下步骤
(O高炉渣淬化造粒装置11冲渣时产生大量乏蒸汽和一定温度冲渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽烟囱，冲渣水经沉淀池21过滤后，去除水中所含的大颗粒；
(2)冲渣水通过水泵5送入乏蒸汽热量回收器22，乏蒸汽热量回收器22从乏蒸汽烟囱回收乏蒸汽的热量继续为冲渣水提升温度，热交换后蒸汽凝结为水流入沉淀池21 ；
(3)温度提升后的冲渣水送净水换热器31放热后进入冲渣水冷却塔32，冷却后经水泵5送高炉渣淬化造粒装置11继续冲渣；
(4)自来水通过补水入口34进入净水换热器31与冲渣水进行换热后送保温热水箱33 ；
(5)保温热水箱33中热水一部分经水泵5输送给热水用户使用；
(6)保温热水箱33中另一部分热水经水泵5进入发电系统的蒸发器41中与有机工质换热，换热后返回净水换热器31继续加热；
(7 )被加热的有机工质通过动力发电机组42做功发电输送电力用户使用。综合以上所述本发明结构与实施方法可知，本发明的一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法在回收利用高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热时具有以下有益效果一是系统提供了热电双联产的功能，为热用户的热力使用提供了良好的条件，同时，对冲渣系统所含热量的全方位回收，从而提高了发电系统效率；二是系统回收了高炉冲渣水及乏蒸汽余热资源，节约能源，减少排放，产生良好的经济和社会效益。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域 的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
权利要求
1.一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统，其特征在于，包括高炉冲渣子系统、沉淀换热子系统、热水供应子系统和热水发电子系统， 高炉冲渣子系统包括产生乏蒸汽及高温冲渣水的高炉渣淬化造粒装置， 沉淀换热子系统进一步包括沉淀池和乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的高温冲渣水出口连接沉淀池，沉淀池的出口连接乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的乏蒸汽出口通过乏蒸汽热量回收器连接至所述沉淀池，乏蒸汽热量回收器出口连接至所述热水供应子系统， 所述热水供应子系统包括净水换热器、冲渣水冷却塔与保温热水箱，所述净水换热器冲渣水进口端与乏蒸汽热量回收器冲渣水出口连接，所述净水换热器冲渣水出口与冷却塔进口连接，冷却塔出口连接至高炉渣淬化造粒装置冲渣水进口，所述净水换热器补水口连接自来水补水口，净水换热器热水出口连接保温热水箱热水进口，保温热水箱热水出口分别与热水用户进口和热水发电子系统连接，所述热水发电子系统包括蒸发器、动力发电机组、冷凝器与工质泵，所述蒸发器、动力发电机组、冷凝器与工质泵依次连接组成低沸点工质低温发电装置，所述蒸发器热水进口连接保温热水箱热水出口，蒸发器热水出口连接净水换热器补水口， 系统包括以下循环通道，所述高炉渣淬化造粒装置产生的乏蒸汽经过乏蒸汽热量回收器与冲渣水进行热交换后乏蒸汽变成冷凝水，然后进入沉淀池，由此高炉渣淬化造粒装置、乏蒸汽热量回收器及沉淀池形成乏蒸汽流通通道；所述高炉渣淬化造粒装置产生的冲渣水经沉淀池净化，再经乏蒸汽热量回收器的热交换、送入净水换热器与自来水进行换热后进入冷却塔冷却，冷却后冲渣水再送高炉渣淬化造粒装置冲渣水入口继续冲渣，依次高炉渣淬化造粒装置、沉淀池、乏蒸汽热量回收器、净水换热器与冷却塔形成冲渣水整体循环利用通道；所述自来水通过净水换热器补水口过热后进入保温热水箱，一部分送热水用户使用，另一部分送入低沸点工质低温发电装置利用其热量发电，其经过发电系统后进入净水换热器继续换热使用，所述净水换热器、保温热水箱与发电系统的蒸发器形成自来水循环利用通道。
2.一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)高炉渣淬化造粒装置冲渣时产生大量乏蒸汽和一定温度冲渣水，乏蒸汽流向乏蒸汽烟囱，冲渣水经沉淀池过滤后，去除水中所含的大颗粒； (2)冲渣水通过水泵送入乏蒸汽热量回收器，乏蒸汽热量回收器回收乏蒸汽的热量继续为冲渣水提升温度，热交换后蒸汽凝结为水流入沉淀池； (3)温度提升后的冲渣水送净水换热器放热后进入冲渣水冷却塔，冷却后经水泵送高炉渣淬化造粒装置继续冲渣； (4)自来水通过补水入口进入净水换热器与冲渣水进行换热后送保温热水箱； (5)保温热水箱中热水一部分经水泵输送给热水用户使用； (6)保温热水箱中另一部分热水经水泵进入发电系统的蒸发器中与有机工质换热，换热后返回净水换热器继续加热； (7)被加热的有机工质通过动力发电机组做功发电输送电力用户使用。
全文摘要
本发明公开了一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热热电双联供系统及方法，包括高炉冲渣子系统、沉淀换热子系统、热水供应子系统和热水发电子系统，所述高炉冲渣子系统、沉淀换热子系统与热水供应子系统连接进行冲渣水与自来水换热，所述热水供应子系统和热水发电子系统连接，所述换热后自来水进入热水发电子系统作为热源发电。与现有技术相比，本发明在回收利用高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热时具有以下有益效果一是系统提供了热电双联产的功能，为热用户的热力使用提供了良好的条件，同时，对冲渣系统所含热量的全方位回收，从而提高了发电系统效率；二是系统回收了高炉冲渣水及乏蒸汽余热资源，节约能源，减少排放，产生良好的经济和社会效益。
文档编号F27D17/00GK102787186SQ20121031786
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者曹先常, 王芳 申请人:上海宝钢节能技术有限公司