专利名称：一种利用高炉冲渣水余热的方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用高炉冲渣水余热的方法及其系统，尤其涉及一种利用高炉冲渣水余热供暖的方法及其系统。
背景技术：
高炉渣是炼铁时排出的废渣，每吨铁产生30(T900kg的高炉渣，其主要成分为硅酸钙或铝酸钙等。高炉渣粒化绝大多数采用水冲渣方式。吨渣用水量为8 12m3，高炉冲渣水温度一般在55 85°C之间，最高可以达到95°C，含有大量余热的高炉冲渣水可作为热源向供暧系统供热。但高炉冲渣水中由于原、燃料不同而有较大差异，化学成分复杂，悬浮物高。特别是渣水中高温下溶解的偏硅酸钙，温度降低时析出矿棉类丝状物质，容易造成流道堵塞；矿渣还会造成流道磨损；由于各种阴、阳离子的存在还会造成换热器腐蚀，特别是高含量氯离子的存在对于换热器及换热系统材质选择极为关键。近年来国内多家高校、企业均通过不同于本方法的 手段对高炉冲渣水余热进行回收利用，有一定效果，但不同程度存在冲渣水侧设备、管道的堵塞、磨损、腐蚀；过滤设备清洗(反洗)极其频繁的问题。正是由于上述问题的存在，使高炉冲渣水余热回收利用技术进展缓慢。现有的利用高炉冲渣水余热的方法及其装置特征为:①为防止系统堵塞加装了过滤器，运行中最突出的问题是过滤器堵塞严重，反洗频繁②换热器换热元件采用螺旋扁管、板式等多流道并联运行，造成换热器堵塞严重 力防止系统腐蚀换热器材质多采用普通不锈钢材质。由于冲渣水氯离子含量高造成选材不当Φ高炉冲渣水余热回收基本局限于高炉容积< 1080m3，且全部为平流沉淀法系统，不能全部高效回收余热资源。高炉冲渣水的温度事关高炉炉渣品质和高炉的安全生产，同时，恰当的控制高炉冲渣水温度对于最大限度回收余热具有重要意义。由于高炉冲渣水恶劣环境的影响和特殊要求的制约，使得以往其它余热回收系统难以全面对余热进行回收，而由于供热系统事关民生问题，余热回收系统不能正常运行，除对高炉生产造成不良后果外，对一般家庭采暖系统也将产生恶劣影响。目前，关于高炉冲渣水系统余热回收，我国乃至世界尚无一套十分完善、高效的系统，特别是对于> 2000米3级以上高炉，随着国家节能减排力度的不断加大，高炉冲渣水系统余热回收势在必行，我国钢铁产能已达到全球产能的70%左右，由于我国居住建筑用能的规模化程度较大，特别是城镇化建设的加快，因此，这一技术的开发应用对于我国更为重要和迫切。
发明内容
本发明的目的在于克服现有利用高炉冲渣水余热的方法及其装置的不足，提供一种避免供热系统堵塞、有效利用高炉冲渣水余热，向用户可靠供暧的利用高炉冲渣水余热的方法。本发明的另一个目的是提供实现该方法的装置。本发明的利用高炉冲渣水余热的方法包括下述步骤:
I 高炉出渣口流出的高炉渣，在高炉冲渣装置内经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
II与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水经粒化箱流入渣水分离装置(如转鼓或沉淀池)进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到蓄水池(如热水池或沉淀池附设的渣过滤池)，蓄水池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C ；
由于板壳式换热器的流道宽，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度可高达1000mg/L以上，不高于1800mg/L ;—般SS浓度不高于800mg/L运行时间较长；
III由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从蓄水池抽到板壳式换热器的冲渣水进水口，经流板壳式换热器的横向单流道的上下两板之间的距离为18 — 20mm的宽流道，与进入横向单流道的上下两板之间的距离为4一6mm窄流道的取暖回水进行热交换；板壳式换热器的板材料为双相不锈钢，壳材料为碳钢；
IV高炉冲渣水经板壳式换热器热交换后降到55°C以下，从板壳式换热器的高炉冲渣水出水口流到冷水池，再由粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回高炉冲渣装置，循环使用；
外部取暖用户的 50°C的回水由板壳式换热器的采暖水进水口进到板壳式换热器，在板壳式换热器的横向的窄流道与横向的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从板壳式换热器的采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户。渣水分离装置有多种，相应的蓄水池也不同，上述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:
II所述的渣水分离装置是转鼓，所述的蓄水池是热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到热水池，热水池中高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于1800mg/L ；
III由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从热水池抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。上述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:
II所述的渣水分离装置是沉淀池，所述的蓄水池是沉淀池附设的渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到渣过滤池，渣过滤池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于200mg/L ；
III由粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水从沉淀池附设的渣过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。对于有两个出渣口的高炉或两个单出渣口的高炉，每个出渣口配置一套上述的系统。下面是两个出渣口的高炉冲渣水余热的方法。上述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:所述的高炉出渣口是第一高炉渣口与第二高炉出渣口，所述的 高炉冲渣装置是第一高炉冲渣装置与第一高炉冲渣装置，所述的渣水分离装置是第一渣水分离装置与第二渣水分离装置，所述的蓄水池是第一蓄水池与第二蓄水池，所述的粒化回水泵是第一粒化回水泵与第二粒化回水泵，所述的板壳式换热器是第一板壳式换热器与第二板壳式换热器，所述的粒化供水泵是第一粒化供水泵与第二粒化供水泵，所述的冷水池是第一冷水池与第二冷水池；
高炉第一出洛口出洛时，把第一板壳式换热器与外部取暖用户联接通，关闭第二板壳式热器与外部取暖用户之间的阀门；
I第一高炉出渣口流出的高炉渣，进入第一高炉冲渣装置内，经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
II第一高炉冲渣装置内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一渣水分离装置进行高炉渣与水的分离，将分离出升温后的高炉冲渣水流到第一蓄水池，第一蓄水池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不大于1800mg/L ；
III由第一粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水，从第一蓄水池抽到第一板壳式换热器的冲渣水进水口，经流第一板壳式换热器的横向单流道的宽流道与进入横向的窄流道的取暖回水进行热交换；
IV高炉冲洛水经第一板壳式换热器热交换后降到55°C以下,从第一板壳式换热器高炉冲渣水出水口流到第一冷水池，再由第一粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回第一高炉冲渣装置，循环使 用；
同时外部取暖用户的40 50°C的回水由第一板壳式换热器的采暖水进水口进到第一板壳式换热器，在第一板壳式换热器的横向的窄流道与横向单流道的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第一板壳式换热器采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户；
高炉第二出渣口出渣时，把第二板壳式换热器与外部取暖用户联接通，关闭第一板壳式热器与外部取暖用户之间的阀门；
V第二高炉出渣口流出的高炉渣，进入第二高炉冲渣装置内，经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
VI第二高炉冲渣装置内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二转渣水分离装置进行高炉渣与水的分离，将分离出升温后的高炉冲渣水流到第二蓄水池，第二蓄水池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不大于1800mg/L ；
W由第二粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水，从第二蓄水池抽到第二板壳式换热器的冲渣水进水口，经流第二板壳式换热器的横向单流道的宽流道与进入横向的窄流道的取暖回水进行热交换；
VDI高炉冲渣水经第二板壳式换热器热交换后降到55°C以下，从第二板壳式换热器高炉冲渣水出水口流到第二冷水池，再由第二粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回第二高炉冲渣装置，循环使用；
同时外部取暖用户的40 50°C的回水由第二板壳式换热器的采暖水进水口进到第二板壳式换热器，在第二板壳式换热器的横向的窄流道与横向单流道的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第二板壳式换热器采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户。上述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:
II所述的第一渣水分离装置是第一转鼓，所述的第一蓄水池是第一热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第一热水池,第一热水池中高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于1800mg/L ；
III由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第一热水池抽到第一板壳式换热器的冲渣水进水口；
VI所述的第二渣水分离装置是第二转鼓，所述的第二蓄水池是第二热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第二热水池，第二热水池中高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于1800mg/L ；W 由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第二热水池抽到第二板壳式换热器的冲渣水进水口。上述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:
II所述的第一渣水分离装置是第一沉淀池，所述的第一蓄水池是第一沉淀池附设的第一渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第一沉淀池附设的第一渣过滤池,第一渣过滤池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于200mg/L ；
III由粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水从第一沉淀池附设的第一渣过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口；
VI所述的第二渣水分离装置是第二沉淀池，所述的第二蓄水池是第二沉淀池附设的第二渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第二沉淀池附设的第二渣过滤池，第二渣过滤池中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度不高于200mg/L ；
W 由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第二沉淀池附设的第二渣过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。本发明的种利用高炉冲渣水余热的系统包括高炉冲渣装置、渣水分离装置、蓄水池、粒化回水泵、换热器装置、冷水池、粒化供水泵与联接管道，高炉冲渣装置下面的粒化箱与渣水分离装置联接，渣水分离装置与蓄水池联接通，粒化回水泵经管道与蓄水池联接通，粒化回水泵的出口与换热器装置上面的冲渣水进水口联接通，换热器装置下面的冲渣水出口用管道伸到冷水池，粒化供水泵的进水口与冷水池联接通，粒化供水泵的出水口联接的管道伸到高炉冲渣装置，换热器装置的上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，其特征是:所述的换热器装置是板壳式换热器，板壳式换热器的有横向单流道的上下两板之间的距离为18—20mm的宽流道，还有横向单流道的上下两板之间的距离为4一6mm窄流道，宽流道由上向下折返，上与冲渣水进水口相通，下与冲渣水出口相通；窄流道由下向上折返，上与采暖出水口相通，下与采暖进水口相通；宽流道与窄流道相隔设置；板壳式换热器的板材料为双相不锈钢。上述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的渣水分离装置是转鼓，所述的蓄水池为热水池，热水池设置在转鼓下面。上述的述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的渣水分离装置是沉淀池，所述的蓄水池是沉淀池附设的渣过滤池。上述的利用高炉冲渣水余热的系统，也是两个出渣口的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的高炉 出渣口是第一高炉渣口与第二高炉出渣口，所述的高炉冲渣装置是第一高炉冲渣装置与第一高炉冲渣装置，所述的渣水分离装置是第一渣水分离装置与第二渣水分离装置，所述的蓄水池是第一蓄水池与第二蓄水池，所述的粒化回水泵是第一粒化回水泵与第二粒化回水泵，所述的板壳式换热器是第一板壳式换热器与第二板壳式换热器，所述的粒化供水泵是第一粒化供水泵与第二粒化供水泵，所述的冷水池是第一冷水池与第二冷水池；
第一高炉冲渣装置下面的粒化箱与第一渣水分离器联接通，第一粒化回水泵经管道与第一蓄水池联接通，第一粒化回水泵的出口与第一板壳式换热器上面的冲渣水进水口联接通，第一板壳式换热器下面的冲渣水出口用管道伸到第一冷水池，第一粒化供水泵的进水口与第一冷水池联接通，第一粒化供水泵的出水口联接的管道伸到第一高炉冲渣装置；第一板壳式换热器上面有米暖出水口，下面有米暖回水口，第一板壳式换热器的有横向的宽流道，还有横向的窄流道；
第二高炉冲渣装置下面的粒化箱与第二渣水分离装置联接通，第二粒化回水泵经管道与第二蓄水池联接通，第二粒化回水泵的出口与第二板壳式换热器上面的冲渣水进水口联接通，第二板壳式换热器下面的冲渣水出口用管道伸到第二冷水池，第二粒化供水泵的进水口与第二冷水池联接通，第二粒化供水泵的出水口联接的管道伸到第二高炉冲渣装置；第二板壳式换热器上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，第二板壳式换热器的有横向的宽流道。上述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的第一渣水分离装置是第一转鼓，所述的第二渣水分离装置是第二转鼓，所述的第一蓄水池是第一热水池，所述的第二蓄水池是第二热水池:第一热水池设置在第一转鼓下面；第二热水池设置在第二转鼓下面。上述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的第一渣水分离装置是第一沉淀池，所述的第二渣水分离装置是第二沉淀池，所述的第一蓄水池是第一沉淀池附设的第一渣过滤池，，所述的第二蓄水池是第二沉淀池附设的第二渣过滤池。本发明与现有技术相比的优点与积极效果是:` 1、在板壳式换热器前不设置过滤器，在高炉冲渣水化学成分复杂，悬浮物非常高，特别是水中有矿棉类丝状物质条件下，避免了造成过滤器的流道堵塞。2、使用的板壳式换热器采用宽横向流道与窄横向流道相结合的单流道方式，宽流道走高炉冲渣水，避免高炉冲渣水由于悬浮物颗粒、矿棉纤维类丝状物质堵塞流道；窄流道走外部采暖回水，充分发挥板式换热器传热系数高的优点。3、板壳式换热器设置在冲渣的热水池旁，充分利用原有高炉冲渣水粒化回水泵上原有冷却塔的余压，采暖季全部高炉冲渣水切换至本发明余热回收系统用于供热，非采暖季切换恢复至原高炉冲渣水，减少系统投资，简化系统配置，实现余热资源最大化回收利用。4、为有效、全面回收高炉余热，同时保证满足高炉出渣系统安全运行，本发明为:高炉冲渣水余热承担外部采暖系统的基本热负荷，如设置汽水换热器承担尖峰热负荷，同时汽水换热器能满足高炉休风期间外部供热系统的安全、兼顾冬季寒冷天气情况下供热系统平稳运行。5、便于采用高炉出渣跟踪、切换系统，随着高炉出渣口的不同，及时调整供热二次网水系统，使之尽最大可能回收高炉冲渣水余热。
图1是本发明的实施例一利用高炉冲渣水余热的方法工艺流程图。图2是本发明的实施例二利用高炉冲渣水余热的方法工艺流程图。图3是本发明的实施例三利用高炉冲渣水余热的方法工艺流程图。图4是本发明的实施例四利用高炉冲渣水余热的方法工艺流程图。图5是板壳式换热器横向剖视示意图。上述图1与图2中:
I 一高炉出渣口 2—高炉冲渣装置 3—转鼓 4一热水池 5—粒化回水泵 6—板壳式换热器 7—冷水池 8—粒化供水泵 9一外部循环泵 10—汽水换热器 11一外部取暖用户
12—第一阀门 13—第二阀门14 一第二阀门 15—沉淀池
15-1—洛过滤池 上述图3、图4与图5中:
16—高炉17—第一高炉出渣口 18—第一高炉冲渣装置 19 一第一转鼓 20—第一热水池 21—第一粒化回水泵
22—第一板壳式换热器 23—第 一冷水池 24—第一粒化供水泵 25—汽水换热器26—外部取暖用户 27—第二高炉出渣口 28—第二高炉冲
渣装置29—第二转鼓30—第二热水池
31—第二粒化回水泵32—第二板壳式换热器33—第二冷水池
34—第二粒化供水泵35—大流量第四阀门 36—大流量外部循环泵 37—
大流量第二阀门 38—大流量第一阀门 39—大流量第三阀门 40—大流量第五阀门41 一大流量第六阀门42—大流量第七阀门 43—第一沉淀池
43-1—第一渣过滤池44 一第二沉淀池
44-1 一第二渣过滤池 45—板壳式换热器壳46—宽流道
47—窄流道。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。所描述的实施例是本发明的几个实施例，而不是对本发明的限制。本领域普通技术人员没有创造性劳动前提下所获得的利用高炉冲渣水余热的技术方案，都属于本发明的保护范围。
方法实施例一
本实施例是1800m3高炉冲渣水系统，实际为厂区工房供热，采暖面积为2万米2。本利用高炉冲渣水余热的方法实施例见图1，它包括下述的步骤:
I高炉出渣口 I流出的1450°c的高炉渣，在高炉冲渣装置2内经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
II与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，经粒化箱流入转鼓3进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到热水池4，热水池4中的高炉冲渣水的温度为55—95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度为1800mg/L ；
III由粒化回水泵5把55— 95°C的高炉冲渣水从热水池4抽到设置在热水池4旁(距热水池4边的距离为IOm)的板壳式换热器6的冲渣水进水口，流经板壳式换热器6的横向单流道的宽流道46与进入横向流道的窄流道47的取暖回水进行热交换，宽流道46上下两板之间的距离为18mm，宽流道47上下两板之间的距离为4mm (这里的宽是对板壳式换热器6的窄横流道而言)；板壳式换热器6的板材料为双相不锈钢，壳材料为碳钢。IV高炉冲渣水经板壳式换热器6热交换后降到55°C以下，从板壳式换热器6的高炉冲渣水出水口流到冷水池7，再由粒化供水泵8把降温后的高炉冲渣水送回高炉冲渣装置2，循环使用。外部取暖用户11的 50°C的回水由板壳式换热器6的采暖水进水口进到板壳式换热器6，在板壳式换热器6的横向的窄流道47与横向的宽流道46的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从板壳式换热器6的采暖出水口输出，经过外部循环泵9送往采暖系统的外部取暖用户11。本利用高炉冲渣水余热的方法的实施例，还设置了汽水换热器10，在高炉休风或部分板壳式换热器6维护检修时，关闭第二阀门13，打开第一阀门12与第三阀门14，汽水换热器10作为尖峰加热器开启，以保证供热系统安全运行。本实施例中
板壳式换热器一次侧平均温度72°C 52°C
板壳式换热器二次侧平均温度64°C 47°C
板壳式换热器一次侧 循环泵流量 130m3/小时 板壳式换热器二次次侧循环泵流量 IOOm3/小时。
方法实施例二
本实施例是1800m3高炉冲渣水系统，实际为厂区工房供热，采暖面积达2万米2。本利用高炉冲渣水余热的方法实施例见图2，它包括下述的步骤:
I高炉出渣口 I流出的1450°c的高炉渣，在高炉冲渣装置2内经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
II与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，经粒化箱流入沉淀池15，高炉渣沉淀到池底，沉淀池15附设着渣过滤池15-1，沉淀池15中的高沪冲渣水的温度为55—80°C，渣过滤池15-1中高炉冲渣水中悬浮物SS浓度为、5mg/L ；
III由粒化回水泵5把55— 80°C的高炉冲渣水从沉淀池15的渣过滤池15-1的抽到设置在沉淀池15旁(距沉淀池15边的距离为IOm)的板壳式换热器6的冲渣水进水口，流经板壳式换热器6的横向单流道的宽流道46与进入横向的窄流道47的取暖回水进行热交换；板壳式换热器6板的材料为双相不锈钢，壳材料为碳钢。IV高炉冲渣水经板壳式换热器6热交换后降到55°C以下，从板壳式换热器6高炉冲渣水出水口流到冷水池7，再由粒化供水泵8把降温后的高炉冲渣水送回高炉冲渣装置2，循环使用。同时外部取暖用户11的 50°C的回水由板壳式换热器6的采暖水进水口进到板壳式换热器6，在板壳式换热器6的横向的窄流道47与横向单流道的宽流道46的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从板壳式换热器6采暖出水口输出，经过外部循环泵9送往采暖系统的外部取暖用户11。本实施例所用的卧式的汽水换热器10与方法实施例一的相同。本实施例中
板壳式换热器一次侧平均温度72°C 52°C
板壳式换热器二次侧平均温度64°C 47°C
板壳式换热器一次侧循环泵流量 130m3/小时 板壳式换热器二次次侧循环泵流量 IOOm3/小时。
方法实施例三
本实施例是一座4350m3高炉16的冲渣水系统，实际为厂区工房、城市居民住宅供热，米暖面积达200万米2。一座4350m3高炉有两个出渣口，高炉16冲渣水极端最高设计温度接近95°C，极端最低设计温度接近45°C，低于50°C时对于外部采暖系统没有意义。而当第一高炉出渣口 17温度的降低，恰恰是第二高炉出渣口 27温度升高的开始，反之亦然。所以通过监测高炉冲渣水温度变化，可以决定是否将外部采暖回水进行切换或调节。本利用高炉冲渣水余热的方法实施例见图3，它包括下述的步骤:
I第一高炉出渣口 17流出的1450°C的高炉渣，进入第一高炉冲渣装置18内，经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
II第一高炉冲渣装置18内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一转鼓19进行高炉渣与水的分离，将分离出升温后的高炉冲渣水流到第一热水池20，第一热水池20中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度为1800mg/L ；
III由第一粒化回水泵21把55— 95°C的高炉冲渣水，从第一热水池20抽到设置在第一热水池20旁(距热水池4边的距离为IOm)的第一板壳式换热器22的冲洛水进水口，经流第一板壳式换热器22的横向单流道的宽流道46与进入横向的窄流道47的取暖回水进行热交换；第一板壳式换热器22的板的材料为双相不锈钢,壳材料为碳钢。IV 高炉冲渣水经第一板壳式换热器22热交换后降到55°C以下，从第一板壳式换热器22高炉冲渣水出水口流到第一冷水池23，再由第一粒化供水泵24把降温后的高炉冲渣水送回第一高炉冲渣装置18，循环使用。同时大面积的外部取暖用户26的40 50°C的回水由第一板壳式换热器22的米暖水进水口进到第一板壳式换热器22，在第一板壳式换热器22的横向的窄流道47与横向单流道的宽流道46的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第一板壳式换热器22采暖出水口输出，经过大流量的外部循环泵36送往采暖系统的大面积的外部取暖用户26。第一高炉冲渣装置18供热时，在没设置汽水换热器25的情况下，第一板壳式换热器22换热,打开大流量第五阀门40把第一板壳式换热器22与大面积的外部用户26的回水管联接通，打开大流量第四阀门35通过大流量外部循环泵36把第一板壳式换热器22与大面积的外部取暖用户26的进水管联接通；关闭大流量第六阀门41与大流量第七阀门42。第二高炉冲渣装置28供热时，在没设置汽水换热器25的情况下，第二板壳式换热器32换热，打开大流量第六阀门41把第二板壳式换热器32与大面积的外部用户26的回水管联接通，打开大流量第七阀门42通过大流量外部循环泵36把第二板壳式换热器32与大面积的外部取暖用户26的进水管联接通；关闭大流量第五阀门40与大流量第四阀门35。当第一高炉出渣口 17停止出渣温度的降低，恰恰是第二高炉出渣口 27出渣温度升高。V第二高炉出渣口 27流出的1450°C的高炉渣，进入第二高炉冲渣装置28经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水；
VI第二高炉冲渣装置28内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二转鼓29进行高炉渣与水的分离，将分离出的高炉冲渣水流到第二热水池30，第二热水池30中的高炉冲渣水的温度为55— 95°C，高炉冲渣水中悬浮物SS浓度为1800mg/L ；
W 由第二粒化回水泵31把55— 95°C的高炉冲渣水从第二热水池30抽到设置在第二热水池30旁(距热水池4边的距离为IOm)的第二板壳式换热器32的冲渣水进水口，经流第二板壳式换热器32的横向单流道的宽流道46与进入横向的窄流道47的取暖回水进行热交换；
VDI高炉冲渣水经第二板壳式换热器32热交换后降到55°C以下，从第二板壳式换热器32的高炉冲渣水出水口流到第二冷水池33，再由第二粒化供水泵34把降温后的高炉冲渣水送回第二高炉冲渣装置28，循环使用。同时外部取暖用户26的40 50°C的回水由第二板壳式换热器32的采暖水进水口进到第二板壳式换热器32，在第二板壳式换热器32的窄流道47与单流道的宽流道46的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第二板壳式换热器32的采暖出水口输出，经过外部循环泵36送往采暖系统的大面积外部取暖用户26。
本实施例中
板壳式换热器(第一板壳式换热器或第二板壳式换热器)一次侧平均温度85 O 55 O
板壳式换热器二次侧平均温度80°C 50°C
板壳式换热器一次侧循环泵流量 2600m3/小时 板壳式换热器二次次侧循环泵流量 3200m3/小时。方法实施例四
一座4350m3高炉有两个(或多座较小高炉的多个)出渣口，高炉16冲渣水极端最高设计温度接近95°C，极端最低设计温度接近45°C，低于50°C时对于外部采暖系统没有意义。而当第一高炉冲渣装置18温度的降低，恰恰是第二高炉冲渣装置28温度升高的开始，反之亦然。所以通过监测高炉冲渣水温度变化，可以决定是否将外部采暖回水进行切换或调节。本利用高炉冲渣水余热的方法实施例见图4，本实施例与方法实施例三的不同之处是；
步骤II第一高炉冲渣装置18内的升温后的高炉冲渣水与高炉渣流入第一沉淀池43，高炉冲渣水再流入第一沉淀池43附设的第一渣过滤池43-1 ；
步骤III由第一粒化回水泵21把55— 95°C的高炉冲渣水，从第一沉淀池43附设的第一渣过滤池43-1抽到设置在第一沉淀池43旁的第一板壳式换热器22的冲渣水进水口 ；步骤VI第二高炉冲渣装置28的内的升温后的高炉冲渣水与高炉渣流入第二沉淀池44，高炉冲渣水再流入第二沉淀池44附设的第二渣过滤池44-1 ；
步骤VII由第二粒化回水泵31把55— 95°C的高炉冲渣水从第二沉淀池44附设的第二渣过滤池44-1抽到设置在沉淀池44旁的第二板壳式换热器32的冲渣水进水口 ；
其余与方法实施例三相同。上述实施例三与实施例四可用于两个1800m3高炉，一个高炉的出渣口为第一高炉出渣口 17，另一个高炉的出渣口为第二高炉出渣口 27 ;外部取暖用户26的采暖面积不局限于不小于100万米2，也可用于2万米2。说明:
本申请文件的实施例三与实施例四中，所述大流量与大面积及大功率是为了便于区别实施例一与实施例二的序号而写的；
大面积的外部取暖用户26是指采暖面积不小于100万米2采暖用户；
大流量阀门是指直径不小于DN600阀门；
大功率汽水换热器25是指换热量不小于30MW的汽水换热器。上述四个实施例所采用的板壳式换热器都是多个单台换热器的组合设备。装置实施例一
本实施例是1800m3高炉冲渣水系统，实际为厂区工房供热，采暖面积达2万米2。本利用高炉冲渣水余热的装方实施例参见图1，它包括高炉出渣口 1、高炉冲渣装置2、转鼓3、热水池4、粒化回水泵5、换热器装置、冷水池7、粒化供水泵7与联接管道，高炉冲渣装置2下面的粒化箱与转鼓3联接通，热水池4设置在转鼓3的下面，粒化回水泵5经管道与热水池4联接通，粒化回水泵5的出口与换热器装置上面的冲渣水进水口联接通，换热器装置下面的冲渣水出·口用管道伸到冷水池7，粒化供水泵7的进水口与冷水池7联接通，粒化供水泵7的出水口联接的管道伸到高炉冲渣装置2，热热器装置的上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，其特征是:所述的换热器装置是板壳式换热器6，板壳式换热器6的有横向单流道的上下两板之间的距离为20mm的宽流道46，还有横向单流道的上下两板之间的距离为5mm窄流道47，见图5，宽流道46为单流道由上向下折返，上与冲渣水进水口相通，下与冲渣水出口相通；窄流道47为单流道由下向上折返，上与采暖出水口相通，下与采暖进水口相通；宽流道46与窄流道47相隔设置，板壳式换热器6的材料为双相不锈钢。供暖时，外部循环泵9的出水口与板壳式换热器6的采暖出水口联接，出水口与外部联暖用户11联接通，外部取暖用户11的回水管与板壳式换接器6下面的采暖进水口联接通。本实施例还安装着汽水换热器10。装置实施例二
本实施例是1800m3高炉冲渣水系统，实际为厂区工房供热，采暖面积达2万米2。参见图2，它与实施例一不同的是渣水分离装置是沉淀池15，在沉淀池15附设着渣过滤池15-1，高炉冲渣装置I与沉淀池15管道或水槽连接。装置实施例三
本实施例是4350m3高炉高炉16的冲渣水系统，高炉有两个出渣口中。为厂区工房供热，采暖面积达200万米2。也可用于两个高炉，采暖面2万米2。实施例的装置参见图3，它包括第一高炉出渣口 17、第二高炉出渣口 27、第一高炉冲渣装置18、第二高炉冲渣装置28、第一转鼓19、第二转鼓29、第一热水池20、第二热水池30、第一粒化回水泵21、第二粒化回水泵31、第一板壳式换热器22、第二板壳式换热器32、第一冷水池23、第二冷水池33、第一粒化供水泵24、第二粒化供水泵34与联接管道；
第一高炉冲渣装置18下面的粒化箱与第一转鼓19联接通，第一热水池20设置在第一转鼓19的下面，第一粒化回水泵21经管道与第一热水池20联接通，第一粒化回水泵21的出口与第一板壳式换热器22上面的冲渣水进水口联接通，第一板壳式换热器22下面的冲渣水出口用管道伸到第一冷水池23，第一粒化供水泵24的进水口与第一冷水池23联接通，第一粒化供水泵24的出水口联接的管道伸到第一高炉冲渣装置18 ;第一板壳式换热器22上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，第一板壳式换热器22的有横向的上下两板之间的距离为20mm的宽流道，还有横向的上下两板之间的距离为5mm窄流道，宽流道由上向下折返，上与冲渣水进水口相通，下与冲渣水出口相通；窄流道下向上折返，上与采暖出水口相通，下与采暖进水口相通；宽流道与窄流道相隔设置。第二高炉冲渣装置28下面的粒化箱与第二转鼓29联接通，第二热水池30设置在第二转鼓29的下面，第二粒化回水泵31经管道与第二热水池30联接通，第二粒化回水泵31的出口与第二板壳式换热器32上面的冲渣水进水口联接通，第二板壳式换热器32下面的冲渣水出口用管道伸到第二冷水池33，第二粒化供水泵34的进水口与第二冷水池33联接通，第二粒化供水泵34的出水口联接的管道伸到第二高炉冲渣装置28 ;第二板壳式换热器32上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，第二板壳式换热器32的有横向的上下两板之间的距离为20mm的宽流道，还有横向的上下两板之间的距离为5mm窄流道，宽流道由上向下折返，上与冲渣水进水口相通，下与冲渣水出口相通；窄流道下向上折返，上与采暖出水口相通，下与采暖进水口相通；宽流道与窄流道相隔设置。第一高炉冲渣装置18供热时，在没设置汽水换热器25的情况下，第一板壳式换热器22换热,打开大流量第五阀门40把第一板壳式换热器22与大面积的外部用户26的回水管联接通，打开大流量第四阀门35通过大流量外部循环泵36把第一板壳式换热器22与大面积的外部取暖用户26的进水管联接通；关闭大流量第六阀门41与大流量第七阀门42。第二高炉冲渣装置28供热时，在没设置汽水换热器25的情况下，第二板壳式换热器32换热，打开大流量第六阀门41把第二板壳式换热器32与大面积的外部用户26的回水管联接通，打开大流量第 七阀门42通过大流量外部循环泵36把第二板壳式换热器32与大面积的外部取暖用户26的进水管联接通；关闭大流量第五阀门40与大流量第四阀门35。由于本实施例设置着汽水换热器25，还应打开大流量第二阀门37，关闭汽水换热器25向外部取暖用户26供热所用的大流量第一阀门38与大流量第三阀门39。装置实施例四
本实施例的装置参见图4，它与实施例三不同的是渣水分离装置是第一沉淀池43与第二沉淀池44，在第一沉淀池43附设着渣过滤池43-1，第二沉淀池44附设着渣过滤池44_1。
权利要求
1.一种利用高炉冲渣水余热的方法，它包括下述步骤: I高炉出渣口流出的高炉渣，在高炉冲渣装置内经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水； II与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，经粒化箱流入渣水分离装置进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到蓄水池，蓄水池中的高炉冲渣水的温度为55—95 0C ； III由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从蓄水池抽到板壳式换热器的冲渣水进水口，经流板壳式换热器的横向单流道的上下两板之间的距离为18 — 20mm的宽流道，与进入横向单流道的上下两板之间的距离为4一6mm窄流道的取暖回水进行热交换；板壳式换热器的板材料为双相不锈钢； IV高炉冲渣水经板壳式换热器热交换后降到55°C以下，从板壳式换热器的高炉冲渣水出水口流到冷水池，再由粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回高炉冲渣装置，循环使用； 外部取暖用户的 50°C的回水由板壳式换热器的采暖水进水口进到板壳式换热器，在板壳式换热器的横向的窄流道与横向的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从板壳式换热器的采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户。
2.根据权利要求1所述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是: II 所述的渣水分离装置是转鼓，所述的蓄水池是热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到热水池； III由粒化回水泵把55— 95 °C的高炉冲渣水从热水池抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。
3.根据权利要求1所述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是: II所述的渣水分离装置是沉淀池，所述的蓄水池是沉淀池附设的渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到渣过滤池； III由粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水从沉淀池附设的洛过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。
4.根据权利要求1所述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:所述的高炉出渣口是第一高炉渣口与第二高炉出渣口，所述的高炉冲渣装置是第一高炉冲渣装置与第一高炉冲渣装置，所述的渣水分离装置是第一渣水分离装置与第二渣水分离装置，所述的蓄水池是第一蓄水池与第二蓄水池，所述的粒化回水泵是第一粒化回水泵与第二粒化回水泵，所述的板壳式换热器是第一板壳式换热器与第二板壳式换热器，所述的粒化供水泵是第一粒化供水泵与第二粒化供水泵，所述的冷水池是第一冷水池与第二冷水池； 高炉第一出洛口出洛时，把第一板壳式换热器与外部取暖用户联接通，关闭第二板壳式热器与外部取暖用户之间的阀门； I第一高炉出渣口流出的高炉渣，进入第一高炉冲渣装置内，经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水； II第一高炉冲渣装置内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一渣水分离装置进行高炉渣与水的分离，将分离出升温后的高炉冲渣水流到第一蓄水池； III由第一粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水，从第一蓄水池抽到第一板壳式换热器的冲渣水进水口，经流第一板壳式换热器的横向单流道的宽流道与进入横向的窄流道的取暖回水进行热交换； IV高炉冲洛水经第一板壳式换热器热交换后降到55°C以下,从第一板壳式换热器高炉冲渣水出水口流到第一冷水池，再由第一粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回第一高炉冲渣装置，循环使用； 同时外部取暖用户的40 50°C的回水由第一板壳式换热器的采暖水进水口进到第一板壳式换热器，在第一板壳式换热器的横向的窄流道与横向单流道的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第一板壳式换热器采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户； 高炉第二出渣口出渣时，把第二板壳式换热器与外部取暖用户联接通，关闭第一板壳式热器与外部取暖用户之间的阀门； V第二高炉出渣口流出的高炉渣，进入第二高炉冲渣装置内，经散热后循环返回的高炉冲渣水冷却，变成与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水； VI第二高炉冲渣装置内的与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二转渣水分离装置进行高炉渣与水的分离，将分离出升温后的高炉冲渣水流到第二蓄水池； W由第二粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水，从第二蓄水池抽到第二板壳式换热器的冲渣水进水口，经流第二板壳式换热器的横向单流道的宽流道与进入横向的窄流道的取暖回水进行热交换； VDI高炉冲渣水经第二板壳式换热器热交换后降到55°C以下，从第二板壳式换热器高炉冲渣水出水口流到第二冷水池，再由第二粒化供水泵把降温后的高炉冲渣水送回第二高炉冲渣装置，循环使用； 同时外部取暖用户的40 50°C的回水由第二板壳式换热器的采暖水进水口进到第二板壳式换热器，在第二板壳式换热器的横向的窄流道与横向单流道的宽流道的高炉冲渣水热交换后温度上升到70 80°C，从第二板壳式换热器采暖出水口输出，经过外部循环泵送往采暖系统的外部取暖用户。
5.根据权利要求4所述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是: II所述的第一渣水分离装置是第一转鼓，所述的第一蓄水池是第一热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第一热水池； III由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第一热水池抽到第一板壳式换热器的冲渣水进水口； VI所述的第二渣水分离装置是第二转鼓，所述的第二蓄水池是第二热水池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二转鼓进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第二热水池； W 由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第二热水池抽到第二板壳式换热器的冲渣水进水口 。
6.根据权利要求4所述的利用高炉冲渣水余热的方法，其特征是:II所述的第一渣水分离装置是第一沉淀池，所述的第一蓄水池是第一沉淀池附设的第一渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第一沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第一沉淀池附设的第一渣过滤池； III由粒化回水泵把55—95°C的高炉冲渣水从第一沉淀池附设的第一渣过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口； VI 所述的第二渣水分离装置是第二沉淀池，所述的第二蓄水池是第二沉淀池附设的第二渣过滤池，与高炉渣混合的升温后的高炉冲渣水，流入第二沉淀池进行高炉渣与水的分离，将分离出高炉渣的高炉冲渣水流到第二沉淀池附设的第二渣过滤池； W 由粒化回水泵把55— 95°C的高炉冲渣水从第二沉淀池附设的第二渣过滤池，抽到板壳式换热器的冲渣水进水口。
7.一种利用高炉冲渣水余热的系统，它包括高炉冲渣装置、渣水分离装置、蓄水池、粒化回水泵、换热器装置、冷水池、粒化供水泵与联接管道，高炉冲渣装置下面的粒化箱与渣水分离装置联接，粒化回水泵经管道与蓄水池联接通，粒化回水泵的出口与换热器装置上面的冲渣水进水口联接通，换热器装置下面的冲渣水出口用管道伸到冷水池，粒化供水泵的进水口与冷水池联接通，粒化供水泵的出水口联接的管道伸到高炉冲渣装置，换热器装置的上面有采暖出水口， 下面有采暖回水口，其特征是:所述的换热器装置是板壳式换热器，板壳式换热器的有横向单流道的上下两板之间的距离为18 — 20mm的宽流道，还有横向单流道的上下两板之间的距离为4一6mm窄流道，宽流道由上向下折返，上与冲渣水进水口相通，下与冲渣水出口相通；窄流道由下向上折返，上与采暖出水口相通，下与采暖进水口相通；宽流道与窄流道相隔设置；板壳式换热器的板材料为双相不锈钢。
8.根据权利要求7所述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的渣水分离装置是转鼓，所述的蓄水池为热水池，热水池设置在转鼓下面。
9.根据权利要求7所述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的渣水分离装置是沉淀池，所述的蓄水池是沉淀池附设的渣过滤池。
10.根据权利要求7所述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的高炉出渣口是第一高炉渣口与第二高炉出渣口，所述的高炉冲渣装置是第一高炉冲渣装置与第一高炉冲渣装置，所述的渣水分离装置是第一渣水分离装置与第二渣水分离装置，所述的蓄水池是第一蓄水池与第二蓄水池，所述的粒化回水泵是第一粒化回水泵与第二粒化回水泵，所述的板壳式换热器是第一板壳式换热器与第二板壳式换热器，所述的粒化供水泵是第一粒化供水泵与第二粒化供水泵，所述的冷水池是第一冷水池与第二冷水池； 第一高炉冲渣装置下面的粒化箱与第一渣水分离器联接通，第一粒化回水泵经管道与第一蓄水池联接通，第一粒化回水泵的出口与第一板壳式换热器上面的冲渣水进水口联接通，第一板壳式换热器下面的冲渣水出口用管道伸到第一冷水池，第一粒化供水泵的进水口与第一冷水池联接通，第一粒化供水泵的出水口联接的管道伸到第一高炉冲渣装置；第一板壳式换热器上面有米暖出水口，下面有米暖回水口，第一板壳式换热器的有横向的宽流道，还有横向的窄流道； 第二高炉冲渣装置下面的粒化箱与第二渣水分离装置联接通，第二粒化回水泵经管道与第二蓄水池联接通，第二粒化回水泵的出口与第二板壳式换热器上面的冲渣水进水口联接通，第二板壳式换热器下面的冲渣水出口用管道伸到第二冷水池，第二粒化供水泵的进水口与第二冷水池联接通，第二粒化供水泵的出水口联接的管道伸到第二高炉冲渣装置；第二板壳式换热器上面有采暖出水口，下面有采暖回水口，第二板壳式换热器的有横向的宽流道。
11.根据权利 要求10所述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的第一渣水分离装置是第一转鼓，所述的第二渣水分离装置是第二转鼓，所述的第一蓄水池是第一热水池，所述的第二蓄水池是第二热水池:第一热水池设置在第一转鼓下面；第二热水池设置在第二转鼓下面。
12.根据权利要求10所述的利用高炉冲渣水余热的系统，其特征是:所述的第一渣水分离装置是第一沉淀池，所述的第二渣水分离装置是第二沉淀池，所述的第一蓄水池是第一沉淀池附设的第一渣过滤池，所述的第二蓄水池是第二沉淀池附设的第二渣过滤池。
全文摘要
本发明涉及一种利用高炉冲渣水余热的方法及其系统。方法包括Ⅰ.高炉出渣口的高炉渣在高炉冲渣装置成高炉冲渣水；Ⅱ.流入渣水分离装置高炉渣与水分离，高炉冲渣水流到蓄水池；Ⅲ.由粒化回水泵抽到板壳式换热器的宽流道与窄流道的取暖回水热交换；Ⅳ.高炉冲渣水从板壳式换热器流到冷水池，再由粒化供水泵送回高炉冲渣装置，循环使用。利用系统包括高炉冲渣装置、渣水分离装置、蓄水池、粒化回水泵、板壳式换热器、冷水池、粒化供水泵，板壳式换热器的有18—20mm的宽流道与4—6mm窄流道，板壳式换热器的板材料为双相不锈钢。本利用高炉冲渣水余热的方法及其系统避免供热系统堵塞、有效利用高炉冲渣水余热。
文档编号F27D17/00GK103243187SQ20131018417
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月19日 优先权日2013年5月19日
发明者高晔明, 孟庆来, 高祥明, 王百东, 白灵宝, 宋秉棠, 李润明, 李锋, 马晋杰 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司, 山西太钢工程技术有限公司, 山西太钢信息与自动化技术有限公司