一种钢渣有压热闷罐余热回收系统及方法与流程

本发明涉及余热回收利用，具体而言，涉及一种钢渣有压热闷罐余热回收系统及方法。

背景技术：

1、钢铁行业在生产过程中产生大量余热，现有技术中，一般通过钢渣辊压破碎-有压热闷技术进行低温余热资源回收。钢渣辊压破碎有压热闷技术包含两个工序，分别为辊压破碎工序和有压热闷工序。在辊压破碎过程中，通过机械和打水冷却方式，将熔融钢渣快速离散、粒化，为自压热闷工序创造合适的温度和粒度条件。有压热闷工序在辊压破碎工序之后，约700℃的钢渣进入有压热闷罐，在密闭的环境下间断式打水冷却，完成钢渣粉化，渣、钢分离等过程。但该技术钢渣有压热闷处理过程中，每个钢渣有压热闷罐产生的大量非连续性波动蒸汽，由于热闷蒸汽的间断性对其回收利用造成一定难度，目前多是对空排放，不仅污染环境，且造成水资源和热能资源的极大浪费，低温余热资源的利用率则较低。

2、为此，中国专利cn201611090662.8公开了一种钢渣渣坑热焖处理余热回收装置，包括热焖池和热焖盖，所述热焖盖上设有斯特林发动机，所述斯特林发动机的冷腔设置在热焖盖外侧，所述斯特林发动机的热腔设置在热焖盖内侧，其优点在于：有效回收利用钢渣热能，无需将钢渣热能转变为水蒸汽再来利用水蒸汽发电，减少能源转换损失，系统流程短，设备简单，维护量小，故障率小，可靠性高，温度适用范围广。但是随着有压热闷过程的进行，钢渣有压热闷罐内的温度不断降低，产生的蒸汽量不断减少，斯特林发电机的发电效率不断下降。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种钢渣有压热闷罐余热回收系统及方法，以解决现有技术中的低温余热资源的利用率低的问题。

2、本发明提供了一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，包括钢渣有压热闷罐系统、斯特林发电系统、余热回收系统、水和蒸汽循环系统、回收切换系统，所述钢渣有压热闷罐系统、斯特林发电系统、余热回收系统依次通过所述水和蒸汽循环系统循环连接，所述钢渣有压热闷罐系统与所述斯特林发电系统之间还通过热管连接，所述回收切换系统进行斯特林发电系统或余热回收系统的余热回收切换。

3、进一步地，所述回收切换系统为温度判断模块，当钢渣有压热闷罐系统的温度高于切换温度时，切换连接斯特林发电系统进行钢渣余热回收，当钢渣有压热闷罐系统的温度低于切换温度时，切换连接余热回收系统进行钢渣余热回收。

4、进一步地，切换温度为200-600℃，当高于切换温度上限时，切换至所述斯特林发电系统回收余热产生电能，当低于切换温度下限时，切换至所述余热回收系统回收余热产生热水，当介于切换温度区间时，保持原余热回收模式。

5、进一步地，所述水和蒸汽循环系统包括冷水管路、热水管路、蒸汽管路，所述钢渣有压热闷罐系统与所述余热回收系统通过所述蒸汽管路连接，所述余热回收系统与斯特林发电系统通过所述冷水管路连接，所述斯特林发电系统与所述钢渣有压热闷罐系统通过所述热水管路连接。

6、进一步地，所述钢渣有压热闷罐系统包括钢渣有压热闷罐、打水控制阀门、钢渣余热控制阀门、钢渣有压热闷罐温度仪表，所述打水控制阀门设于所述钢渣有压热闷罐进口端，所述钢渣余热控制阀门设于所述钢渣有压热闷罐第一出口端，所述余热回收系统连接所述钢渣有压热闷罐第二出口端，所述钢渣有压热闷罐上部设有所述钢渣有压热闷罐温度仪表。

7、进一步地，所述钢渣有压热闷罐系统并联设有多个所述钢渣有压热闷罐，每个所述钢渣有压热闷罐单独连接有一个打水控制阀门、一个钢渣余热控制阀门、一个钢渣有压热闷罐温度仪表。

8、进一步地，所述斯特林发电系统包括冷却器、加热器、斯特林发电机、工质，所述冷却器与加热器之间用管道连通，管道中为所述工质，所述斯特林发电机连接所述冷却器与加热器，所述热管连接所述加热器，所述冷水管路连接所述冷却器的入口，所述热水管路连接所述冷却器的出口，交流电通过所述斯特林发电机产生。

9、进一步地，所述余热回收系统包括钢渣有压热闷罐蒸汽排放控制阀门、余热回收装置，所述蒸汽管路连接所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门与所述余热回收装置入口，所述冷水管路连接所述余热回收装置第一出口，余热资源通过所述余热回收装置第二出口回收。

10、进一步地，所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门为多个，多个所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门并联设置，每个有压热闷罐蒸汽排放控制阀门连接一个所述钢渣有压热闷罐系统的有压热闷罐。

11、本发明还提供了一种钢渣有压热闷罐余热回收方法，采用上述的钢渣有压热闷罐余热回收系统，包括如下步骤：

12、步骤s1，热闷钢渣并进行温度采集，钢渣有压热闷罐系统对钢渣进行热闷，对钢渣有压热闷罐系统中钢渣有压热闷罐的温度进行采集；

13、步骤s2，判断切换条件并相应切换选择余热回收方式，回收切换系统的温度判断模块对钢渣有压热闷罐的采集温度与切换温度进行比较，当钢渣有压热闷罐系统的温度高于切换温度时，打开钢渣有压热闷罐系统的钢渣余热控制阀门，关闭余热回收系统的钢渣有压热闷罐蒸汽排放控制阀门，切换连接斯特林发电系统，当钢渣有压热闷罐系统的温度低于切换温度时，打开钢渣有压热闷罐蒸汽排放控制阀门，关闭钢渣余热控制阀门，切换连接余热回收系统；

14、步骤s3，钢渣余热梯级回收，斯特林发电系统或余热回收系统进行钢渣余热回收，当连接斯特林发电系统时，回收余热产生电能；当连接余热回收系统时，回收余热产生热水以实现钢渣余热的梯级回收。

15、本发明实现了钢渣有压热闷过程中所产生的蒸汽和斯特林冷却器的余热回收，在钢渣有压热闷罐内温度较高时，利用斯特林发电机高效回收钢渣余热，在钢渣有压热闷罐内温度较低时，回收钢渣有压热闷产生的蒸汽余热，实现钢渣余热的梯级回收，提高了进入钢渣有压热闷罐的水温，提升了钢渣热闷效果和余热回收水平，并实现了水的循环重复利用。

16、本发明采用单个斯特林发电系统匹配多个钢渣有压热闷罐可以有效降低单个钢渣有压热闷罐内温度波动，大大提高了低温余热回收利用效率，有效降低了系统成本。

技术特征：

1.一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，包括钢渣有压热闷罐系统(1)、斯特林发电系统(2)、余热回收系统(3)、水和蒸汽循环系统(4)、回收切换系统(8)，其特征在于，所述钢渣有压热闷罐系统(1)、斯特林发电系统(2)、余热回收系统(3)依次通过所述水和蒸汽循环系统(4)循环连接，所述钢渣有压热闷罐系统(1)与所述斯特林发电系统(2)之间还通过热管(7)连接，所述回收切换系统(8)进行斯特林发电系统(2)或余热回收系统(3)的余热回收模式切换。

2.根据权利要求1所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述回收切换系统(8)为温度判断模块，当钢渣有压热闷罐系统(1)的温度高于切换温度时，切换连接斯特林发电系统(2)进行钢渣余热回收，当钢渣有压热闷罐系统(1)的温度低于切换温度时，切换连接余热回收系统(3)进行钢渣余热回收。

3.根据权利要求2所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述切换温度为200-600℃，当高于切换温度上限时，切换至所述斯特林发电系统(2)回收余热产生电能，当低于切换温度下限时，切换至所述余热回收系统(3)回收余热产生热水，当介于切换温度区间时，保持原余热回收模式。

4.根据权利要求1所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述水和蒸汽循环系统(4)包括冷水管路(41)、热水管路(42)、蒸汽管路(43)，所述钢渣有压热闷罐系统(1)与所述余热回收系统(3)通过所述蒸汽管路(43)连接，所述余热回收系统(3)与斯特林发电系统(2)通过所述冷水管路(41)连接，所述斯特林发电系统(2)与所述钢渣有压热闷罐系统(1)通过所述热水管路(42)连接。

5.根据权利要求1所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述钢渣有压热闷罐系统(1)包括钢渣有压热闷罐(11)、打水控制阀门(12)、钢渣余热控制阀门(13)、钢渣有压热闷罐温度仪表(14)，所述打水控制阀门(12)设于所述钢渣有压热闷罐(11)进口端，所述钢渣余热控制阀门(13)设于所述钢渣有压热闷罐(11)第一出口端，所述余热回收系统(3)连接所述钢渣有压热闷罐(11)第二出口端，所述钢渣有压热闷罐(11)上部设有所述钢渣有压热闷罐温度仪表(14)。

6.根据权利要求5所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述钢渣有压热闷罐系统(1)并联设有多个所述钢渣有压热闷罐(11)，每个所述钢渣有压热闷罐(11)单独连接有一个打水控制阀门(12)、一个钢渣余热控制阀门(13)、一个钢渣有压热闷罐温度仪表(14)。

7.根据权利要求4所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述斯特林发电系统(2)包括冷却器(21)、加热器(22)、斯特林发电机(23)、工质(24)，所述冷却器(21)与加热器(22)之间用管道连通，管道中为所述工质(24)，所述斯特林发电机(23)连接所述冷却器(21)与加热器(22)，所述热管(7)连接所述加热器(22)，所述冷水管路(41)连接所述冷却器(21)的入口，所述热水管路(42)连接所述冷却器(21)的出口，交流电(5)通过所述斯特林发电机(23)产生。

8.根据权利要求4所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述余热回收系统(3)包括钢渣有压热闷罐蒸汽排放控制阀门(31)、余热回收装置(32)，所述蒸汽管路(43)连接所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门(31)与所述余热回收装置(32)入口，所述冷水管路(41)连接所述余热回收装置(32)第一出口，余热资源(6)通过所述余热回收装置(32)第二出口回收。

9.根据权利要求8所述的一种钢渣有压热闷罐余热回收系统，其特征在于，所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门(31)为多个，多个所述有压热闷罐蒸汽排放控制阀门(31)并联设置，每个有压热闷罐蒸汽排放控制阀门(31)连接一个所述钢渣有压热闷罐系统(1)的有压热闷罐(11)。

10.一种钢渣有压热闷罐余热回收方法，采用如权利要求1-9任一项所述的钢渣有压热闷罐余热回收系统，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种钢渣有压热闷罐余热回收系统及方法，包括钢渣有压热闷罐系统、斯特林发电系统、余热回收系统、水和蒸汽循环系统、回收切换系统，所述钢渣有压热闷罐系统、斯特林发电系统、余热回收系统依次通过所述水和蒸汽循环系统循环连接，所述钢渣有压热闷罐系统与所述斯特林发电系统之间还通过热管连接，所述回收切换系统进行斯特林发电系统或余热回收系统的余热回收切换；本发明能有实现钢渣辊压破碎有压热闷过程中钢渣热量的高效利用，提高了钢厂余热利用效率，并实现了水的循环利用。

技术研发人员：贾超,李惊涛,张延平,朱晓华,潘颖,吴跃东
受保护的技术使用者：中冶节能环保有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15