高炉冲渣水余热回收技术
高炉炉渣余热回收利用
高炉炉渣余热回收利用
标签:高炉渣余热回收
高炉炉渣出炉温度约为1450℃左右，通常是断续出渣，所以其热能的回收利用存在很大的难度，常见的高炉水淬处理后的只能回收炉渣10%的热量，其余90%的热量只能白白浪费。
目前，在国内外对高炉渣进行干式粒化处理的研究已进入中试阶段，效果较好，其方式分为普通式和流化床式两类。
1、普通式余热回收。
该法是先将液态高炉渣倒入一倾斜的渣沟里，液渣在渣沟末端流出时与下部出来的高速空气流接触，渣温从1550℃降到1000℃并被粒化后进入热交换器，然后在热交换器内渣冷却到300℃，热量得到回收。
该法可以回收热量40% -45%。
但相对流化床式还是偏低，且处理后渣粒度不均匀。
2、流化床式热回收。
流化床是利用空气作为流化气体，在处理过程中，钢渣颗粒与流化气体接触充分，接触面积增大，所以热交换比较充分，渣热回收率大大提高。
流化床式回收法有常规干式粒化法和熔融高炉渣粒化法两类，其中后者较为成熟，回收率可达70%。
其核心设备是熔融高炉渣粒化设备，回收热过程是：1）液态高炉渣粒从罩杯中甩出，通过与下部流化床上来的空气和水冷壁间的换热，完成回收约14%热量；2）高炉渣进而打在容器内壁，与水冷壁进行热交换，完成回收约23%热量；3）内壁反弹回来的高炉渣粒进入到一级流化床内，并与通过流化床
的空气和位于床层内的换热管间热交换冷却，完成回收约43%热量；4）一级流化床受热快速膨胀，热渣进入到二级流化床，节能型热交换，完成回收约20%热量。
该法日处理渣约7700t,过程中完全无水参与，节约了水资源，且渣粒均匀（小于2mm）,适宜制造水泥。
熔融高炉渣粒化法处理高炉渣，可以实现环保和热能的双赢，值得大力推广。
高炉冲渣水余热回收解决方案-仟亿达
仟亿达高炉冲渣水余热回收利用解决方案一、高炉冲渣水余热利用背景钢铁厂在高炉炼铁工艺中，产生的炉渣温度大约为1000℃。
目前，大多数炼铁企业的处理方法是：将此炉渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化，以供生产水泥之用。
这一过程中能够产生大量温度在80~95℃的热水。
通常，为了保证冲渣水的循环利用效果，需要将这部分冲渣水在沉淀过滤后引入空冷塔，降温到50℃以下再次循环冲渣。
这样就使得很大一部分热量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪费，又对环境造成了热污染。
目前，高炉冲渣水余热回收利用技术主要应用于余热发电、冬季采暖和浴池用水。
二、高炉冲渣水余热利用解决方案2．1余热发电基本原理为：炼铁厂高炉冲渣水排出时温度为80～95℃，经沉淀清除杂质预处理后进人特殊设计的蒸发换热器和预热换热器，将高炉冲渣水热量传递给换热介质，温度降至约5O℃，再送回高炉冲渣，从而回收一定量的余热。
换热介质在换热器内吸收热量后变成80℃的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，输出电能。
做功后的换热介质变成低压过热蒸气，进入冷凝器放出热量，变成低温、低压的液体换热介质，然后由泵送至换热器中吸热，再次变成过热蒸气推动气轮机膨胀做功。
如此连续循环，将高炉冲渣水中的热量源源不断地提取出来，转换成电能。
图1、高炉冲渣水余热发电工艺流程图冷凝器冷却方式包括水冷式和风冷式2种。
其中，水冷式冷凝器投资较低，投资回收期较短，但运行过程需补充冷却水；风冷式冷凝器净发电量较少，但不需要冷却水，比较适合干旱缺水地区。
2．2螺杆膨胀机余热发电简介螺杆膨胀机是一种专门回收各种低品位热能发电的高新技术新型发电机组，具有通用性强、热能适用广、使用维护安全便捷、节能高效等技术特点，在不影响用户正常生产的前提下实现节能减排和经济增效的投运效果。
工业热液（75℃以上）的应用范围：热水温度150℃以上，可以直接用“螺杆膨胀动力机组＋冷凝器”回收发电热水温度70-150℃范围，可以采用“双循环螺杆膨胀动力机组＋冷凝器”回收发电图2、螺杆发电流程图2．3冬季采暖高炉冲渣水在渣池中沉淀后仍含有很多炉渣杂质，不能满足采暖系统水质要求，所以高炉冲渣水必须过滤才能进入采暖系统。
科技成果——高炉冲渣水直接换热回收余热技术
科技成果——高炉冲渣水直接换热回收余热技术适用范围钢铁行业冶金行业炼铁、炼铜等生产过程高炉冲渣水余热回收利用行业现状高炉炼铁熔渣经水淬后产生大量60-90℃的冲渣水，其中含有大量悬浮固体颗粒和纤维。
目前，我国高炉冲渣水余热主要采用过滤直接供暖及过滤换热供暖方式进行利用，但存在容易在管道或换热设备内发生淤积堵塞、过滤反冲频繁取热量少、产生次生污染等问题，无法长时间使用，因此多年来冲渣水余热未得到全面有效利用。
按照我国钢铁生产产量8亿t，按350kg渣比计算，由冲渣水带走的高炉渣的物理热量约占炼铁能耗的8%左右，能源浪费巨大。
该技术自2013年推广至今，已实施26座高炉，总供暖面积达1400多万平米，实现节能量20万tce/a，CO2减排约52万t/a。
成果简介1、技术原理高炉炼铁冲渣水含有大量60-90℃低品位热量，该技术采用专用冲渣水换热器，无需过滤直接进入换热器与采暖水换热，加热采暖水，用于采暖或发电，从而减少燃煤消耗并减少污染物的排放，达到节能减排的目的。
冷却后的冲渣水继续循环冲渣，对于带有冷却塔的因巴等冲渣工艺，可以关闭冷却塔进一步节约电能消耗；而对于没有冷却塔的冲渣工艺，冲渣水降温后减少了冲渣水蒸发量，进一步减少水消耗。
采用该技术，无需过滤，工艺流程短，运行及维护成本低，取热过程仅仅取走渣水热量，不影响高炉正常运行，无次生污染，整体运行可靠，适宜于长周期运行。
2、关键技术（1）直接换热技术。
开发了专用冲渣水换热器，解决了纤维钩挂堵塞和颗粒物淤积堵塞问题，冲渣水无需过滤即可直接进入换热器与采暖水进行换热。
（2）抗磨损技术。
冲渣水含有大量固体颗粒物，不仅容易淤积堵塞，而且极易磨损，该技术通过板型、材质、结构、流速等方面的控制解决了磨损问题。
（3）自动运行控制技术。
根据高炉规模和冲渣工艺的不同特点，研发了系列工艺流程与之配套，大型高炉两侧冲渣的切换技术以及可靠的直接换热技术保证了自动运行的可实施性。
高炉熔渣余热回收技术发展过程及趋势
高炉熔渣余热回收技术发展过程及趋势随着工业化进程的不断发展，高炉熔渣余热回收技术也在不断地发展和完善。
本文将从技术发展的历程和未来趋势两方面来探讨高炉熔渣余热回收技术的发展。
一、技术发展的历程高炉熔渣余热回收技术是一种利用高炉熔渣余热进行能量回收的技术。
它的发展历程可以分为以下几个阶段：1、初期阶段高炉熔渣余热回收技术最初是在20世纪初期开始出现的。
当时，人们主要采用的是换热器来回收高炉熔渣的余热。
然而，这种技术存在着很多问题，例如换热器的效率低、易受污染等。
2、中期阶段20世纪50年代，人们开始尝试采用“干法”和“湿法”两种方式来回收高炉熔渣的余热。
其中，“干法”主要是采用热风炉或热气轮机等设备来回收余热，而“湿法”则是采用热水或蒸汽等介质来回收余热。
这些技术在当时已经相对成熟，但仍存在着一些问题，如能量回收效率低、设备成本高等。
3、现代阶段进入21世纪后，高炉熔渣余热回收技术得到了更加广泛的应用和推广。
此时，人们开始采用先进的技术手段，如热泵、超临界流体回收等，来提高余热回收效率和设备的可靠性。
同时，人们也开始注重技术的环保性和经济性，力求实现能源的可持续利用。
二、未来趋势未来，高炉熔渣余热回收技术将呈现以下几个趋势：1、高效化随着科技的不断进步，高炉熔渣余热回收技术的效率将会得到进一步提高。
未来，人们将会采用更加先进的技术手段，如超临界流体回收、热泵等，来提高余热回收效率，实现更加高效的能量回收。
2、环保化在未来，高炉熔渣余热回收技术将更加注重环保性。
人们将会采用更加环保的技术手段，如低温余热回收、废热再利用等，来减少对环境的污染，实现绿色能源的利用。
3、智能化未来，高炉熔渣余热回收技术将更加智能化。
人们将会采用先进的智能控制系统，来实现设备的自动化操作和监控。
同时，人们也将会利用大数据和人工智能等技术，对设备的运行状态进行实时监测和分析，以实现设备的优化运行和维护。
总之，高炉熔渣余热回收技术是一项非常重要的能源回收技术。
高炉冲渣水余热回收技术的创新与应用
高炉冲渣水余热回收技术的创新与应用高炉熔融炉渣的温度高达1400℃~1500℃，其热量大，属于高品质的余热资源。
我国高炉渣的处理工艺主要采用水淬处理，大量高温炉渣通过冲渣水进行冷却，产生大量温度为70℃~85℃的热水。
通常，为了保证冲渣水的循环利用，需要将这部分冲渣水沉淀过滤后引入空冷塔，降温到50℃以下再次循环冲渣，或自然降温后继续循环冲渣。
这个过程损失了大量的热量，既造成了能源的浪费，又对环境造成了污染。
高炉冲渣水作为一种废热能源，因其温度稳定、流量大的特点，正逐渐成为余热回收利用的研究热点。
目前，对冲渣水余热的回收方式有利用冲渣水采暖、浴池用水和余热发电。
冲渣水余热发电是一种最有价值的研发方向，但因其技术要求相对较高，投资回收期较长，目前还处于研究开发阶段。
利用冲渣水采暖或作浴池用水，已经被北方地区的部分钢厂使用，并带来较好的经济效益。
高炉水渣含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3和少量的Fe2O3，pH值大于7，呈弱碱性。
高炉水渣杂质在冲渣水中以固体颗粒或悬浮物的形式存在，日积月累，杂质会使采暖系统中的管道、阀门、散热器发生大面积淤积、堵塞，所以高炉冲渣水作为采暖热源时不适于直接使用。
通过间接换热的形式重复利用冲渣水进行采暖或作为浴池用水是高炉冲渣水利用的技术点，而高炉冲渣水专用换热器适用于换热介质在高悬浮物、高黏度等恶劣工况下的实体应用。
冲渣水余热回收出利器冲渣水专用换热器是由螺旋状扁管换热元件制造而成的新型高效换热器，螺旋扁管的截面为椭圆形，其管内外流道均呈螺旋状，获得国家实用新型专利。
该换热器在使用过程中具有以下特点：压降小。
管壳式换热器在壳程为了减少死区和短路设置了一定数量的折流板，相应地增加了阻力，而螺旋扁管的应用使得壳程中介质的曲折流动变为直接螺旋流动，没有死区，不必设置折流板。
取消折流板降低了阻力，并大大提高了热传递效率。
冲渣水专用换热器和螺旋板式换热器的压降≤30kPa，而板式换热器和固定管板式换热器的压降均为50kPa~100kPa。
1080m^3高炉冲渣水余热回收工艺
过滤器易被堵塞 的问题 ，适合 在沙漠地区长期稳定地使用。
导 流 罩 ，以 减轻
图２
滤清器 的负担 。
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ２ — ０ ８
采 用新型空 气过 滤解决方 案设 计 的前 １ ０ 台机房发 到伊
【 编辑 ：郭 霄】
２ ０ １ ３ ｆ － ６ ） ￣ Ｉ 中 国 设 备 工 程
三 、 工 艺 流 程
图１ 热力 系统流程 图
为 了保证 采暖 系统冬季 运行 的安全性 和稳定 性 ，另从
如图 １ 所示 ，冲渣后 的 高炉冲渣 循环水 经底 滤过 滤后 ， 它们需要 的通风 量相对于整个机房 的通 风量来说少 之又少 ， 因此 清理滤 网的间隔时间可 以延长至 １ 周 以上 ，保证 了机器
水器 进入凝结 水箱 ，蒸 汽冷凝水 可作 为补水 补到采 暖循环 水 系统 。采 暖循环水经 换热器 后 由５ ０ ％变为６ ０ ℃ ，外 供采
渣水 回水管网。出底 滤池 冲渣 水管道管径为 ｌ ０ ２ ０ ｍ ｍ，管道
直埋 ，埋深６ ｍ，设 ０ ． ｏ ｌ 坡度 ，坡 向吸水 井方 向 ，外壁 采用 环氧 沥青漆加强级 防腐 。管 道设切断 闸阀 ，阀门设 于现浇 混凝 土阀 门井 内，阀门井尺 寸Ｌ Ｂ ＝ ２ ５ ０ ０ ｍ ｍ Ｘ ２ ０ ０ ０ ｍｍ，井 底标高一 ７ ． ３ ２ ３ ｍ。管道 在渣 池处 加法兰盖封堵 管道 ，待采 暖 系统投用时拆除法兰盖。 冲渣水 回水管 网管径 为５ ０ ０ ｍｍ。从热 力换热 站敷 设 至
摘 要 ：介绍了西宁特钢集团公司通过对高炉冲渣水余 热的 回收利用 ， 在节能减排方面取得 的成就。
关键词 ：冲渣水 ；图拉法 ；凝结水 ；底滤池
高炉冲渣水余热利用技术浅析
Ｋｅ ｙ Ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｓ ｌ ａ ｇ—ｗａ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ；ｗａ ｓ ｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ；ｂ ｅ ｎ ｅ ｉ ｆ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
（ ４ ） 换热效率高。渣水分离系统具有充足 的 给水水源 ， 能使给水在不加压 的情况下通过换热
器 进入 蓄 水 池 ， 从 而 很 经 济 地 完 成 换 热 功 能 。其 中， 换 热器结 构采 用 Ｕ型排管 形式 。
１ 浴池 用水
西 钢采 用 高 炉 冲 渣 水 作 为 浴 池 用 水 的 热 源 ，
ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ ｄｕ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕｇ ｈ ｒ ｅ ｃ ｏ ｖ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ．Ｔ ｈｅ
该工 艺 的特 点如下 ：
炼铁 厂泵 房 及 热 水 输 送 管 道 布 置 如 图 １所
示， 给排 水 系统如 图 ２所 示 。
（ １ ） 余 热 易 回 收。高 炉 冲 渣 水 水 温 高 达
８ ５℃ ， 浴 池用 水温 度 一般 为 ４ ０ ｃ 【 ＝ ， 采 用 换 热 器 可
徐 珊 珊
（ 西 林钢铁 集 团有 限公 司 ， 黑龙 江
摘
伊春
１ ５ ３ ０ ２ ５）
要： 炼铁高炉在生产过程 中产生 的高炉 冲渣水排放 了大量 的热量 ， 如能利用这些废热可有效 降低钢铁企业
高炉冲渣循环水的余热回收与实际生产应用方案
高炉冲渣循环水的余热回收与实际生产应用方案摘要：计算分析高炉冲渣水余热量，设计计算用冲渣水余热加热锅炉供水的设计方案，同时解决了冲渣水水温高，引起水泵汽蚀问题。
关键词：冲渣水；余热；换热器；高炉；热量1.背景莱钢1#1080m3高炉、4#750m3高炉，其利用系数分别为3.0、3.4t/（m3.d），月均渣比约460kg/t，两座高炉共用一个约1050m2的渣池，现渣池平均水温101.5℃，其热量没有回收利用，因冲渣水温接近沸点，导致渣浆泵汽蚀严重，对水泵的运行和效率影响很大，同时50℃的蒸氨废水很难补入冲渣系统，只能依靠新水补入。
因此亟待解决冲渣水水温高的问题，可以通过冲渣水余热回收的方式，降低冲渣水温，同时回收大量余热。
2.方案介绍通过余热回收系统，将热量提取，用于加热锅炉给水，达到热量回收利用。
冲渣循环水经过冲渣水换热器，将冲渣池水温降至95℃左右，工艺流程：经过冲渣水换热器将一次冲渣水供回水温度控制在95/78℃；设置二次水板式换热器，二次侧水温控制在77/72℃；三次侧为冷凝水（锅炉供水）经板换提温供回水温度设置40/71℃。
3.水冲渣余热回收方案3.1方案描述根据近几年冲渣水余热利用的实际经验，水冲渣余热利用系统采用物理过滤方式的过滤器过滤冲渣水，为了避开水质处理的问题通过间接换热的方式较为普遍。
3.2设计参数选定两级换热器功率选择：冲渣水换热器选择：按照计算的输出负荷19.02MW，供回水温度95/78℃，循环泵水流量：963.5m3/h；二次水循环泵、板式换热器选择：二次水流量3210m3/h，供回水温度77/72℃，水泵选择流量1600m3/h，两用一备，板式换热器功率：18.6MW （换热器效率取98%）；三次侧水水泵选择：三次水流量500m3/h，供回水设计71/40℃，给冷凝水提温31℃左右。
3.3工艺流程介绍3.3.1 4#高炉冲渣泵房有三台900m3/h两用一备。
冲渣流量1800m3/h，现因水泵汽蚀，实际流量约1300m3/h左右。
高炉冲渣水直接换热余热回收技术
高炉冲渣水直接换热余热回收技术
炉炼铁熔渣经水淬后产生大量 60-95℃冲渣水，蕴含了巨大热量，但其中含有大量固体颗粒和矿物纤维，并具有腐蚀性，很难利用其热量，三十年来国内外众多钢铁企业尝试利用冲渣水余热采暖，但仍未得到全面有效利用，特别是大型高炉未见应用。
天津华赛尔历时多年反复研究、试验取得了突破性成果，开发出全球独创、世界领先的“高炉冲渣水直接换热余热回收技术”，本技术系统冲渣水不设置沉淀过滤装置、直接进入“冲渣水换热器”与采暖水进行换热，技术优势在于：全水量取热、回收热量大、流程简单、易于操作，可实现无人值守运行；与高炉冲渣系统无缝对接不干扰高炉运行，适用于各种水冲渣工艺；一个采暖季连续不停车运转；占地小，易于实施；只取热量，无次生污染；运行成本低，维护量小。
“高炉冲渣水直接换热余热回收技术”已获得国家专利 13 项，其中 4 项发明专利，并已成功实施了 20 座高炉的冲渣水余热回收项目用于供热，其中 19 座炼铁高炉，1 座铜冶炼炉，两座 4350 立方米大型炼铁高炉，总供热面积达到 1200 万平米。
其技术成熟、可靠，适用范围广，既可远距离大规模应用于城市集中供热，也可以小规模应用于厂区内供热和生活热水供应；既可应用大型高炉，也可应用于小高炉；既可用炼铁，也可用于炼铜等冶金行业。
高炉冲渣水余热回收技术的现状及发展
高炉冲渣水余热回收技术的现状及发展周泳吴良玉颜斌段建峰（武汉钢铁股份有限公司能源动力总厂供水厂，武汉 430083）摘要对水质波动较大、余热资源品位低的高炉冲渣水余热的回收还需要做大量创新性的摸索，尤其是应用这部分余热发电的技术，近年来已成为全行业急需解决的难题。
本文将综合分析高炉冲渣水余热回收技术的现状及发展，结合国内多家钢铁企业已有之经验，探讨高炉冲渣水余热回收技术的发展趋势，以期为钢铁企业在开展该项工作时提供重要参考。
关键词高炉渣水淬处理余热回收Status and Development of Residual Heat Recovery inBlast Furnace Flushing Slag WaterZhou Yong Wu Liangyu Yan Bin Duan Jianfeng(Water Supply Plant, Wuhan Iron & Steel Co., Wuhan, 430083)Abstract Even so, the recovery of water quality fluctuations, waste heat resources of low grade waste heat water blast furnace slag is also need to do a lot of innovative exploration, especially the application of this part of waste heat power generation technology, in recent years has become a problem needed to solve the whole industry. In this paper, the present situation and development of a comprehensive analysis of blast furnace slag water waste heat recovery technology, to combine with the experience of many domestic steel enterprises, to explore the development trend of waste heat recovery technology for blast furnace slag water, in order to provide the important reference for the iron and steel enterprises in carrying out this work.Key words blast furnace slag, water quenching treatment, residual heat recovery1前言高炉渣是高炉炼铁的副产品，其主要成分为氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、二氧化硅，约占炉渣总量的95%，排出温度在1450~1650℃之间。
高炉冲渣水余热回收的利用技术概述
高炉冲渣水余热回收的利用技术概述随着能源的不断应用和开发，在世界范围内，能源问题已经成为我们发展过程中的重要问题。
我国作为世界范围内的能源大国，占据着世界上第二多的能源资源，但是我国的人均能源储量还不到世界平均水平的一半，总体来看，我国的能源人均占有量还处在较为落后的状态，和世界上的发达国家还有很大的距离。
在能源的使用效率问题上我国也存在着较大的差距。
基于上述差距，我国现阶段的能源问题就是要节约能源，提升能源的利用效率。
作为我国的经济发展的根基，我国的钢铁行业在我国的经济发展过程中扮演着非常重要的角色，发挥着巨大的作用。
但是钢铁行业在我国的发展过程中也存在着诸多的缺点。
例如对我国的能源消耗过大，同时对我国的环境危害过大等。
钢铁行业在推动能源转变的过程中会产生余热以及余能。
在现阶段我国在余热以及余能的回收以及利用问题上还存在很多的问题，利用效率很低。
虽然在实际的回收过程中，大部分的余热以及余能能够被回收，但是占据很大比例的低温余热还是没有充分地回收利用，根据有关部门的数据分析，这一部分的回收利用为零。
例如在生产过程中的高炉冲渣水产生的余热就白白地流失浪费了。
因此我国的钢铁行业在这一方面的发展前景非常好，有很大的发展潜力。
在我国的钢铁行业的高温炼铁相关工艺中，产生的炉渣温度能够达到1000℃，高温通常应用在水泥的生产过程中。
高温冲渣水具有3个主要的特点。
第一个特点是有较低的热源温度；第二个特点是流量巨大；第三个特点是对普通材质的钢材具有严重的腐蚀。
高温冲渣水一半情况下采用自然冷却的方式进行冷却处理。
在实际的操作过程中还有很多的利用方式，本文针对利用的主要方式进行阐述和分析。
1 高温冲渣水的应用一：采暖应用通常情况下，在冬季高温冲渣水能够达到53℃，在极寒的天气下水温还是能够达到49℃以上，我们通过合理的采暖布局并且配置相关的供暖设施，能够将室内的供暖温度控制在17℃以上。
其工作原理如图1所示。
利用冲渣水进行供暖是一种能源再利用，除了增加必要的供暖设备等投资外，这种方式的供暖不使用或者消耗能源，供暖费用消耗不大。
高炉冲渣水的余热利用
高炉冲渣水的余热利用摘要：随着科技的不断发展我国高炉冲渣水余热利用以及存在的问题，采用平流沉淀与普通快滤池相结合的工艺处理冲渣水，利用高炉水冲渣余热进行换热后进水温度明显提高，取得了较好效果。
关键词：余热；冲渣水；采暖前言随着能源与环境问题的日益突出，我国钢铁企业对节能降耗的重视程度进一步提高。
充分挖掘企业内余热余能的回收潜能，降低产品成本，创造新的经济效益，成为新形势下钢铁企业的重要工作之一。
高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，如何让冲渣水发挥余热利用的效益，也逐渐成为一个研究课题。
目前我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。
高炉内1400℃～1500℃的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。
在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50% 以上。
冲制1吨水渣大约消耗新1～1.2 吨，循环用水量约为10吨左右。
按照我国钢铁生产产量5 亿吨，按350 千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1.5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4%。
由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，大约相当于21千克/标煤（按350 千克/ 吨铁计算）。
循环水池的水温范围60℃-85℃，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被白白浪费。
1、冲渣水处理高炉冲渣水进入水渣池沉淀后，以1200～1500 m³/h的流量通过DN700管道流出，进入平流沉淀池进一步沉淀，沉淀后的水自流到普通快滤池进行过滤，过滤后的水进入采暖泵房吸水池，通过供水泵组加压送至采暖区供采暖循环使用。
采暖回水进入反冲洗水塔及冲渣水泵房吸水池，供高炉水力冲渣及普通快滤池反冲洗使用。
其中普通快滤池的反冲洗排水排入旋流沉淀池，通过提升泵提升到冲渣池进行冲渣使用，沉渣用抓斗抓出2、超滤进水及输送管网2.1 超滤进水情况二期软水站生产水能力为1600 m³/h，其中需要将1200 m³/h 的生产水从2℃加温至20 ℃，以满足超滤进水温度及水量需求。
高炉冲渣水余热回收利用
高炉冲渣水余热回收利用作者：张燕来源：《中国科技博览》2016年第05期[摘要]采暖季节各厂区、办公楼等主要以蒸汽作为能源介质，向各采暖用户供热。
为进一步实现节能降耗，增加企业自发电量，现将银山前区高炉冲渣水余热回收，作为采暖换热介质，向银山前区周边冬季采暖用户供热，改造后将极大降低厂区非生产用蒸汽消耗量，满足发电机能源需求，实现真正的节能降耗。
[关键词]高炉冲渣水余热利用中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0013-011.现状分析（1）高炉冲渣系统概况银山前区2座1080m3高炉，水冲渣系统共用一个渣池。
渣池总容积为7200m3，每小时的循环量约为5000m3/h。
每座高炉的循环水量为2500m3/h，水泵运行方式为2用1备。
两座高炉日均产量5500吨，渣比350kg/t～400kg/t。
两座1080m3高炉冲渣水循环流量最大1400m3/h。
（2）高炉冲渣系统设备参数（见表1）冲渣水水质参数（见表2）（3）采暖季供暖期：每年11月1日到次年3月31日。
2.冲渣水余热换热改造方案在银山前区两座高炉冲渣水池东北侧新建高炉冲渣水余热利用换热站、水泵站、供回水管道、银前区采暖系统改造、配套电气系统以及土建辅助系统。
新建高炉冲渣水余热利用独立运行，uliyphauv不影响高炉冲渣系统的安全稳定运行。
1）①冲渣水参数：，冬季水温70～90℃。
选定热源水温75℃。
冲渣水理论取水量：580m3/h。
②取热方式：冲渣水直接换热式。
③系统组成：冲渣水循环换热系统+供暖循环系统。
2）冲渣水采暖系统（1）冲渣水循环系统：①冲渣水循环系统流程：沉渣池—→引水管渠—→渣浆泵—→污水换热器—→沉渣池②冲渣水取水：按1400m3/h流量设计冲渣水取水系统。
在沉渣池侧壁开口，做引水管渠，经引水管渠将冲渣水引至冲渣水换热站，在引水管渠二端设沉沙井。
引水管渠当量管径1.15m。
③冲渣水换热器：系统采用冲渣水换热器。
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高炉冲渣水余热回收技术
通过对高炉冲渣水余热回收利用的几种方式的对比，分析了传统换热设备在余热回收项目中的优缺点，并提出真空相变换热技术在冲渣水余热回收中的优势，其较好地解决了传统冲渣水换热器设备堵塞、耗损、腐蚀、结晶等一系列问题。
真空相变换热器有效地利用了此项技术，在钢厂高炉冲渣水余热回收利用中值得推广利用，具有广阔的应用前景，可以实现较好的经济效益和环保及社会效益。
标签：换热器；真空相变；高炉冲渣水；余热回收
1 概述
高温熔渣作为高炉炼铁的附属产物，其经过水淬工艺处理后将产生70～90℃的高温冲渣水，这些具有大量余热的冲渣水具有成分复杂、悬浮物多的特点，尤其是其中含有矿棉类纤维等成分，极易造成沉积钩挂、堵塞，同时其渣粒也会造成管道的严重磨损。
长期以来，人们采用直接或间接的换热器来利用冲渣水的余热，都达不到理想的换热及运行效果。
高炉冲渣水若直接作为采暖热水，会在采暖管道及散热器中产生淤积、堵塞；若间接换热，则同样会在传统的换热器中发生堵塞、腐蚀、结晶、磨损等问题，无法长周期有效使用。
综上，如何全面、有效地利用高炉冲渣水便成了一个亟待解决的现实问题。
2 真空相变换热技术简介
由于水的沸点会随着压力的变化而相应地变化，所以，通过降低水所在周围环境的压力大小，从而使水在低压环境下沸腾，进而转化为水蒸气，这些水蒸气便可以被我们充分利用与循环水进行相变换热，从而达到了余热回收的目的。
2.1 高炉冲渣水的水质分析
高炉冲渣水的余热回收具有其鲜明的特点，有必要对其水质进行简单地分析。
高炉渣的主要成分为CaO、SiO2、AL2O3等物质，冲渣水是高炉渣在1400℃左右的熔融状态下水淬形成的，故在其水淬过程中会将高炉渣的一些成分溶解在水中，再加上冲渣水作为冷却高炉渣的重复利用循环水，不断往复地冲渣过程中冲渣水也不断地被浓缩，从而使高炉渣中可以溶于水的物质达到了一个饱和的状态。
笔者从某钢厂冲渣水提供的水质报告得到以下数据。
根据表1中的数据显示，钢厂高炉冲渣水中含有大量的可溶于水的易结晶物质，而要利用这些高炉冲渣水就必然要使其与低温的冷水进行强制冷凝换热，高温状态下的冲渣水经过换热冷凝，温度降低的同时溶解在高炉渣中的以上成分就会呈现过饱和的状态，从而以晶体的形式析出并附着在换热壁表面上，造成换热
器传热系数的降低，甚至造成严重的堵塞。
分析表中的数据可以看出，该钢厂冲渣水中含有较高浓度的氯化物及硫酸盐类物质，而我们提取其余热的换热器和输送冲渣水的金属管道分别为不锈钢和碳钢材质，这无疑增加了对换热器和冲渣水输送管道金属壁面的化学腐蚀。
2.2 冲渣水传统换热设备的现状及缺陷
在具体冲渣水余熱回收项目论证过程中，通过水质分析及钢厂类似项目的实测调研分析，传统换热设备主要有以下几种类型：（1）板式；（2）螺旋板式；（3）壳管式；（4）污水专用换热器。
以上四种换热设备在使用过程中都出现了不同程度的污染、堵塞，甚至严重的腐蚀现象。
除此之外，一些项目中提出了使用纤维过滤器等净化措施来降低堵塞以及腐蚀的危害，但是造成堵塞的原因是由于溶于冲渣水中的物质冷却后过饱和结晶析出，而非固体、悬浮物等可见的固体污染物质，所以，效果不是很理想。
另外，新型的污水专用换热器受到市场的关注，其具有一定的抗堵优势，尤其是在城市污水余热回收项目中的应用，它可以有效地阻截城市污水中的固体污染物质，从而保证了污水热源的水质。
但是还是同样的问题，在高炉冲渣水余热回收项目应用过程中，无法有效地解决冲渣水过饱和而结晶、腐蚀的问题。
综上分析可以看出，传统的余热回收装置具有不可改良的弊端，在余热回收的过程中，必须改变冲渣水与换热器、管道等金属壁面的接触方式，才能清洁、高效地利用冲渣水这一水质复杂的热源。
2.3 真空相变换热器的原理及优势
主要针对高炉冲渣水冷凝换热易结晶和腐蚀金属壁面的特点，真空相变换热器应运而生，利用水在负压环境下沸点降低的特性，在换热器内部人为地抽成一个负压的环境，使得冲渣水在负压容器（也称真空容器）内沸点降低，从而实现无需加热，使部分冲渣水闪蒸、汽化，以清洁的水蒸气携带大量的汽化潜热与纯净的冷水进行换热，从而实现清洁、高效地提取冲渣水热能的目的。
3 项目应用
笔者对某钢厂4、5号高炉冲渣水余热利用项目进行了实地调研，通过实地测试得出4、5号高炉的冲渣水可资用的余热量为57.1MW，考虑到供热量的保证率，故将余热量以50MW设计，若按传统的采暖建筑热指标估计，则冬季可以大约满足100万平米的建筑进行区域供暖。
在某钢厂的4、5号高炉余热利用项目中，设计共选取了10台单台制热能力为5MW的JTZH-5.0-500-0.1/0.1-0.1的真空相变换热机组，既可以单独运行，也可以并联运行，10台设备考虑互为备用。
经过实地调研，10台制热机组共占地450m2，冲渣水的最大设计用量约为240m3/h，冲渣水的温降约为18℃，制出65℃循环水的流量约为215m3/h。
整个真空相变换热系统的耗电量约为400kW，其中，单台设备的输入功率约为37.5kW，单台设备的耗电量包括：冲渣水的排水泵30kW、真空泵7.5kW、冷凝水排水泵2kW。
如表2所示。
4 运行效果总结
本真空相变换热系统投产于2014年11月中旬到2016年1月份已经安全运行约两年有余，整体的供暖效果良好。
经过实地调研分析，真空相变换热系统的换热量以及传热温差等关键参数均达到了设计的要求。
值得指出的是，在冲渣水侧并未检测到明显的结晶、结垢及腐蚀等恶劣换热现象，在完全满足100万平方米的供暖指标的前提下，连续两个采暖期内无需清理维护，达到了较高的水质水平。
在耗电量和供热量方面，经过实际测量计算，笔者随机选取了2016年元月15日8：50分开始，进行了一次为期72小时的数据统计分析，本系统10台真空相变换热机组在72小时内累计输出热量达到4903.5GJ；累计耗电量：217506kW·h（包含采暖系统的各类水泵、照明灯日常用电量，优于原来的换热系统的设计要求，实现了经济、高效的换热效果。
5 结束语
笔者通过对高炉冲渣水余热潜力和水质的分析，得出了高炉冲渣水是一种具有大量潜热可资利用的热源，但是水质的复杂性却很难高效地将其中的热量转换出来供采暖等项目使用。
而使用真空相变换热技术来改变原有的换热系统，可以有效地避开冲渣水冷凝易结晶的问题，可以实现较为高效的余热利用。