高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201610153885.8 | 申请日 | 2016-03-17 | 公开(公告)号 | CN105783535A | 公开(公告)日 | 2016-07-20 |
| 申请人 | 上海齐耀科技集团有限公司; 上海齐耀热能工程有限公司; | 发明人 | 陈恒; 黄浩; 朱国庆; 张世程; 郑军如; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种 高炉 冲渣 水 蒸气余热回收系统及方法。所述系统包括：水蒸气收集/输送系统，其收集来自高炉冲渣系统的水蒸气；换热器，其接收来自水蒸气收集/输送系统的水蒸气，用于将其内的低沸点工质与接收到的水蒸气收集/输送系统输送的水蒸气进行热交换以转换为工质 蒸汽 ；膨胀机，其利用来自换热器的工质蒸汽做功以输出机械运动，且将工质蒸汽转换为工质乏汽； 冷凝器 ，其将来自膨胀机的工质乏汽冷凝成液态工质；以及工质 泵 ，其接收来自冷凝器的液态工质，并将液态工质输送给换热器。所述方法适用于上述系统。本 发明 实现了对高炉冲渣水蒸气的余热回收；且实现了对大量挥发的水蒸气的冷凝回收，降低了高炉渣水粹粒化时的水耗，节约水资源。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高炉冲渣水蒸气余热回收系统，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法技术领域背景技术[0002] 钢铁冶金行业作为高能耗产业，近些年，随着国内钢铁产量快速增长，钢铁冶金行业面临着节能降耗和环境保护方面的双重压力，虽然“十一五”期间，钢铁冶金行业推广先进工艺，开展节能技改，取得了显著成效，但深度挖掘行业节能降耗潜力仍非常有必要。 [0003] 目前我国炼铁炼钢工艺过程中会产生大量的液态高炉渣，温度一般在1400℃以上，普遍采用水粹粒化方式加以冷却。高温液态高炉渣遇水，挥发出大量的冲渣水蒸气，同时亦产生大量的冲渣水，温度约90℃。对于高炉冲渣水，已有钢铁企业回收利用进行冬季采暖；而产生的高炉冲渣水蒸气，却未引起企业的重视，在炼铁炼钢过程中高炉冲渣水蒸气的热量并未得到回收利用。事实上，高炉冲渣水蒸气所含热量巨大，这部分未得到回收利用的余热作为炼钢炼铁工艺过程中的污染物排放并造成能耗的浪费。 [0006] 第一方面，本发明提供了一种高炉冲渣水蒸气余热回收系统，包括： [0007] 水蒸气收集/输送系统，其收集来自高炉冲渣系统的水蒸气； [0008] 换热器，其接收来自所述水蒸气收集/输送系统的所述水蒸气，用于将其内的低沸点工质与接收到的所述水蒸气收集/输送系统输送的水蒸气进行热交换以转换为工质蒸汽； [0009] 膨胀机，其利用来自所述换热器的工质蒸汽做功以输出机械运动，且将工质蒸汽降温降压为工质乏汽； [0014] 第二方面，本发明还提供了一种高炉冲渣水蒸气余热回收方法，包括以下步骤： [0015] (1)通过水蒸气收集/输送系统收集来自高炉冲渣系统的水蒸气，且将水蒸气输送给换热器； [0016] (2)在所述换热器内使低沸点工质与来自所述水蒸气收集/输送系统的水蒸气进行热交换，将所述水蒸气转换为液态水，并将所述低沸点工质转换为工质蒸汽输送给膨胀机； [0017] (3)使所述工质蒸汽在所述膨胀机中做功，以输出机械运动，并将做功后生成的工质乏汽输送给冷凝器； [0018] (4)通过所述冷凝器将来自所述膨胀机的工质乏汽冷凝成液态工质，并通过工质泵将所述液态工质升压输送给所述换热器。 [0019] 优选的，所述步骤(2)中将低沸点工质转换为75℃-85℃的工质蒸汽。 [0020] 优选的，所述步骤(2)还包括：将水蒸气转换而成的液态水送入高炉冲渣系统以供再次冲渣使用。 [0021] 优选的，所述步骤(3)还包括将所述膨胀机输出的机械运动传递 至发电机，以产生电能。 [0022] 根据本发明提供的高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法，不仅实现了对高炉冲渣水蒸气的余热回收，且将低品位热能转化为高品位的电能输出，减少了钢铁冶金过程中的能耗；同时，实现了对大量挥发的水蒸气的冷凝回收，降低了高炉渣水粹粒化过程的水耗，节约水资源。附图说明 [0024] 图1为本发明提供的高炉冲渣水蒸气余热回收系统的构成示意图。 具体实施方式[0025] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。 [0026] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 [0028] 图1为本发明提供的高炉冲渣水蒸气余热回收系统的构成示意图。高炉冲渣水蒸气余热回收系统包括： [0029] 水蒸气收集/输送系统1，其收集来自高炉冲渣系统的水蒸气； [0030] 换热器2，其接收来自水蒸气收集/输送系统1的水蒸气，用于将其内的低沸点工质与接收到的水蒸气收集/输送系统1输送的水蒸气进行热交换以转换为工质蒸汽； [0031] 膨胀机3，其利用来自换热器2的工质蒸汽做功以输出机械运动， 且将工质蒸汽降温降压为工质乏汽； [0032] 冷凝器4，其将来自膨胀机3的工质乏汽冷凝成液态工质；以及 [0033] 工质泵5，其接收来自冷凝器4的液态工质，并将液态工质升压输送给换热器3。 [0034] 其中，水蒸气收集/输送系统包括：集汽罩11和风机12，集汽罩11收拢高炉冲渣系统的水蒸气，风机12接收来自集汽罩的水蒸气且将水蒸气输送至换热器2。 [0035] 具体的，集汽罩11设置于高炉冲渣系统的上方，集汽罩11通过管道与风机12的进口相连接，风机12的出口通过管道连接至换热器2，从而将高炉冲渣系统冲渣后挥发出的水蒸气收集并利用起来。 [0036] 参照图1，高炉冲渣水蒸气余热回收系统还包括发电机6，发电机6将膨胀机4输出的机械运动转化为电能。具体的，换热器内低沸点工质在吸热后转变成的高温高压的工质蒸汽进入膨胀机里膨胀，冲转膨胀机的转子，并带动发电机旋转，从而产生电能。 [0037] 进一步地，水蒸气在换热器内转换成液态水后可以送入高炉冲渣系统以供再次冲渣使用，从而实现了对大量挥发的水蒸气冷凝回收，降低了水粒粹化过程的水耗，节约水资源。 [0038] 为更好的了解图1中示出的高炉冲渣水蒸气余热回收系统，接下来介绍高炉冲渣水蒸气余热回收方法。 [0039] 高炉冲渣水蒸气余热回收方法包括以下步骤： [0040] (1)通过水蒸气收集/输送系统收集来自高炉冲渣系统的水蒸气，且将水蒸气输送给换热器； [0041] (2)在换热器内使低沸点工质与来自水蒸气收集/输送系统的水蒸气进行热交换，将水蒸气转换为液态水，并将低沸点工质转换为工质蒸汽输送给膨胀机； [0042] (3)使工质蒸汽在膨胀机中做功，以输出机械运动，并将做功后生成的工质乏汽输送给冷凝器； [0043] (4)通过冷凝器将来自膨胀机的工质乏汽冷凝成液态工质，并通过工质泵将液态工质升压输送给换热器。 [0044] 其中，步骤(2)中通过换热器可将低沸点工质转换为75℃-85℃ 的工质蒸汽。 [0045] 此外，水蒸气在换热器内与低沸点工质热交换后形成液态水，步骤(2)还包括：将水蒸气转换而成的液态水送入高炉冲渣系统以供再次冲渣使用。 [0046] 其中，90℃左右的水蒸气通过水蒸气收集/输送系统进入换热器热交换后，水蒸气转换而成液态水，换热器吸收了水蒸气冷凝释放的大量潜热，实现了对高炉冲渣水蒸气绝大部分余热的回收，至于液态水的温度本发明不做具体的限制，其温度范围根据具体的工业生产过程而确定。 [0047] 进一步地，步骤(3)还包括将膨胀机输出的机械运动传递至发电机，以产生电能。通过膨胀机带动发电机运转，从而将低品位的热能转化成高品位的电能输出。 [0048] 当然，对膨胀机输出的机械运动的应用不局限于通过膨胀机带动发电机运转以输出电能，也可以通过膨胀机拖动其他的动力机械运动，在实现对蒸汽余热回收的同时，将低品位的热源得以利用。 [0049] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈