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渣热回收

申请号 CN202280045946.2 申请日 2022-06-17 公开(公告)号 CN117897505A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 约翰考克利尔股份公司; 发明人 托马斯·托埃伦;
摘要 一种用于从 钢 渣中回收 辐射 废热的工业设施(1),所述设施(1)位于坑(2)上方,使用渣 输送机 或车辆将熔融钢渣排出到该坑中以及从该坑中移除 固化 的钢渣。该设施包括:‑ 蒸发 装置(3)和辅助设备,所述蒸发装置用于产生热 水 和 蒸汽 ,并且包括管冷却壁形式的 热交换器 (6);‑钢结构(4),该钢结构 支撑 所述蒸发装置;其特征在于,该设施进一步包括使用起重器(5)的升降系统,使得该管冷却壁形式的热交换器(6)能够从上部待命 位置 竖直地移动到下部工作位置,反之亦然。固定水回路和移动水回路之间的联接是借助于柔性软管执行的。
权利要求

1.一种用于从渣中回收辐射废热的工业设施(1),所述设施(1)包括:
‑坑(2),使用渣输送机或车辆将熔融钢渣排出到该坑中以及从该坑中移除固化的钢渣;
蒸发装置(3)和辅助设备,所述蒸发装置用于产生热蒸汽,并且所述蒸发装置包括管冷却壁形式的热交换器(6);
‑钢结构(4),该钢结构支撑所述蒸发装置;
其特征在于,该设施进一步包括使用起重器(5)的升降系统,使得该管冷却壁形式的热交换器(6)能够从上部待命位置竖直地移动到下部工作位置,反之亦然,其中该热交换器的管冷却壁由允许该热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的金属制成。
2.根据权利要求1所述的工业设施(1),其中,允许该热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的所述金属选自由以下组成的组:双相不锈钢合金、合金和 合金。
3.根据权利要求2所述的工业设施(1),其中,允许该热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的所述金属选自由以下组成的组:双相不锈钢SA 789S31803、超合金S31277、N08028、N08367、N08825和 N06696、N06625、N06617、N06230、N06022、N10276。
4.根据权利要求1所述的工业设施(1),其中,该钢结构包括锚固在地面中的柱或支柱(14),所述柱或支柱(14)通过混凝土防护层来保护以免受热。
5.根据权利要求1所述的工业设施(1),其中,该蒸发装置(3)的移动式热交换器(6)借助于多个柔性软管(8)连接到该蒸发装置(3)的固定部分(7),该固定部分(7)包括汽包(9)和(40),这些柔性软管(8)靠近该蒸发装置(3)的入口和出口(13)连接。
6.根据权利要求1所述的工业设施(1),其中,该热交换器(6)仅布置有顶面板(10)和侧面板(11),具有帽盖或倒置篮的形式,该热交换器(6)的入口管和出口管(12)连接到该热交换器的顶部。
7.一种根据权利要求1所述的工业设施(1)的使用,其中,该使用起重器(6)的升降系统被操作以适于该热交换器的底部与地面之间的距离,以便允许渣输送机能够进入坑区域,一旦该热交换器的底部处于上部待命位置,则用于将熔渣排出到该坑中或从该坑移除固化的渣,而不会对钢渣处理过程产生任何干扰或存在与该结构碰撞的险。

说明书全文

渣热回收

技术领域

[0001] 本发明涉及从钢渣中回收工业废热的领域,特别是为了产生饱和蒸汽的目的。

背景技术

[0002] 在重工业例如钢工业中,CO2排放是显著的。考虑到迫切需要减少CO2排放以便限制气候变化,必须为该目的找到解决方案。CO2捕集是其中之一。
[0003] 已知捕集(CO2)过程需要大量能量,并且有时以饱和蒸汽的形式。
[0004] 能量是碳捕集过程中的重要成本,例如从高炉排气中捕集碳,为降低蒸汽成本而开发的解决方案是通过废热回收产生蒸汽。废热回收意味着回收现场已经可用的热,例如来自热过程排气、辐射物质等。这样,不消耗燃料,并且仅消耗非常少的来自电网的电,极大地降低了运转支出。
[0005] 工业现场可用的最佳热源之一是钢渣坑。钢渣以1000℃左右的高温到达坑中,并且在周围环境中冷却的所有时间都停留在坑中。
[0006] 需要开发一种回收其热量的技术方案,即:
[0007] ‑技术上可行;
[0008] ‑可在现有场地中实施;
[0009] ‑对钢渣处理无影响;
[0010] ‑操作简单;
[0011] ‑具有高效的热回收潜力;以及
[0012] ‑成本合理。
[0013] 在构思新的解决方案之前,需要回顾现有技术,以便首先找到合适的已经存在的解决方案。
[0014] 在下文中呈现这些已经设计出的解决方案中的一些。
[0015] 图1示出了一种已知解决方案,其来自Hui Zhang等人的“钢铁工业熔渣废热回收技术综述[A review of waste heat recovery technologies towards molten slag in steel industry]”,《应用能源》(Applied Energy)112,爱思唯尔(Elsevier)(2013)956‑966。1980年代早期在日本开发的这种解决方案涉及单转鼓工艺,一种基于机械冲击或通过转鼓轧制渣膜的干式造粒技术。熔渣被浇注到转鼓上,并且由于直接冲击而破碎。之后,在离心力的作用下,碎裂的渣被抛入捕集器,然后与冷却室中的空气进行热交换。空气可以被加热到500℃,热回收率达到60%。
[0016] 文件EP 162 182A1披露了一种方法,该方法包括在至少两个金属、优选地钢制冷却辊之间轧制液态渣,控制辊的温度和辊之间的距离,使得获得具有固化面层和熔融中间层的粘结渣板坯,该板坯仍具有足够的塑性以可成型,与轧制同时或在轧制之后将板坯成型为坯,以及优选地在成型坯块彼此分离之后,通过任何合适的冷却器件或冷却介质至少从成型坯块中回收热。相应的设备包括:至少两个冷却辊,其被布置成将液态渣辊轧制成粘性的可成型板坯;用于将板坯压块的器件;以及用于从成型的坯块回收热的器件。
[0017] 文件JP 5560871 B2提供了一种从通过冷却熔渣得到的高温凝固渣中将钢渣的热能高效回收为高温气体的方法。一种热交换器,包括:料斗;用于大致沿平方向输送从料斗加入的凝固渣S的带式输送机;用于大致沿水平方向输送由带式输送机输送的凝固渣S的带式输送机;用于从带式输送机的下部向上吹送与凝固渣S进行热交换的气体的气体吹送部;以及用于通过从带式输送机落到带式输送机上的凝固渣S加热通过带式输送机的气体的气体加热部;该热交换器用作高温凝固渣S与气体之间进行热交换的热交换器,以将来自凝固渣S的热能回收为高温气体。
[0018] 文件EP 2 660 338 B1涉及一种用于聚集熔渣并回收显热的设备。该设备包括:旋转圆板,其在被冷却水冷却的同时旋转,并且其冷却落在其顶表面上的熔渣,以便将熔渣转化为颗粒渣并将颗粒渣分散;转鼓部分,其在被冷却水冷却的同时旋转,与旋转圆板的侧表面间隔开,并且与由旋转圆板分散的颗粒渣碰撞,以便冷却碰撞的颗粒渣,从而移动冷却的颗粒渣;倾斜诱导部分,其以向下倾斜的方式设置在转鼓部分的下方,倾斜诱导部分诱导碰撞颗粒渣向下掉落;以及显热回收壳体部分,其连接到倾斜诱导部分的下部,以使冷却介质与下落的颗粒渣之间能够进行热交换,显热回收壳体部分将颗粒渣和已经进行热交换的冷却介质排出到外部。
[0019] 在SJ Pickering等人的“高炉熔渣干式造粒及热回收的新工艺[New process for dry granulation and heat recovery from molten blast‑furnace slag]”,2005,http://masters.donntu.org/2005/fizmet/konchenko/library/article11.htm中的涉及的系统中,将液态渣流给送到转杯式雾化器中,在此离心力产生液滴,液滴在落入流化床或其他交换介质之前高速喷射并在空气流中固化。
[0020] 所有这些技术方案使用相同的热回收原理:渣粒化和利用空气作为传热流体。这些解决方案允许利用渣的潜热,这形成了大量的能量。
[0021] 然而,这些技术方案的主要特征和缺点是设施占用的面积和空间大。然而,在现场,在坑周围以及在钢渣处理中可用空间非常有限。
[0022] 此外,上述设施似乎具有很高的复杂度。这些技术没有在工业上实施,并且不存在工作应用。这些技术的成熟度显然未被证明,并且这种复杂度对设施的维护和可用性水平提出了挑战。许多元件,尤其是移动元件,容易发生故障,进而降低了潜在的使用寿命和可用性水平,尤其是在极端环境中。在这种工业现场,任何过程的中断都可能导致金钱损失。谈到钱,除维护成本外,这些复杂的设施无疑还代表着巨大的投资成本。
[0023] 最后,这些解决方案意味着渣的转化,使得该过程将受到影响,而这应当避免。
[0024] 总之,显然,对于现有技术的解决方案,其中一些已经授予专利,其不适合于这里关注的应用,并且发明人决定研究从熔融钢渣回收热的不同方式。
[0025] 根据所选择的原理,从钢渣中回收热量,如从已经设计出的废热回收解决方案中受到的启发:通过由蒸发水在其内部流动的管冷却壁包围热物质来回收由热物质发出的辐射热。这种回收热量的方式在燃烧锅炉中非常常见,其中炉子由管冷却壁构成。
[0026] 即使这种回收辐射热的方式已经证明其在锅炉中的效率,但在本发明的框架中仍有一些重要的挑战有待解决:
[0027] ‑坑周围的可用空间非常少;
[0028] ‑一些重型机器围绕坑移动,存在在其途中破坏任何设施的险;
[0029] ‑存在强腐蚀性环境,因为钢渣由有时具有强腐蚀性的大量不同元素构成;
[0030] ‑温度波动很大,引起高温度梯度;
[0031] ‑环境中有烟尘产生;
[0032] ‑应该能够在尽可能靠近散发表面的位置回收热量而不会干扰钢渣的排放;
[0033] ‑该过程是非常不规律的,因此蒸汽产生也是非常不规律的。
[0034] 文件CN 103981307 A披露了一种移动式热闷渣处理线,包括在厂房工位上的多个热闷渣池,其中每个热闷渣池通过蒸汽管道与蒸汽放散烟囱连通。在多个热闷渣池的两侧布置有两条钢轨。在每条钢轨上布置有具有传动装置的热闷渣盖移动小车。热闷渣盖移动小车的车架通过升降装置而与热闷渣盖连接。热闷渣盖上布置有泄爆装置和喷水装置。使用热闷渣盖移动小车作为热闷渣盖的载体,实现了热闷渣盖在多个热闷处理位和等待位之间的快速灵活切换,满足了生产工艺的要求。
[0035] 发明目的
[0036] 本发明旨在提供一种高性价比的技术方案,以从熔渣坑回收工业废热,同时避免现有技术的上述缺点。

发明内容

[0037] 本发明涉及一种用于从钢渣中回收辐射废热的工业设施,所述设施包括:
[0038] ‑坑,使用渣输送机或车辆将熔融钢渣排出到该坑中以及从该坑中移除固化的钢渣;
[0039] ‑用于产生热水和蒸汽的蒸发装置和辅助设备,所述蒸发装置包括管冷却壁形式的热交换器;
[0040] ‑支撑所述蒸发装置的钢结构;
[0041] 其特征在于,该设施进一步包括使用起重器的升降系统,使得管冷却壁形式的热交换器可以从上部待命位置竖直地移动到下部工作位置,反之亦然,其中热交换器的管冷却壁由允许热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的金属制成。
[0042] 根据优选实施例,该设施进一步受以下特征中的至少一个或其适当组合的限制:
[0043] ‑允许热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的所述金属选自由以下组成的组:双相不锈钢合金、 合金和 合金;
[0044] ‑允许热交换器在呈现急剧温度梯度和腐蚀性的环境中工作的所述金属选自由以下组成的组:双相不锈钢SA789S31803、超合金 S31277、N08028、N08367、N08825和N06696、N06625、N06617、N06230、N06022、N10276;
[0045] ‑该钢结构包括锚固在地面中的柱或支柱,所述柱或支柱通过混凝土防护层来保护以免受热;
[0046] ‑蒸发装置的移动式热交换器借助于多个柔性软管连接到蒸发装置的固定部分,该固定部分包括汽包和,柔性软管靠近蒸发装置的入口和出口连接;
[0047] ‑热交换器仅布置有顶面板和侧面板,具有帽盖或倒置篮的形式,热交换器的入口管和出口管连接到热交换器顶部,从而允许优化管的温度和腐蚀防护,所述管由此与熔融钢渣和进一步的辐射隔离。
[0048] 本发明的第二方面涉及根据上文所述的工业设施的使用,其中使用起重器的升降系统被操作以适于热交换器的底部与地面之间的距离,以便允许渣输送机能够进入坑区域,一旦热交换器的底部处于上部待命位置,则用于将熔渣排出到坑中或从坑移除固化的渣,而不会对钢渣处理过程产生任何干扰或存在与结构碰撞的风险。
[0049] 在文件CN 103981307 A中,没有采用使用起重器的升降系统来使热交换器从上部待命位置竖直地移动到下部工作位置,反之亦然。附图说明
[0050] 图1表示根据现有技术的从渣回收废热的解决方案的示例。
[0051] 图2是根据本发明的实施例的包括用于在钢渣坑上方回收辐射热的热交换器的设施的立体图。
[0052] 图3是根据图2的设施的截面视图。
[0053] 图4是表示图2中描绘的蒸发装置的固定部分到移动部分的连接装置的实施例的详细立体图。
[0054] 图5是表示图2中描绘的热交换器的固定部分到移动部分的连接装置的另一实施例的截面视图。
[0055] 图6是图2中描绘的蒸发装置的升降系统的详细视图。
[0056] 图7是根据上述实施例的管冷却壁热交换器的立体图。
[0057] 图8是在以下P&ID中使用的符号列表。
[0058] 图9表示对应于蒸汽/水侧的根据本发明的设施的总体P&ID。
[0059] 图10表示具体对应于双通道热交换器的P&ID。
[0060] 图11表示具体对应于排污罐和除水管线的P&ID。

具体实施方式

[0061] 结构描述
[0062] 根据一些实施例,本披露具有以下结构特征:
[0063] A.钢结构
[0064] 所提出的技术方案如图2和图3所示。
[0065] 热交换器6放置在钢渣坑正上方,以便允许以高效的方式进行辐射热回收。如前所述,热交换器6必须尽可能靠近钢渣坑辐射表面2以允许热交换,但是热交换器也必须保持距离以使提供液态钢渣的卡车排出其内容物(未示出)。进而允许熔渣滴与热交换器之间无接触。因此,需要热交换器6能够上下移动。此外,在钢渣坑周围的地面上只有非常小的可用空间。因此,必须尽可能减小设施占用空间。
[0066] 针对该要求提供的解决方案是:
[0067] ‑钢结构14,其用于在坑2上方支撑热交换器,并且还以足够的高度支撑比如汽包9、泵40等辅助设备;
[0068] ‑升降系统,其使用起重器5以允许热交换器6进行竖直移动,并且固定在热交换器外壳上(而不是固定在热交换器自身上)。
[0069] 钢结构面临该工业场地的几个典型约束:
[0070] ‑钢渣坑较宽(典型地为15m),这需要钢结构具有很大跨度;
[0071] ‑坑地面不利于结构稳定性:需要土木工程和坚实的地基;
[0072] ‑钢渣运输机高达数米:因此,钢结构必须高于约10m,以允许热交换器不妨碍机器。这产生了显著的风暴露表面积;
[0073] ‑结构的尺寸在地震时易受损坏,这也是需要考虑的;
[0074] ‑环境腐蚀性强,温度波动大;
[0075] ‑该设施不能对钢渣物流和过程产生任何影响。
[0076] 进而根据上面列出的项目设计了图2和图3中所呈现的钢结构。加强件14仅设置在结构的两侧。在结构的前方,已经预料到有足够的空间用于熔渣输送机。并且在结构的后部还预料到有足够的空间用于机器从坑中移除冷渣。
[0077] 为了解决相对于环境(腐蚀、温度)的约束,钢柱应当有利地被混凝土层覆盖。该解决方案已经证明具有耐高温变化性,并且预期还提供良好的耐腐蚀性。尽管如此,仍需进行一些维护,例如在若干年后更换混凝土层。
[0078] 必须注意的是,仅热交换器下方的底部部分(当热交换器处于顶部位置时)被保护以免受这种侵蚀性环境的影响。实际上,热交换器的存在构成了防止结构的顶部部分、交换器升降系统以及放置在结构的顶部上的设备存在腐蚀和温度问题的“屏障”。
[0079] 最后,结构高度提供了允许热交换器在干燥条件下工作的显著优点,即,不被较冷的流体冷却。在锅炉面临问题并且必须停止工作的情况下,钢渣物流通常不能相应地适应。这意味着通常不能避免钢渣排放到交换器不再冷却的坑中。
[0080] B.移动热交换器的移动与设施的固定部分
[0081] 如上所述,热交换器需要上下移动以允许最佳的辐射热回收,同时保护热交换器不受机器和熔融钢渣排放的影响。
[0082] 在关于钢结构的部分中,提到了利用起重器的热交换器支撑,从而允许热交换器上下移动。
[0083] 然而,连接到设施的固定部分(比如汽包、泵)的管路与连接到移动部分(热交换器)的管路之间的连接也必须跟随该相对移动。
[0084] 本发明提供的用于解决该挑战的解决方案是使用柔性软管,如图4和图5所展示的。
[0085] 这些柔性软管8的要解决的约束条件如下:
[0086] ‑耐压(25barA)和耐高温(225℃),从而满足PED的要求;
[0087] ‑但仍具有足够的柔性以伸长大约7m;
[0088] ‑耐规律移动;
[0089] ‑保持内部的水或两相混合物的容许速度。
[0090] 为了同时满足所有这些约束条件,水流优选地被分在具有较小直径的若干软管中,而不是仅由具有较大直径的一个大软管承载。实际上,小直径允许软管保持足够的柔性以用于该应用,同时足够稳固以克服水的压力和温度条件。
[0091] 为了使移动部分的影响降到最低并且还使汽包和泵保持在静止位置,固定部分与移动部分之间的连接有利地设置在热交换器的供应处和出口处。
[0092] C.热交换器的架构
[0093] 如上所述,热交换器6由管冷却壁10、11制成以回收辐射热。这些面板10、11被布置成使得交换器形成一种类型的帽盖,看起来也像倒置的篮子(参见图7)。该帽盖形成了保护位于热交换器上方的管和柔性软管的屏障,避免了它们直接暴露于急剧的温度变化和熔渣的高腐蚀性烟雾中。
[0094] 该结构形成了外壳,与热交换器仅为平面矩形的情况相比,该外壳允许以更好的度回收热射线。然而,热交换器的四个竖直侧部必须足够短,以便不会使钢结构升高太多,否则将增加其风暴露表面积。
[0095] 壁在它们的顶部被供应水,并且两相混合物也在壁的顶部离开壁。实际上,热交换器的底部必须尽可能留空,以优化热交换器的高度,并且进一步优化钢结构的高度。此外,这使得管路的路线更简单,并且使管道保持在热交换器上方提供了保护以免受温度波动和腐蚀的影响。
[0096] 图4展示了承载进水和出水通量的管路。
[0097] 热交换器6被由钢板制成的壳体包围。该壳体具有多种功能:
[0098] ‑其支承承载蒸发水的壁;
[0099] ‑其允许维持一层隔热材料以限制热损失
[0100] ‑其使钢结构与热交换器之间进行联接:起重器5的电缆被附接到该壳体,如图4和图6中可见;
[0101] ‑其参与热交换器的“屏蔽”特性;
[0102] ‑避免了热交换器弯曲问题,同时使升降装置的数量降到最少。
[0103] 对于钢结构,热交换器还必须被保护以免受高度约束的环境(温度、腐蚀)的影响。根据优选实施例,针对该问题发现的解决方案是用以下金属制造管冷却壁:“双相”(或奥氏体‑铁素体)不锈钢,SA789S31803或主要基于镍或镍/铬的超合金,比如 合金、合金和 合金,特别是 S31277(或27‑7MO)、N08028、N08367、
N08825和 N06696、N06625、N06617、N06230、N06022(或HASTELLOY C‑22)、N10276(或C‑276)(根据UNS或统一编号系统的合金名称)。此类材料提供了良好的防腐蚀保护,并且它们的抵抗温度变化的性能也非常适合于本披露的应用类型。
[0104] 关于该热回收系统的操作和水/蒸汽回路的架构的更多细节在本发明的以下功能描述中给出。
[0105] 功能描述
[0106] 该部分将描述热回收系统如何操作。控制系统具有典型的锅炉控制架构,并且具有一些用于本申请的特殊性。
[0107] 1.系统的目的和操作条件
[0108] 该文件中描述的设施旨在通过由管冷却壁制成的热交换器回收由钢渣发出的辐射热。热交换器吸收的热量有利地用于在低压下产生饱和蒸汽。
[0109] 热交换器实际上是蒸发器,饱和水进入其中并且由于回收的热量而部分地蒸发。
[0110] 在已经开发了该解决方案的研究应用中,目标是从在170℃(低于饱和50℃)接收的给水产生25barA的饱和蒸汽。蒸汽将进入蒸汽管网。该管网将蒸汽运送至接收过程(例如碳捕集过程)。
[0111] 可用的热量高达1000℃,并且循环性高。钢渣每20min(在满负荷条件下)排出到坑中,使得散发表面温度循环波动。散发表面的高度随着时间略微增加,因为添加了越来越多的钢渣层。当今,在两次卸载之间,坑中的钢渣将热量散失到周围空气中,使得其温度下降得相当快。在此披露的技术方案的实施允许回收该热量。
[0112] 2.关于热回收系统控制的细节
[0113] 在该部分中,将参考图9至图11中提供的P&ID(管路和仪器图)描述所有主要的调节系统。
[0114] 钢/渣侧
[0115] 对于该部分还没有可用的P&ID,然而已经限定了控制原理。要控制的重要参数是热交换器的位置,其可以降低以到达底部位置,或者升高以到达顶部位置。
[0116] 当交换器操作时,可预料到有两种情况:“交换”位置和“安全”位置:
[0117] ‑安全位置:一旦检测到对于热交换器完整性的任何危险,热交换器将升高以到达其顶部位置,即,
[0118] ο当钢渣将要排出到热交换器下方的坑中时;
[0119] ο当坑关闭并且水被注入到热渣上时(产生“脏”蒸汽,腐蚀性相当大);
[0120] ο推土机清渣期间;
[0121] ο在热回收系统跳闸的情况下:在热交换器内部不再存在水质量流(干操作),因此热源越远,热交换器的完整性越好。
[0122] ‑交换位置:当渣刚被排出时,热交换器必须降低以便尽可能靠近热源,进而优化辐射热回收。
[0123] 在正常操作中,将使用两个信号来控制热交换器高度:
[0124] ‑检测输送液态钢渣的卡车的位置:
[0125] ο当离开钢厂前往相关坑时,热交换器上升,因为一些钢渣将被排出;
[0126] ο当刚刚排出一些钢渣后离开钢渣坑时,热交换器下降;
[0127] ‑坑关闭检测:当坑被认为是满的时,则它被“关闭”。在管理坑状态的控制中心中,然后必须生成信号以向热交换器发出升高的指令。然后,热交换器将停留在高位,直到第一卡车离开钢厂来到该坑以进行新的循环。
[0128] 蒸汽/水侧
[0129] 所有可用于该热回收的P&ID描述了水/蒸汽管线以及过程管线,比如取样或化学加药。
[0130] 给水管线‑图9
[0131] 冷水将通过经过给水控制20而填充到热回收系统中。该阀将根据蒸汽产量控制汽包内的水位。该控制借助于测量水和蒸汽质量流量的在汽包上游和下游的流量元件(FE)执行。为了辅助该控制,可预料到在汽包上有一些水位测量器21(LT,水位发送器;LI,水位指示器)。控制阀可以由于借助于用于维护目的的隔离阀而被隔离。
[0132] 汽包出口蒸汽‑图9
[0133] 离开汽包9的蒸汽将通过经过设置在蒸汽管路上的另一控制阀22而到达蒸汽管网。该控制阀将被调节以维持热回收系统内的恒定压力(在所研究的应用中为25barA),该恒定压力由压力发送器(PT)测量。
[0134] 该阀的第二个目标是产生蒸汽的等膨胀,使得其温度变得稍微高于对应于蒸汽管网压力的饱和温度。相对于饱和状态该余量对于补偿通过蒸汽管网的热损失是有用的。将在关于蒸汽管网的部分中对其展开说明。
[0135] 通向蒸汽管网的蒸汽管路配备有排出管线,以在发生冷凝时排出积聚的冷凝水。这种现象典型地发生在锅炉启动阶段,当热蒸汽遇到冷管时。此外,蒸汽与饱和状态的接近可能导致一些可能的冷凝。
[0136] 汽包‑图9
[0137] 汽包配备有排污管线23:一个是间歇排污管线,一个是连续排污管线。
[0138] 间歇排污管线在水位升高的情况下打开,以便帮助其调节。该管线典型地对于系统启动阶段是必要的,在该阶段期间预期有一些水位波动。汽包被设计成限制水位波动,然而该管线是辅助保护措施。
[0139] 连续排污管线连续地从汽包排出一些水。这允许排出积聚在汽包底部的杂质。排出的水质量流量通常为总蒸汽产量的1%。为了补偿这种水损失,必须预料到具有一些补充水,补充水应在除气器给水罐处提供。该罐设置在钢渣处理场之外。
[0140] 最后,汽包配备有安全阀24,以保护整个热回收系统免受过压的影响。如果用PT测量的压力达到设计极限,则安全阀将打开并释放所产生的蒸汽以停止压力增加。
[0141] 交换器‑图10
[0142] 如上所述,热交换器由接收辐射热并承载蒸发水的管冷却壁制成。热交换器悬挂到钢结构上,并且由于起重器而能够竖直移动。为了允许固定部分(钢结构上的汽包和泵)与正在移动的热交换器之间的相对移位,可预料到有柔性软管。
[0143] 管冷却壁是双通道交换器30:水在锅炉的顶部进入,流经面板的第一半部,通过下集管从第一通道进入第二通道,并且向上流经壁的第二半部以在顶部离开热交换器。
[0144] 这种非常特殊的回路需要循环泵(参见下一部分)。实际上,在所有锅炉负荷下维持自然循环是非常复杂的,因此蒸发回路应是辅助循环。
[0145] 循环泵‑图9
[0146] 如前所述,蒸发循环是借助于循环泵40实现的。提供了能够在满负荷下操作的两个泵,一个操作并且一个备用。
[0147] 泵中的每一个在上游配备有过滤器以避免污染。利用压差测量(ΔPT)来监测这些过滤器。
[0148] 对于每个泵还存在最小的流量管线,其确保泵将永远不会低于其可接受的范围工作。在系统关闭的情况下,泵仍可以以其最小流量工作以允许快速重新启动。
[0149] 最后,泵可以与上游回路和下游回路隔离,并且是可排水的。
[0150] 水化学‑图9
[0151] 一些其他工艺设备连接到热回收系统,尤其用于水化学控制。水化学是锅炉运行的关键课题。实际上,钢在与水或蒸汽接触时易受到腐蚀。钢腐蚀过程中涉及的最重要的参数之一是水pH。pH调节通过注射化剂进行,这是锅炉的化学加药。
[0152] 锅炉完整性要考虑的另一个重要参数是水的含量。这将通过设置在给水罐上的除气系统来解决。
[0153] 水质监测通过水采样执行。在锅炉的关键位置,可预料到进行一些水提取。这些提取将产生用于分析的水样本。
[0154] 锅炉保养‑图9
[0155] 在锅炉关闭的情况下,可预料到在汽包上进行氮注入50。该惰性气体注入是为了保养目的,以保护锅炉免于水进入。滞留水是钢腐蚀的原因。
[0156] 排污罐和排水‑图11
[0157] 最后这部分涉及将污水排到下水道。间歇和连续排污以及其他的排放都落到排污罐60中。该罐配备有冷却水,以便将水温降低到下水道的容许水平。
[0158] 在水位升高的情况下,可预料到有溢流管线,以便排出该溢流。
[0159] 附图标记
[0160] 1 辐射废热回收设施2 熔融钢渣坑
3 蒸发装置
4 钢结构
5 使用起重器的升降系统
6 具有管冷却壁的移动式热交换器
7 蒸发装置的固定部分
8 柔性软管
9 汽包
10 热交换器的顶面板
11 热交换器的侧面板
12 热交换器的入口管和出口管
13 蒸发装置的入口管和出口管
14 钢结构的柱或支柱
15 换热器壳体
20 给水控制阀
21 水位测量器
22 蒸汽控制阀
23 排污管线
24 汽包安全阀
30 双通道交换器
40 循环泵(蒸发器)
50 氮注入
60 排污罐
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