一种高炉冲渣放散蒸汽余热回收方法与流程

本发明提供的是余热回收领域的工艺，应用于高炉炼铁中冲渣放散蒸汽的余热回收。具体地说是一种高炉冲渣放散蒸汽余热回收方法。

背景技术：

在高炉炼铁工艺中会产生大量的高炉矿渣，高炉炼铁渣铁比0.25～0.5，即每生产1吨铁即产生250kg～500kg的渣。这部分渣通过高炉排渣口排出，由排渣口排出的渣为1400～1500℃液体渣，这些渣通过流道引至粒化塔，通过喷水使液体渣快速冷却成为水渣。

在这个过程中炉渣含有的热量一部分被冲渣水带走，另一部分由产生的放散蒸汽带走，这部分放散蒸汽由粒化塔的烟囱直接排放到大气中，经测算这部分被放散蒸汽带走的热量约占炉渣热量的30%以上，温度最高可达到100摄氏度。直排放到大气中不仅造成了大量热量的散失，也造成了大量水的散失，同时放散蒸汽中夹杂的杂质也随放散蒸汽散失到大气中，造成典型的“石膏雨”。

这部分放散蒸汽的热量总量大但不容易回收，存在的主要技术难点为高炉冲渣放散蒸汽的量和品质不可控，这主要是由于冲渣过程本身存在一定的周期性，粒化塔放散也为开放式的不可控的，这就造成了收集这部分热量在稳定性和经济性方面不能得到保证，另外放散蒸汽中夹杂的杂质也对热量回收造成了一定难度。因此，多年来这部分热量一直未得到有效利用。

技术实现要素：

为了回收高炉冲渣放散蒸汽的热量，减少水和污染物的散失，本发明针对高炉冲渣放散蒸汽的特性和高炉炼铁的生产工艺流程和参数要求，提出了一种高炉冲渣放散蒸汽余热回收方法。该方法通过在粒化塔内冲渣口上部设置换热器和冲洗装置，实现对高炉冲渣放散蒸汽余热的回收，同时也防止换热器堵塞，解决了高炉冲渣放散蒸汽余热回收的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

在粒化塔的下部外部设有出渣口，出渣口的上部设有冲渣口，出渣口的上部设有两组环绕粒化塔的清扫检修平台，在清扫检修平台的粒化塔圆周设有检修口；两组清扫检修平台之间的粒化塔内部设置有换热器，换热器的上部安装有电动阀门排放蒸汽，换热器是由多组圆环形状的换热圆管和连接成矩形水套扇形分布在换热圆管内圈换热直管组成，并分为水侧和汽侧；换热圆管之间设有冲洗装置并与粒化塔检修口相对应；换热器水侧进出口分别与供水管路和回水管路相连接并连接有流量计，供水管路上设有电动调节阀；粒化塔上、下分别设有温度和压力传感器连接至粒化塔控制箱，供水管路和回水管路上设有温度与压力传感器连接至供水与回水控制箱；粒化塔控制箱、供水与回水控制箱和流量计由plc柜和工控机实现现场自动控制和远程操控，构成自控系统。

积极效果，由于本发明采用粒化塔内设置换热器和冲洗装置实现放散蒸汽中矿渣棉杂物的自动清除，不堵塞换热器，实现粒化塔连续稳定运行。粒化塔控制箱和供水与回水控制箱集中控制粒化塔工作压力，提高回收余热品质。设置自控系统，实现就地自动控制，远程监控和远程操作。回收的热量冬季可用于采暖，夏季可用于供应生活热水。适宜作为高炉冲渣放散蒸汽余热回收应用。

附图说明

图1为本方法示意图；

图2为换热器结构示意图；

图3为换热器剖面图；

图4为换热器俯视图。

图中，0.粒化塔，1.电动阀门，2.电动调节阀，3.换热器，3.1.换热圆管，3.2.换热直管，4.检修口，5.清扫检修平台，6.流量计，7.出渣口，8.冲渣口，9.粒化塔控制箱，10.供水与回水控制箱，11.供水管路，12.回水管路，13.plc柜，14.工控机，15.冲洗装置。

具体实施方式

据图所示，在粒化塔0的下部外部设有出渣口7，出渣口的上部设有冲渣口8，出渣口的上部设有两组环绕粒化塔的清扫检修平台5，在清扫检修平台的粒化塔圆周设有检修口4；两组清扫检修平台之间的粒化塔内部设置有换热器3，换热器的上部安装有电动阀门1排放蒸汽，换热器是由多组圆环形状的换热圆管3.1和连接成矩形水套扇形分布在换热圆管内圈换热直管3.2组成，并分为水侧和汽侧；换热圆管之间设有冲洗装置15并与粒化塔检修口相对应；换热器水侧进出口分别与供水管路11和回水管路12相连接并连接有流量计6，供水管路上设有电动调节阀2；粒化塔上、下分别设有温度和压力传感器连接至粒化塔控制箱9，供水管路和回水管路上设有温度与压力传感器连接至供水与回水控制箱10；粒化塔控制箱、供水与回水控制箱和流量计由plc柜13和工控机14实现现场自动控制和远程操控，构成自控系统。

所述汽侧，液体炉渣由冲渣口进入粒化塔内，在粒化塔内粒化，产生的放散蒸汽向上通过换热器，部分蒸汽换热后冷凝，冷凝水携带杂质流入渣池，冷凝后的乏汽通过粒化塔上方的烟囱，排入大气中，通过自动调节，实现粒化塔内部压力满足工艺需要值。

所述水侧，低温的供水由供水管路从换热器上部进入换热器，在换热器内与热侧的放散蒸汽发生热交换，温度升高，由回水管道输送到用户端。

所述自控系统是由就地传感器实现数据的采集，就地控制箱和plc实现就地控制和自动控制，运行参数传输至值班室工控机，实现远程操控。

所述冲洗装置是对换热管上积存的杂质进行定期的冲洗，防止局部的积存。

所述检修口为高炉休风的期间对换热器进行检修清理的出入口。

本发明的工作原理：

换热器分为水侧和汽侧。

汽侧：液体炉渣由冲渣口进入粒化塔内，在粒化塔内粒化，产生的放散蒸汽向上通过换热器，部分蒸汽换热后冷凝，冷凝水携带杂质流入渣池，冷凝后的乏汽通过粒化塔上方的烟囱，排入大气中。通过自动调节，实现粒化塔内部压力满足工艺需要值。

水侧：低温的供水由供水管路从换热器上部进入换热器，在换热器内与热侧的放散蒸汽发生热交换，温度升高，由回水管道输送到各用热户。

自控系统：由就地传感器实现数据的采集，就地控制箱和plc实现就地控制和自动控制，运行参数传输至值班室工控机，实现远程操控。

换热器防堵措施：正常的运行工况下冷凝水中大部分的杂质随冷凝水回流至下方的出渣水槽中，同时在换热器侧面设置水冲洗装置，对换热管上积存的杂质进行定期的冲洗，防止局部的积存。设置检修清扫口，在高炉休风的期间对换热器进行检修清理。

本发明的特点：

1、通过新的工艺系统设置，实现对放散蒸汽的回收利用。

2、冲洗装置使得换热器实现对矿渣棉杂质自动排出，有效的防止换热器的阻塞，使工艺系统运行连续稳定。

3、新工艺不需额外增加占地面积，有利于新工艺系统的实施。

4、系统可实现高度自动控制，就地控制和远程操控，可有效保证系统安全稳定运行。

技术特征：

技术总结
本发明提出的是一种高炉冲渣放散蒸汽余热回收方法。在粒化塔的下部外部设有出渣口，出渣口的上部设有冲渣口，出渣口的上部设有两组环绕粒化塔的清扫检修平台，在清扫检修平台的粒化塔圆周设有检修口；两组清扫检修平台之间的粒化塔内部设置有换热器，换热器的上部安装有电动阀门排放蒸汽，换热器是由多组圆环形状的换热圆管和连接成矩形水套扇形分布在换热圆管内圈换热直管组成，并分为水侧和汽侧；换热圆管之间设有冲洗装置并与粒化塔检修口相对应；粒化塔控制箱、供水与回水控制箱和流量计由PLC柜和工控机实现现场自动控制和远程操控。本发明采用换热器和冲洗装置自动清除杂物，实现粒化塔连续稳定运行。适宜作为高炉冲渣放散蒸汽余热回收应用。

技术研发人员：张九云;王崇;滕仁福;朱志杰
受保护的技术使用者：葫芦岛中益能环保技术有限公司
技术研发日：2018.11.13
技术公布日：2019.03.08