專利名稱：一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統的制作方法
技術領域：
本發明是涉及高爐沖渣水系統的技術。
背景技術：
熔渣溫度一般為1450°C，熱焓值為1770KJ/kg，蘊含著巨大的余熱資源。同時，高爐渣屬于硅酸鹽質材料，化學組成與天然礦石和硅酸鹽水泥相似，是礦渣水泥、礦渣磚及濕碾礦渣等的優質原料，選用高爐礦渣不僅可以提供水泥質量而且可以降低水泥生產成本。因此，選擇合適的熔渣處理方式對于熔渣物理熱利用和固體物料回收利用至關重要。國內外已實現工業化應用的高爐熔渣處理方式總體來講有三種，一種是熔渣自然或強制冷卻為干渣，干渣需進一步碎化后方可使用，一般只在故障時使用干渣坑處理熔渣；另一種是由高速水流水淬熔渣使其粒化為松散的水渣；還有一種是用壓縮空氣或蒸汽噴吹為礦渣棉纖維，這種粗短型的纖維在生產和碎化過程中會對環境造成較嚴重的污染。顯然，不論是從環保和實現循環經濟角度出發，還是從降價工藝總能耗的角度出發，水力沖渣是高爐熔渣處理的首選方式。現有沖渣工藝的主要弊端是將工藝過程和熔渣物理熱利用割裂開來。目前，造粒塔一般都設有內徑為Φ3000 6000_，高約70米左右的排空煙囪。撇開工程造價不談，由于煙囪效應，沖渣過程中產生的蒸汽和含硫氣體直接排空，不僅熱量、水量損失大，同時水霧對周圍環`境、設備造成嚴重影響。現場測試結果顯示通過煙囪排放的熱量約為爐渣總熱量的30 40%。此外，現有沖渣水系統不能進行調節，不論是否沖渣均在連續運行，以一3200m3高爐為例，僅此一項年浪費電量約200萬度以上。此外，由于水質太差必須使用效率僅為40 50%左右的渣漿泵，與清水泵相比，能耗增大近一倍。由于現有系統缺陷所造成的熱回收率低、水溫低(冷、熱水混合所致)等成為制約沖渣水余熱利用的技術難題，導致大多數鋼廠不考慮沖渣水余熱利用。少數鋼廠家僅實現季節性沖渣水熱利用(如冬季采暖)。因此，從根本上改變沖渣系統，將工藝與余熱高效合理利用統一起來，成為解決目前余熱利用難題的根本性出路。
發明內容
本發明在針對現有沖渣水系統工藝與余熱回收利用相割裂的情況提出的旨在實現一種高效回收熔渣物理熱的新系統。為實現以上目的，本發明采取了以下的技術方案一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，系統包括蒸汽回收型造粒塔，蒸汽回收型造粒塔出口依次連接脫水裝置、熱水池、熱水泵、外接設備、沖渣水池，沖渣水池內的水通過噴淋水泵、沖渣水泵與蒸汽回收型造粒塔入口側相連。蒸汽回收型造粒塔包括上部配置有安全門的集汽罩，集汽罩內部設有噴淋裝置，噴淋裝置通過管路與噴淋水泵相連，集汽罩側邊的熔渣槽上方為外部吸氣罩，外部排氣罩頂部連接排空管，熔渣槽下方的制渣箱通過管路與沖渣泵連接。
所述熱水池內設有過濾裝置。所述外接設備為不同形式的熱交換換熱器時，可與不同機組10如吸收式制冷機組、采暖設備、干燥設備、熱水器組成系統實現制、采暖、烘干、制熱水系統。所述外接設備為閃蒸器時，可閃蒸器通過管路依次與負壓汽輪機、凝汽器、凝結水泵、沖渣水池、噴淋水泵、沖渣水泵、蒸汽回收型造粒塔、脫水裝置、熱水池、閃蒸器組成熱水發電系統，系統乏汽冷卻冷卻用循環水采用冷卻塔冷卻后重復使用，凝汽器抽真空使用抽真空裝置，負壓汽輪機還連接有發電機。
新系統針對現有沖渣水系統的弊端從三個方面進行改造。本發明的工作過程如下首先，盡可能回收蒸汽。系統設有集氣罩，將過程蒸發產生的蒸汽聚集在集汽罩內，通過上部設計的噴淋裝置而有效回收蒸汽。為了保證高效熱交換，將蒸汽中不凝結氣體量降為最低，造粒塔內應為微正壓狀態。過程中產生的含不凝氣體的混合氣體則通過外部吸氣罩吸收，利用上部排空管(Φ300 500)將其高空排放。系統可通過調節噴淋水量營造塔內微正壓環境。其次，冷熱水分離以提高水溫。系統將沖渣水(可稱為冷水)與造粒塔出口水(可稱為熱水)分別儲于不同的熱水池和沖渣水池中，兩個池子間可接入不同的外部設備以充分利用沖渣熱量。最后，凈化沖渣水實現水系統按需控制。造粒塔出口水經過脫水裝置進入熱水池，熱水池內設有過濾裝置使水質滿足清水泵要求，脫水裝置產生的廢氣則通過管路與外部吸氣罩上方的排空管相連，沖渣水泵跟隨沖渣過程渣量的變化而調節水量，不僅可節約電耗同時可保證造粒塔出口水溫在整個沖渣過程中保持較小的波動幅度，將過程可產生的蒸汽量控制在最低值。綜合上述三個方面，可將沖渣水熱利用率提高30 40%，沖渣泵能耗降低40%左右。本發明與現有技術相比，具有如下優點該系統以新的模式實現了工藝過程與余熱利用的緊密結合，使熔渣熱量高效利用成為可能。系統采用集汽罩收集沖渣過程產生的蒸汽并采用噴淋法有效回收蒸汽將其熱量蓄存在熱水中。系統營造的微正壓環境下由集汽罩排出的混合氣體可通過排空管排出，系統以排空管(Φ300 500)替代原有的大直徑的煙囪，為防止汽爆，在集汽罩上方有安全門，但內部壓力超過某定值，安全門會打開。系統可通過外部設備接口與不同設備會系統相連接，如附圖2所示，通過接入不同形式的換熱器如吸收式制冷機組、采暖設備、干燥設備、熱水器等，可實現區域性供熱/供冷/物料干燥/熱水供應；如果采用擴容技術，增設閃蒸器、負壓飽和汽輪機組、發電機及相應的冷卻、抽真空等系統可實現沖渣水余熱發電，如附圖3所示，為沖渣水的進一步利用，提供基礎和平臺。
圖1 :蒸汽回收型高爐沖渣水系統；圖2:利用蒸汽回收型高爐沖渣水系統實現區域性供熱/供冷/物料干燥/熱水供應；圖3 :利用蒸汽回收型高爐沖渣水系統實現余熱發電。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的內容做進一步詳細說明。
實施例一請參閱I所述，一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，系統包括蒸汽回收型造粒塔1，蒸汽回收型造粒塔I出口依次連接脫水裝置2、熱水池3、熱水泵5、外接設備6、沖渣水池8，沖渣水池8內的水通過噴淋水泵9、沖渣水泵7與蒸汽回收型造粒塔I入口側相連。蒸汽回收型造粒塔I的具體結構為包括上部配置有安全門22的集汽罩24，集汽罩24內部設有噴淋裝置25，噴淋裝置25通過管路與噴淋水泵9相連，集汽罩24側邊的熔渣槽26上方為外部吸氣罩23，外部排氣罩23頂部連接排空管21，熔渣槽26下方的制渣箱27通過管路與沖渣泵7連接。本實施例的工作過程如下熔渣由熔渣槽26進入蒸汽回收型造粒塔1，由沖渣水泵7抽取沖渣池8中冷水進入造粒塔制渣箱27實現熔渣粒化，過程中更加渣量，及時調整沖渣水流量，同時，由噴淋泵9抽取沖渣池8中的水，根據塔內壓力調節噴淋裝置25的噴淋水量以最大化吸收熔渣水萃過程中產生的蒸汽；吸熱后的水由蒸汽回收型造粒塔I出口進入脫水裝置2進行水渣分離，分離后的水進入帶有過濾裝置4的熱水池3經熱水泵5進入外接設備6實現余熱利用，放熱后的水進入沖渣水池8，系統補充水也進入沖渣水池，如此循環。實施例二 如圖2所示，當要外接設備6為不同形式的換熱器時，可與不同機組10如吸收式制冷機組、采暖設備、干燥設備、熱水器等，可通過熱交換，實現區域性供熱/供冷/物料干燥/熱水供應。實施例三如圖3所示，當要外接設備6為 閃蒸器14時，閃蒸器14通過管路依次與負壓汽輪機15、凝汽器19、凝結水泵20、沖渣水池8、噴淋水泵9、沖渣水泵7、蒸汽回收型造粒塔1、脫水裝置2、熱水池3、閃蒸器14組成熱水發電系統，系統乏汽冷卻冷卻用循環水采用冷卻塔18冷卻后重復使用，凝汽器抽真空使用抽真空裝置17，負壓汽輪機15還連接有發電機16 ；由閃蒸器14閃發出蒸汽，通過管路可依次連接負壓飽和汽輪機15進行做功并帶動發電機16發電，做功后的乏汽進入凝汽器19經循環水冷卻后凝結水排入沖渣水池8內、凝汽器19的真空環境由抽真空系統營造，吸熱后的循環水經過冷卻塔冷卻后循環使用。上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
權利要求
1.一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，其特征在于，系統包括蒸汽回收型造粒塔(1)，蒸汽回收型造粒塔(I)出口依次連接脫水裝置(2)、熱水池(3)、熱水泵(5)、外接設備(6)、沖渣水池(8)，沖渣水池(8)內的水通過噴淋水泵(9)、沖渣水泵(7)與蒸汽回收型造粒塔(I)入口側相連。
2.根據權利要求1所述的一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，其特征在于蒸汽回收型造粒塔(I)包括上部配置有安全門(22)的集汽罩(24)，集汽罩(24)內部設有噴淋裝置(25),噴淋裝置(25)通過管路與噴淋水泵(9)相連，集汽罩(24)側邊的熔渣槽(26)上方為外部吸氣罩(23)，外部排氣罩(23)頂部連接排空管(21)，熔渣槽(26)下方的制渣箱(27)通過管路與沖渣泵(7)連接。
3.根據權利要求1所述的一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，其特征在于所述熱水池(3)內設有過濾裝置(4)。
4.根據權利要求1所述的一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，其特征在于所述外接設備(6)為不同熱交換器時，可與不同機組(10)包括吸收式制冷機組、采暖設備、干燥設備、熱水器機組組成制冷、采暖、烘干、熱水系統。
5.根據權利要求1所述的一種蒸汽回收型高爐沖渣水系統，其特征在于所述外接設備(6)為閃蒸器(14)時，閃蒸器(14)通過管路依次與負壓汽輪機(15)、凝汽器(19)、凝結水泵(20)、沖渣水池(8)、噴淋水泵(9)、沖渣水泵(7)、蒸汽回收型造粒塔(I)、脫水裝置(2)、熱水池(3)、閃蒸器(14)組成熱水發電系統，系統乏汽冷卻冷卻用循環水采用冷卻塔(18)冷卻后重復使用，凝汽器(19)抽真空使用抽真空裝置(17)，負壓汽輪機(15)還連接有發電機(16)。
全文摘要
本發明提供一種帶蒸汽回收的高爐沖渣水系統。系統在制渣箱上部設帶有噴淋系統的集氣罩，集氣罩開口處設有帶排空管的外部吸氣罩。系統通過集氣、吸氣罩的聯合應用不僅可以營造造粒塔內微正壓狀態，實現熔渣熱的最大化吸收利用并保證含不凝氣體的混合蒸汽有組織排放，滿足環保要求且降低沖渣過程對環境的影響。此外，系統將沖渣水與造粒塔出口水分別儲于不同的蓄水池中，兩個池子間可接入不同熱交換設備或采用沖渣水發電以充分利用沖渣熱量。此外，熱水池內設有過濾裝置使水質滿足清水泵要求，沖渣水泵跟隨沖渣過程渣量的變化而調節水量，不僅可節約電耗同時可保證造粒塔出口水溫在整個沖渣過程中保持較小的波動幅度，將過程產生的蒸汽量控制在最低值。
文檔編號C21B3/08GK103060494SQ20131000683
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月9日 優先權日2013年1月9日
發明者陳恩鑒, 徐曉麗 申請人:北京世紀源博科技股份有限公司