高炉冲渣水直接换热余热回收技术
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。
安钢高炉冲渣水余热利用技术的实践
安钢高炉冲渣水余热利用技术的实践摘要通过对安钢目前厂区高炉冲渣水分析，大量的低温余热未能充分回收利用，既造成蒸汽的浪费，也不利于环保要求，针对存在的问题，回收利用高炉冲渣水的低温余热，用于生活区冬季采暖改造，节省蒸汽资源，提高能源的综合利用。
关键词高炉冲渣水余热利用生活采暖实践0前言近年来，安钢在节能降耗、资源综合利用等方面不断创新、发展，引进、消化、吸收和开发、创新、研制先进节能减排技术，全面推广应用节能减排“四新”技术，促进工艺技术装备水平的优化升级，提高了节能减排创效能力。
因此，加强能源优化利用、提高余热余能利用水平、发展循环经济已成为安钢科学发展的一个重要趋势。
安钢东线采暖泵站主要给安钢五生活区供暖，热源采用动力锅炉中温中压蒸汽，蒸汽使用量约15～20t/h，供应采暖面积约14万平方米，是安钢的职工住宅区之一。
而安钢目前有大量的低温余热余能未能充分回收利用，部分余热余能是供应生活采暖的最佳热源，如高炉INBA冲渣水余热资源，其温度高、水量大，蕴含着巨大的热能，目前均未回收利用。
一方面，高炉冲渣水热量一部分流失对环境造成热污染；另一方面，采用动力锅炉蒸汽用于生活采暖则消耗了宝贵的蒸汽资源，增加了企业采暖成本，影响企业经济效益。
因此，利用高炉冲渣水余热向生活小区供暖已成为节能与资源综合利用的最佳选择。
现就安钢高炉冲渣水的余热利用技术实践做简单介绍。
1安钢高炉冲渣水现状安钢目前有3座2000m³以上级高炉，均采用INBA法水冲渣工艺，冲渣水余热均未回收利用。
其中1#高炉是2200m³高炉，其正常生产时，冲渣水循环量为1200m³/h，冲渣水温度在80℃以上，东、西两个INBA交替出渣，其中西INBA为双出铁口出渣，东INBA为单出铁口出渣。
经测算，1#高炉冲渣水有效热量为25.54MW，按照本地区的采暖设计规范，具有供应约50万平方米的采暖能力。
高炉冲渣水余热回收技术
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。
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。
钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术分析
钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术分析摘要：随着社会经济快速发展，钢铁行业取得了巨大进步，这对于促进我国工业化水平提升起到了重要的推动作用。
但是钢铁企业在工业生产中的能耗较大，而且在生产过程中还会产生大量余热，如果不能合理利用，则会导致能源损耗严重，不利于保障企业的可持续发展。
对此，针对高炉冲渣水余热进行科学利用对于帮助钢铁企业降低能耗并实现能源节约，同时促进自身绿色环保发展具有重要意义。
本文主要分析了钢铁企业生产中高炉冲渣水余热的特点，并出了具体的余热利用技术，以期为钢铁企业余热科学利用提供指导。
关键词：钢铁企业；高炉冲渣水；余热利用在钢铁企业生产过程中，高炉冲渣水属于低温性的废热源，其具有温度稳定而且流量大的特点，如果将此项资源直接浪费掉，不仅会给钢铁企业造成极大损失，同时也会对周边环境造成极大污染。
为了更好地利用高炉冲渣水余热，就必须要积极探索其具备的特点，并基于此分析可利用的方向，从而提高余热利用效能，为钢铁企业带来更大经济效益，也为其后续高质量发展提供基础支持。
一、钢铁企业高炉冲渣水余热特点1、余热资源潜力大高炉冲渣水具有低温余热热点，虽然温度不高，但由于流量庞大，成为了重要的能源回收点[1]。
例如在一个年产铁量达250万吨的大型高炉中，每小时可产生高达2200立方米的循环冲渣热水，等量冲渣水热负荷估计达到40兆瓦，由此可见其巨大的能源回收潜力，若能高效利用低温余热，不仅能显著降低能源消耗，还能减轻环境热污染。
目前，冲渣热水通过冷却后循环使用或自然降温，其间大量热能未被充分利用，如果能开应用高效的热能回收和利用技术如热泵系统或低温余热发电技术等，可以有效转换热能为发电或供暖等其他用途，不仅对钢铁企业降低能源成本和提升环保水平有着重要意义，也对推动整个工业领域的绿色转型和可持续发展具有积极影响。
2、具有强腐蚀性在现代钢铁生产过程中，为应对日益严格的环保标准，许多钢铁厂开始循环利用各工序产生的含盐废水作为高炉冲渣用水，虽然有效减少了废水排放，但却使得冲渣水的腐蚀性显著增强。
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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。