杜文亞（重慶賽迪熱工環(huán)保工程技術(shù)有限公，重慶 401122）

?

高爐沖渣水余熱回收的利用技術(shù)概述

杜文亞
（重慶賽迪熱工環(huán)保工程技術(shù)有限公，重慶 401122）

摘 要：在熱工環(huán)保工程中，高爐沖渣余熱能夠有3種主要的用途。第一個用途是用于冬季采暖；第二個用途是用于余熱發(fā)電；第三個用途是用于海水淡化。經(jīng)過實際地應(yīng)用比較，在這3種使用過程中，效果最好并且前景最佳的余熱利用方式是高爐沖渣水的供暖應(yīng)用。該方案具有系統(tǒng)簡單，占地面積小，便于管理維護(hù)、技術(shù)較為成熟等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：沖渣水；余熱回收；采暖

隨著能源的不斷應(yīng)用和開發(fā)，在世界范圍內(nèi)，能源問題已經(jīng)成為我們發(fā)展過程中的重要問題。我國作為世界范圍內(nèi)的能源大國，占據(jù)著世界上第二多的能源資源，但是我國的人均能源儲量還不到世界平均水平的一半，總體來看，我國的能源人均占有量還處在較為落后的狀態(tài)，和世界上的發(fā)達(dá)國家還有很大的距離。在能源的使用效率問題上我國也存在著較大的差距。基于上述差距，我國現(xiàn)階段的能源問題就是要節(jié)約能源，提升能源的利用效率。作為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根基，我國的鋼鐵行業(yè)在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著非常重要的角色，發(fā)揮著巨大的作用。但是鋼鐵行業(yè)在我國的發(fā)展過程中也存在著諸多的缺點。例如對我國的能源消耗過大，同時對我國的環(huán)境危害過大等。鋼鐵行業(yè)在推動能源轉(zhuǎn)變的過程中會產(chǎn)生余熱以及余能。在現(xiàn)階段我國在余熱以及余能的回收以及利用問題上還存在很多的問題，利用效率很低。雖然在實際的回收過程中，大部分的余熱以及余能能夠被回收，但是占據(jù)很大比例的低溫余熱還是沒有充分地回收利用，根據(jù)有關(guān)部門的數(shù)據(jù)分析，這一部分的回收利用為零。例如在生產(chǎn)過程中的高爐沖渣水產(chǎn)生的余熱就白白地流失浪費(fèi)了。因此我國的鋼鐵行業(yè)在這一方面的發(fā)展前景非常好，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在我國的鋼鐵行業(yè)的高溫?zé)掕F相關(guān)工藝中，產(chǎn)生的爐渣溫度能夠達(dá)到1000℃，高溫通常應(yīng)用在水泥的生產(chǎn)過程中。高溫沖渣水具有3個主要的特點。第一個特點是有較低的熱源溫度；第二個特點是流量巨大；第三個特點是對普通材質(zhì)的鋼材具有嚴(yán)重的腐蝕。高溫沖渣水一半情況下采用自然冷卻的方式進(jìn)行冷卻處理。在實際的操作過程中還有很多的利用方式，本文針對利用的主要方式進(jìn)行闡述和分析。

1 高溫沖渣水的應(yīng)用一：采暖應(yīng)用

通常情況下，在冬季高溫沖渣水能夠達(dá)到53℃，在極寒的天氣下水溫還是能夠達(dá)到49℃以上，我們通過合理的采暖布局并且配置相關(guān)的供暖設(shè)施，能夠?qū)⑹覂?nèi)的供暖溫度控制在17℃以上。

其工作原理如圖1所示。

利用沖渣水進(jìn)行供暖是一種能源再利用，除了增加必要的供暖設(shè)備等投資外，這種方式的供暖不使用或者消耗能源，供暖費(fèi)用消耗不大。因此我國應(yīng)該建立相應(yīng)的余熱供暖體系，這樣能夠產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)收益，還會帶了較大的環(huán)境效益。由于目前技術(shù)上限制，使用沖渣水供暖目前還存在3個主要的問題。第一是處理水質(zhì)的問題。由于水質(zhì)中含有很多的顆粒以及懸浮物等，供暖用水不能滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此在供暖過程中水源水質(zhì)必須進(jìn)行過濾處理。第二是供暖管道出現(xiàn)結(jié)垢的問題。由于水質(zhì)不能夠百分之百地滿足供暖要求，在供暖過程中會形成一定的積垢。第三是時間上的限制。沖渣水多用于冬季的采暖，不能做到全年的回收余熱，余熱沒得到有效回收。

圖2

圖3沖渣水余熱用于海水淡化工藝流程圖

2 利用高爐沖渣水余熱進(jìn)行發(fā)電

為了能高效回收低溫余熱，許多學(xué)者提出了利用低沸點、成本低廉的介質(zhì)，如液氨、R134、R160等工質(zhì)進(jìn)行余熱發(fā)電的工藝。工作原理如圖2所示。

高爐沖渣水經(jīng)過沉淀去除雜質(zhì)預(yù)處理后進(jìn)入換熱器，在此將熱量傳遞給工質(zhì)（液氨、R134、R600），當(dāng)溫度降到40℃～50℃，再送到高爐供沖渣使用，從而回收了一定量的余熱。工質(zhì)在換熱器內(nèi)吸收熱量后閃蒸變成80℃的過熱蒸汽，然后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，對外輸出電能。做功后的工質(zhì)變成低壓蒸汽，低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝放出熱量，變成低溫低壓的液體工質(zhì)，然后由凝結(jié)水泵送到熱交換器中吸熱，再次變成過熱蒸汽去推動汽輪機(jī)做功。如此連續(xù)循環(huán)，將熱水中的熱量源源不斷地提取出來，轉(zhuǎn)換成高品位的電能。將高爐沖渣水中的余熱用于發(fā)電也存在以下問題：需要購置汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、大功率凝結(jié)水泵等大型設(shè)備，投資大，占地面積大，維護(hù)成本高；因為大功率循環(huán)泵，自耗電量較大，導(dǎo)致外送電率小，發(fā)電成本較高；而且高爐冶煉頻率直接影響發(fā)電功率，使汽輪機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定，目前還沒有應(yīng)用效果的實例。

3 利用高爐沖渣水余熱進(jìn)行海水淡化

海水淡化的帶熱壓縮的低溫多效（MED-TVC）工藝實質(zhì)是把入料海水的部分蒸發(fā)，蒸汽冷凝形成純凈的產(chǎn)品水，非揮發(fā)性的溶解物留存在濃鹽水中。將高爐沖渣水的余熱回收至海水淡化，用于制水工藝（如圖3所示），將高爐沖渣水做密閉循環(huán)使用，取消冷卻塔，經(jīng)過沉淀去除雜質(zhì)預(yù)處理后進(jìn)入換熱器，在換熱器內(nèi)將熱量傳遞給工質(zhì)，當(dāng)溫度降到50℃左右，再送回高爐供沖渣使用，從而回收高爐沖渣水余熱。

利用沖渣水進(jìn)行海水淡化的工作原理：在煉鐵過程中，高溫沖渣水能夠進(jìn)行充分地沉淀，然后熱量在熱換器和循環(huán)除鹽水之間進(jìn)行熱量更換，冷卻后的沖渣水進(jìn)入凝結(jié)水池，作為沖渣水繼續(xù)利用。在熱換器內(nèi)部，經(jīng)過換熱之后，沖渣水產(chǎn)生的高溫水經(jīng)過相應(yīng)的管道到達(dá)閃蒸罐內(nèi)，用作噴淋使用。高溫?zé)崴?jīng)過了閃蒸之后，會出現(xiàn)兩個部分的熱形式。一個部分是轉(zhuǎn)化成飽和蒸汽；一部分轉(zhuǎn)化成低溫?zé)崴^續(xù)被利用。

4 結(jié)論及建議

3種余熱回收方案相比較，筆者認(rèn)為方案1用于供暖最為優(yōu)越。高爐沖渣水余熱采暖系統(tǒng)具有投資少、見效快，設(shè)備簡單等其他兩種方法無法比擬的優(yōu)點。同時我們還應(yīng)該從多個渠道進(jìn)行余熱供暖的研究和創(chuàng)新，使高爐沖渣水的大量余熱得到更加高效的利用。

參考文獻(xiàn)

［1］常中甫.中國經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗的現(xiàn)狀分析與對策［J］.經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2008 （15）：107-108.

［2］李桂田.鋼鐵工業(yè)余熱資源及幾項指標(biāo)［J］.冶金能源，1997，16（1）：3-9.

［3］趙斌，王子兵.熱管及其換熱器在鋼鐵工業(yè)余熱回收中的應(yīng)用［J］.冶金動力，2005（3）：34-36.

［4］閆兆民，周揚(yáng)民.高爐渣綜合利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.鋼鐵研究，2010，32（5）：155-160.

［5］臧傳寶.高爐沖渣水余熱采暖的應(yīng)用［J］.山東冶金，2003（2）：22-23.

［6］耿春景，李汛，朱強(qiáng).高爐沖渣水發(fā)電項目的可行性研究［J］.節(jié)能技術(shù)，2005（3）：228-231.

［7］王海風(fēng)，張春霞，齊淵洪.高爐渣處理和熱能回收的現(xiàn)狀及發(fā)展方向［J］.中國冶金，2007，17（6）：53-58.

中圖分類號：TK115

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A