周冠英

（河鋼宣鋼焦化廠，河北 宣化 075100）

1 干熄焦鍋爐工作原理

冶金企業(yè)干熄焦鍋爐是一種特殊的余熱鍋爐，它的工作原理是通過吸收紅焦高溫循環(huán)氣體后，與除鹽除氧純水熱交換后，產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽，并輸送給用戶的一種熱能設(shè)備。

2 干熄焦鍋爐生產(chǎn)工藝流程

冶金企業(yè)干熄焦鍋爐作為干熄焦系統(tǒng)的重要組成部分，起著至關(guān)重要的作用。具體的生產(chǎn)工藝流程如圖1 所示，低溫循環(huán)氣體在干熄爐中冷卻紅焦，吸收焦炭顯熱能后進入鍋爐，鍋爐吸收高溫循環(huán)氣體的熱量，產(chǎn)生一定溫度和壓力的蒸汽。

3 干熄焦鍋爐連續(xù)排污系統(tǒng)

隨著節(jié)能減排政策的加強，鋼鐵企業(yè)逐漸開始重視一直被忽視的多余能耗。

干熄焦鍋爐的連續(xù)排污就是將鍋爐汽包內(nèi)含鹽濃度較高的爐水通過排污膨脹器將其排入集水槽。由于排污水溫度較高，需要進行溫度調(diào)節(jié)，也可以通過長軸液（下）泵將其送到干熄爐水封罐中以代替工業(yè)用水，或排入排水網(wǎng)絡(luò)，如圖1 所示。但是，此過程僅回收一定量的水，并且無法恢復(fù)熱量。本文介紹了一種基于回收水量的熱量回收方案。

圖2 干熄焦鍋爐連續(xù)排污系統(tǒng)

干熄焦鍋爐對水質(zhì)有較高要求。本文重點考慮了干熄焦鍋爐的連續(xù)排污是通過水熱交換器去離子水站中的化學(xué)水，而不是蒸汽-水熱交換器的一部分來加熱化學(xué)水所需要的蒸汽，并減少蒸汽消耗；由于加熱化學(xué)水后溫度降低，因此可以消除用于調(diào)節(jié)連續(xù)污水溫度的工業(yè)用水量。

4 實施方案

在具體的實施方案中，根據(jù)所處環(huán)境一般采用兩個方案：第一種選擇是在干熄焦鍋爐中布置水-水熱交換器，134°C 的連續(xù)排污從連續(xù)排污膨脹器出來，然后進入水-水熱交換器，在熱交換達到30°C 之后，進入排污井。不再需要工業(yè)用水來調(diào)節(jié)溫度。脫鹽水站中的化學(xué)水由化學(xué)水增壓泵加壓，送至不在鍋爐中的水-水熱交換器進行熱交換，然后返回到脫鹽水站以進入蒸汽水熱交換器，如圖2 所示。

圖3 方案1 系統(tǒng)

第二種選擇是在水站中布置水熱交換器，干熄焦鍋爐排污水由連續(xù)排污膨脹器排出，經(jīng)過排污壓力泵加壓后，送至軟化水站。水熱交換器進行熱交換，當(dāng)水溫達到40°C 后，它被送到干熄爐的水封罐，或排入排污井。如圖3 所示，除鹽站中的化學(xué)水被化學(xué)水加壓泵加壓，然后進入水水熱交換器進行熱交換，然后進入蒸汽-水熱交換器。由于連續(xù)排污膨脹器用作水箱，因此其體積適當(dāng)增加。

圖4 方案2 系統(tǒng)

5 案例分析

5.1 工程概況

以某焦化項目為例，干熄焦鍋爐的蒸發(fā)量為每小時100 噸，除鹽水站的容量為每小時40 噸，干熄焦鍋爐的連續(xù)排放量約為每小時2 噸，減少連續(xù)排放通過膨脹機閃蒸的二次蒸汽為每小時2 噸，剩余的連續(xù)污水排放為每小時1.4 噸，溫度為134℃。

考慮不回收連續(xù)污水的熱量的方案（常規(guī)方案），在干熄焦鍋爐中裝有水熱交換器的連續(xù)污水熱回收方案（熱回收方案1）和在除鹽站設(shè)置水-水熱交換器的連續(xù)污水余熱回收方案（熱回收程序2），對熱量回收方案1 和方案2 進行對比。

5.2 工程經(jīng)濟分析

5.2.1 收益

通過水水熱交換器將每小時0.3 噸的連續(xù)污水降到30℃可節(jié)省0.3 噸的蒸汽。

熱回收計劃的工作系統(tǒng)每年可工作8460 小時，干熄焦鍋爐的工作系統(tǒng)每年工作時間約為8460 小時。蒸汽的價格為每噸120元，年收入為30.5 萬元；工業(yè)用水價格是沒小時0.5 噸，年收入0.8 萬元?？偣彩?1.3 萬元。

5.2.2 建設(shè)投資

表1 建筑投資資金情況

5.2.3 運行費用

熱量回收方案1：化學(xué)水加壓泵揚程增加，使電耗增加3.5kW；合計增加3.5kW。

熱量回收方案2：增加的連續(xù)污水增壓泵的功率消耗為5.5kW；取消后的長軸潛水泵功耗為3 kW，化學(xué)水增壓泵揚程增加，功耗增加3.5 kW?？偣苍黾恿? 千瓦。年工作量為8460h，熱回收程序的年度運行成本增加15,000 元，熱回收程序的2 年運行成本增加25,000 元。

5.2.4 投資回收期

投資回收期=建設(shè)投資/每年收益-每年成本（1）。

5.2.5 分析

本文提出的兩種方案每年回收污水收益約為31.3 萬元，其中方案1 每年運行的費用為1 萬5 千元，方案2 每年的運行費用為2萬5 千元。方案1 每年的凈收益為29 萬8 千元，方案2 比方案1 少1 萬元，為28.8 萬元。經(jīng)過計算，實施半年均可以回收投資。

5.3 技術(shù)經(jīng)濟分析

以上提出的兩個方案在能源介質(zhì)的使用上均為蒸汽、工業(yè)水和電，兩種方案的能耗結(jié)果見表2。通過表2 可以看出，在兩個方案都能回收熱量的前提下，方案1 優(yōu)于方案2。

表2 能耗計算

3 結(jié)論

本文提出了鋼鐵企業(yè)干熄焦鍋爐連續(xù)排污水熱量回收的工藝方案。通過計算兩種方案的效益、建設(shè)投資、運行成本和投資回收期以及能耗，可以看出干熄焦鍋爐連續(xù)排污余熱回收項目具有良好的收益，投資回收期短，干熄焦鍋爐中裝有水熱交換器的解決方案優(yōu)于除鹽水站中的解決方案。