CN109988874A - 一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：包括稳压罐、高炉本体冷却壁、冷却水循环泵组、缓蚀阻垢剂投加单元、蒸发冷却单元、余热换热单元和余热制冷***；其中蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***依次通过管路阀门并联连接，稳压罐的出口分别与蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***的入口阀门管路连接；所述蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***分别的出口管路连接，连接管路同时依次通过串联连接的缓蚀阻垢剂投加单元、冷却水循环泵组和高炉本体冷却壁到稳压罐的入口。本发明以便对高炉本体大量被置换出的热量加以回收利用，减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***和方法。属于钢铁厂高炉余热节能技术领域。
背景技术
高炉作为冶炼***的重要构筑物，随着我国冶金行业的逐渐发展，容积越来越大，建造、大修成本也越来越突出。为保护高炉，提高高炉的使用寿命，延长高炉大修周期，降低运行成本，对高炉冷却壁的保护成为重点研究对象。软水纯水、闭路循环水冷却***，因采用闭路循环水***，主要靠氮气稳压，间接冷却，水量损失很小，且不与大气接触，减少了***内溶解氧的含量，杜绝了金属腐蚀的重要渠道；又因补充水为软水或纯水，大大降低了循环***内Ga2+、Mg2+离子的含量，因此又杜绝了循环水***结垢的几率，这样软水纯水、闭路循环水冷却***形成以缓蚀为主，阻垢为辅的闭路循环水***。而且闭路循环水***水量损失极小，大大降低了缓蚀阻垢剂的成本，所以，在目前的高炉，特别是大中型高炉循环冷却水***中被大量采用。
在软水纯水、闭路循环水冷却***中，高炉本体大量的热量被置换出，目前采用的主要方式是采用自然冷却、喷水冷却、冷却塔冷却包括机力塔、自然塔、闭式塔、空冷站等、将大量的热量连同水蒸气散发到大气中，造成环境的热污染和水量损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***和方法，以便对高炉本体大量被置换出的热量加以回收利用，减少环境污染。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：包括稳压罐、高炉本体冷却壁、冷却水循环泵组、缓蚀阻垢剂投加单元、蒸发冷却单元、余热换热单元和余热制冷***；其中蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***依次通过管路阀门并联连接，稳压罐的出口分别与蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***的入口阀门管路连接；所述蒸发冷却单元、余热换热单元、余热制冷***分别的出口管路连接，连接管路同时依次通过串联连接的缓蚀阻垢剂投加单元、冷却水循环泵组和高炉本体冷却壁到稳压罐的入口。
所述蒸发冷却单元包括第一阀门和蒸发式冷却器，第一阀门一端连接蒸发式冷却器的入口，第一阀门另一端连接稳压罐的出口，蒸发式冷却器的出口连接缓蚀阻垢剂投加单元的入口。
所述的余热换热单元包括第二阀门、板式高效换热器、供热***循环泵组和供热***回水管路，第二阀门一端连接稳压罐的出口，第二阀门另一端管路连接板式高效换热器的第一入口，板式高效换热器的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元的入口连接；板式高效换热器的供热***供水管路分别通过管件阀门依次连接供热***循环泵组和供热***回水管路。
所述的余热制冷***包括第三阀门、溴化锂吸收式制冷机组和制冷***循环泵组和制冷***回水管路，第三阀门一端连接稳压罐的出口，第三阀门另一端连接溴化锂吸收式制冷机组的第一入口，溴化锂吸收式制冷机组的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元的入口连接；溴化锂吸收式制冷机组的制冷***供水管路分别通过管件阀门依次连接制冷***循环泵组和制冷***回水管路。
所述的稳压罐由氮气稳压。
一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***方法纯水闭路循环水在高炉本体冷却壁、置换大量热量，由稳压罐补水稳压，在需要供暖时打开第二阀门，关闭第一阀门和第三阀门，使余热换热单元工作，通过板式高效换热器将热量换给供热***向外供热，此时蒸发冷却单元和余热制冷***停止；在需要供冷时打开第三阀门，关闭第一阀门和第二阀门，使余热制冷***工作，通过溴化锂吸收式制冷机组制冷，向外供低温水，此时蒸发冷却单元和余热换热***停止；当纯水闭路循环水回水温度不能满足高炉冷却壁对水温的要求时，打开第一阀门，调低或关闭第二阀门和第三阀门，使蒸发冷却单元工作，通过蒸发式冷却器将软水闭路循环水降温送回高炉本体冷却壁，此时余热换热单元和余热制冷***降低或停止。
本发明可以实现将高炉本体需释放的热量，大部分回收并加以利用，减少了单独蒸发式冷却***水蒸气对环境的污染。其次，由于处于相对闭路状态，减少了循环***跟大气接触的几率，使循环水***在无氧的状态下运行，杜绝了金属腐蚀的重要途径，减少了缓蚀阻垢剂的投加量，降低了运行费用。
附图说明
图1为本发明***示意图。
图中：1、稳压罐；2、高炉本体冷却壁；3、冷却水循环泵组；4、缓蚀阻垢剂投加单元；5、蒸发冷却单元；6、余热换热单元；7、余热制冷***；8、第一阀门；9、第二阀门；10、第三阀门；11、蒸发式冷却器；12、板式高效换热器；13、供热***供水管路；14、供热***回水管路；15、供热***循环泵组；16、溴化锂吸收式制冷机组；17、制冷***供水管路；18、制冷***回水管路；19、制冷***循环泵组。
具体实施方式
以下结合附图及实施例做进一步说明。
如图1所示，一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，包括稳压罐1、高炉本体冷却壁2、冷却水循环泵组3、缓蚀阻垢剂投加单元4、蒸发冷却单元5、余热换热单元6、余热制冷***7；其中蒸发冷却单元5、余热换热单元6、余热制冷***7依次通过管路阀门并联连接，稳压罐1的出口分别与蒸发冷却单元5、余热换热单元6、余热制冷***7的入口阀门管路连接；所述蒸发冷却单元5、余热换热单元6、余热制冷***7分别的出口管路连接，连接管路同时依次通过串联连接的缓蚀阻垢剂投加单元4、冷却水循环泵组3和高炉本体冷却壁2到稳压罐1的入口。
蒸发冷却单元5包括第一阀门8和蒸发式冷却器11，第一阀门8一端连接蒸发式冷却器11的入口，第一阀门8另一端连接稳压罐1的出口，蒸发式冷却器11的出口连接缓蚀阻垢剂投加单元4的入口。
余热换热单元6包括第二阀门9、板式高效换热器12、供热***循环泵组15和供热***回水管路14，第二阀门9一端连接稳压罐1的出口，第二阀门9另一端管路连接板式高效换热器12的第一入口，板式高效换热器12的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元4的入口连接；板式高效换热器12的供热***供水管路13分别通过管件阀门依次连接供热***循环泵组15和供热***回水管路14。
所述的余热制冷***7包括第三阀门10、溴化锂吸收式制冷机组16和制冷***循环泵组19和制冷***回水管路18，第三阀门10一端连接稳压罐1的出口，第三阀门10另一端连接溴化锂吸收式制冷机组16的第一入口，溴化锂吸收式制冷机组16的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元4的入口连接；溴化锂吸收式制冷机组16的制冷***供水管路17分别通过管件阀门依次连接制冷***循环泵组19和制冷***回水管路18。
特别地，闭路循环水为纯水；稳压罐1由氮气稳压。
一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***方法，其特征是：纯水闭路循环水在高炉本体冷却壁2、置换大量热量，由稳压罐1补水稳压，在需要供暖时打开第二阀门9，关闭第一阀门8和第三阀门10，使余热换热单元6工作，通过板式高效换热器12将热量换给供热***向外供热，此时蒸发冷却单元5和余热制冷***7停止；在需要供冷时打开第三阀门10，关闭第一阀门8和第二阀门9，使余热制冷***7工作，通过溴化锂吸收式制冷机组16、制冷，向外供低温水，此时蒸发冷却单元5和余热换热***停止6；当纯水闭路循环水回水温度不能满足高炉冷却壁2对水温的要求时，打开第一阀门8，调低或关闭第二阀门9和第三阀门10，使蒸发冷却单元5工作，通过蒸发式冷却器11将软水闭路循环水降温送回高炉本体冷却壁2，此时余热换热单元6和余热制冷***7降低或停止。
纯水闭路循环水在高炉本体冷却壁2换热过程中可适当提高其进、回水温度，以满足余热换热***5、余热制冷***11对水温的要求为限。
为了对本发明进一步理解，以有效炉容1000m3的高炉为例，据统计每立方高炉折合需冷却水量约1.95m3/h，1000m3高炉综合需水量1950m3/h平均温升10.1℃，因此需排除热量1950×1000×10.1×1×1.163=22905285w/h。按热量回收率80%计，每座高炉可回收热量约18324228w/h。根据单位采暖面积70w计，可为26万m2的建筑冬季提供热量；根据单位制冷面积110w计，可为16.7万m2的建筑夏季季提供冷量。可见采用本发明可实现对余热的有效回收利用，经济、社会和环境效益显著。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (6)
1.一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：包括稳压罐（1）、高炉本体冷却壁（2）、冷却水循环泵组（3）、缓蚀阻垢剂投加单元（4）、蒸发冷却单元（5）、余热换热单元（6）和余热制冷***（7）；其中蒸发冷却单元（5）、余热换热单元（6）、余热制冷***（7）依次通过管路阀门并联连接，稳压罐（1）的出口分别与蒸发冷却单元（5）、余热换热单元（6）、余热制冷***（7）的入口阀门管路连接；所述蒸发冷却单元（5）、余热换热单元（6）、余热制冷***（7）分别的出口管路连接，连接管路同时依次通过串联连接的缓蚀阻垢剂投加单元（4）、冷却水循环泵组（3）和高炉本体冷却壁（2）到稳压罐（1）的入口。
2.根据权利要求1所述的一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：所述蒸发冷却单元（5）包括第一阀门（8）和蒸发式冷却器（11），第一阀门（8）一端连接蒸发式冷却器（11）的入口，第一阀门（8）另一端连接稳压罐（1）的出口，蒸发式冷却器（11）的出口连接缓蚀阻垢剂投加单元（4）的入口。
3.根据权利要求1所述的一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：所述的余热换热单元（6）包括第二阀门（9）、板式高效换热器（12）、供热***循环泵组（15）和供热***回水管路（14），第二阀门（9）一端连接稳压罐（1）的出口，第二阀门（9）另一端管路连接板式高效换热器（12）的第一入口，板式高效换热器（12）的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元（4）的入口连接；板式高效换热器（12）的供热***供水管路（13）分别通过管件阀门依次连接供热***循环泵组（15）和供热***回水管路（14）。
4.根据权利要求1所述的一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：所述的余热制冷***（7）包括第三阀门（10）、溴化锂吸收式制冷机组（16）和制冷***循环泵组（19）和制冷***回水管路（18），第三阀门（10）一端连接稳压罐（1）的出口，第三阀门（10）另一端连接溴化锂吸收式制冷机组（16）的第一入口，溴化锂吸收式制冷机组（16）的第二出口与缓蚀阻垢剂投加单元（4）的入口连接；溴化锂吸收式制冷机组（16）的制冷***供水管路（17）分别通过管件阀门依次连接制冷***循环泵组（19）和制冷***回水管路（18）。
5.根据权利要求1所述的一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***，其特征是：所述的稳压罐（1）由氮气稳压。
6.一种高炉纯水闭路循环水余热回收利用***方法，其特征是：纯水闭路循环水在高炉本体冷却壁（2）、置换大量热量，由稳压罐（1）补水稳压，在需要供暖时打开第二阀门（9），关闭第一阀门（8）和第三阀门（10），使余热换热单元（6）工作，通过板式高效换热器（12）将热量换给供热***向外供热，此时蒸发冷却单元（5）和余热制冷***（7）停止；在需要供冷时打开第三阀门（10），关闭第一阀门（8）和第二阀门（9），使余热制冷***（7）工作，通过溴化锂吸收式制冷机组（16）、制冷，向外供低温水，此时蒸发冷却单元（5）和余热换热***停止（6）；当纯水闭路循环水回水温度不能满足高炉冷却壁（2）对水温的要求时，打开第一阀门（8），调低或关闭第二阀门（9）和第三阀门（10），使蒸发冷却单元（5）工作，通过蒸发式冷却器（11）将软水闭路循环水降温送回高炉本体冷却壁（2），此时余热换热单元（6）和余热制冷***（7）降低或停止。
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