高炉冲渣水余热回收的可行性分析

2015-05-30崔树森

科技创新与应用 2015年20期

崔树森

摘要：文章结合高炉冲渣水的余热特点，提出了三种余热回收方案，并针对其可行性进行了分析。

关键词：高炉；冲渣水；余热回收；可行性

前言

在当前经济全球化的背景下，能源危機的不断深化，使得节能降耗可持续发展受到了社会各界的广泛关注。钢铁作为我国国民经济的支柱产业，同时也是耗能大户，在生产过程中，会产生大量的余热，以高炉冲渣水为例，其温度可以达到95℃左右，一般都是在进入空冷塔冷却后，对水资源进行循环利用，但是其中蕴含的热量却白白浪费，而且对于周边环境造成了热污染。对此，做好高炉冲渣水余热回收工作，是非常重要的。

1 高炉冲渣水余热特点

高炉冲渣水余热的热源温度相对较低，但是流量巨大，而且由于水中蕴含相应的化学物质，对于普通钢材有着一定的腐蚀性，做好高炉冲渣水余热的回收工作，不仅能够有效减少能源的浪费，还可以保护周边环境，其重要性是不言而喻的。在钢铁企业中，一般情况下，高炉冲渣水采用的是浊环水，能够减少对于水资源的消耗，但是其在冷却过程中大量的热量散失，造成了一定的浪费，而且冲渣过程中产生的二氧化硫、硫化氢等物质会在大气中形成酸雨，造成严重的环境污染，因此，如何对高炉冲渣水余热进行回收利用，是当前钢铁企业需要重点研究的课题。

2 高炉冲渣水余热回收方案

从目前来看，对于高炉冲渣水余热的回收，主要是以下三种方案。

2.1 采暖

在对高炉冲渣水进行沉淀过滤后，进行相应的水热交换，通过循环泵，将采暖水输送至采暖用户。将余热回收用于采暖的方法，具有投资少、设备简单、散热少、余热利用率高等优点，不过也存在两个方面的问题，一是由于采用的是浊环水，容易出现感到堵塞和腐蚀的现象，维护起来比较困难，对于换热设备的要求较高；二是只能在冬季使用，无法全年回收余热。因此，如果采用这种方案，经济效益相对较差，而且对于余热的回收利用率低。

2.2 发电

在对高炉冲渣水进行沉淀、过滤等预处理后，导入换热器，此时冲渣水的温度降低到40-50℃，之后回归到高炉供冲渣使用，可以对一定的余热进行回收。工质在换热器中吸收热量后，闪蒸成为温度在80℃的过热蒸汽，进入汽轮机做功，进而带动发电机组发电。在输出功率后，工质变为低压蒸汽，进入冷凝器放出热量后，转化为低温低压的液体工质，经凝结水泵送到热交换器吸热，再次转变为过热蒸汽，推动汽轮机做功。将高炉冲渣水余热进行回收发电，需要配置相应的设备，如汽轮机、发电机、凝汽器等，初期投资巨大，占地面积大，需要专门的管理人员进行管理；同时，大功率循环泵自身的耗电量较大，外送电率小，发电成本相对较高，而且受高炉冶炼频率的影响，汽轮机的运行缺乏稳定性。

2.3 海水淡化

其基本工艺流程如图1：

在对高炉冲渣水进行沉淀过滤后，导入换热器内，与循环除盐水进行热量的交互，冷却后的冲渣水进入凝结水池，用于循环冲渣。换热器内的高温热水进入闪蒸罐，进行喷淋，在蒸发压力下闪蒸沸腾，其中一部分热水气化成为相应的饱和蒸汽，另一部分热水温度降低到蒸汽温度以下，回流到换热器中重复加热。饱和蒸汽在送入海水淡化，进行制水，蒸汽凝结后，则经过相应的热力除氧，为蒸汽发生器补充水分。参照锅炉的原理，在对换热器进行设置时，可以采用多级换热，增加换热面积，延长换热时间，而且在余热换热环节，能够进一步降低高炉冲渣水的问题，提高除盐水给水温度。

2.4 可行性分析

相比较而言，将余热用于海水淡化，是最为优越的，不仅能够持续利用余热，而且系统占地面积小，方便进行管理和维护。

以某钢铁冶炼企业为例，冲渣水循环量为2880t/h，冲渣水进口温度在95℃以上，回水温度则低于50℃，蒸汽外排温度超过130℃，外排流量超过137t/h，除盐水回水温度50℃，补水量137t/h。余热热量计算公式为：

Q余=m1△hr+m2△hq

其中，m1表示进入换热器的冲渣水流量，m2表示蒸汽外排流量，△hr表示换热器进出口冲渣水焓差；△hq表示换热器进出口冲渣蒸汽焓差。将相关参数带入公式，可以得出冲渣水余热热量为86.35×108kJ/h。

海水淡化所需要的热量为：

Q耗=M△h汽

其中，M表示外供蒸汽量，△h汽为外供蒸汽与冷凝水焓差。带入相关数值，则Q耗为2.90×108kJ/h。可知，Q余>Q耗，方案具备良好的可行性。

3 结束语

总而言之，作为我国国民经济的支柱产业，钢铁产业属于高耗能产业，对于能源的消耗较大，对此，企业管理人员应该遵循可持续发展理念，采取切实可行的措施和方法，对高炉冲渣水余热进行回收利用，促进企业经济效益和社会效益、环境效益的综合提升。

参考文献

[1]贾希存，陈素君.高炉冲渣余热回收的可行性分析[J].山东冶金，2010，32（2）：17-18+20.