高炉渣余热回收系统及其回收控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高炉渣余热回收系统，包括第一换热器、膨胀机、发电机，以及第二换热器，其中，第一换热器设有水蒸汽通道以及第一有机工质换热通道，水蒸汽通道的入口与水渣塔的蒸汽出口连通；膨胀机设有与第一有机工质换热通道的出口连通的进气口以及排气口；第二换热器设有冷却水通道以及第二有机工质换热通道，第二有机工质换热通道的入口与排气口连通，出口与第一有机工质换热通道的入口连通，膨胀机的输出轴与发电机的转轴固定连接以驱动发电机发电。本发明专利技术进一步提出一种高炉渣余热回收系统的回收控制方法。本发明专利技术提供的高炉渣余热回收系统，可避免高炉冲渣水杂质对换热器及管路的腐蚀，提高了换热器及管路的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金生产余热回收
，尤其涉及一种。
技术介绍
闻炉冶炼能耗占整个钢铁生广能耗的59%左右,是钢铁厂的第一耗能工序。闻炉在冶炼过程中会产生大量高温炉渣，高炉渣经过水淬处理后是很好的水泥添加料。在对高炉渣经过水淬处理过程中，会产生大量的高炉冲渣水,高炉冲渣水的温度一般在85°C以下，因其含有多种无机盐及水垢而难以利用，造成能源浪费，据统计每生产It铁水产生约0.3至0.35t的高炉渣，每吨高炉渣含有约64kgce的热量，这些热量基本全部进入冲渣水。我国高炉冲渣水余热利用技术还相对落后，在我国北方冬天采用将换热器回收冲渣水中的热量，以用于建筑取暖。但是，高炉冲渣水会腐蚀换热器，从而缩短了换热器的使用寿命，另外，在非取暖的季节以及南方的钢铁厂中，高炉冲渣水基本没有得到应用，不仅仅浪费了能源还造成了热污染。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，旨在稳定地回收高炉渣中带有的热量，同时避免高炉冲渣水杂质对换热器及管路的腐蚀。为实现上述目的，本专利技术提供一种高炉渣余热回收系统，包括用于将水渣塔内水蒸汽热量交换至有机工质中的第一换热器、用于将所述有机工质中热量转化为机械功的膨胀机、用于将机械能转化为电能的发电机，以及用于冷凝所述有机工质的第二换热器，其中， 所述第一换热器设有水蒸汽通道以及第一有机工质换热通道，所述水蒸汽通道的入口与水渣塔的蒸汽出口连通，所述水蒸汽通道中的水蒸汽与所述第一有机工质换热通道中的有机工质在所述第一换热器中进行热交换； 所述膨胀机设有与所述第一有机工质换热通道的出口连通的进气口以及排气口，蒸汽经所述膨胀机的进气口进入其内部带动所述膨胀机的输出轴转动； 所述第二换热器设有冷却水通道以及第二有机工质换热通道，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通，所述第二有机工质换热通道的出口与所述第一有机工质换热通道的入口连通，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通； 所述膨胀机的输出轴与所述发电机的转轴固定连接以驱动所述发电机发电。优选地，所述高炉渣余热回收系统还包括位于所述第二换热器与所述第一换热器之间的有机工质循环泵，该有机工质循环泵的一端由管道连接所述第一有机工质换热通道的入口，所述有机工质循环泵的另一端由管道连接所述第二有机工质换热通道的出口。 优选地，所述高炉渣余热回收系统还包括与所述第一换热器的水蒸汽通道的出口连通的循环水槽，该循环水槽的出水口与所述水渣塔的喷水口连通。优选地，所述高炉渣余热回收系统还包括用于将水渣塔中冷却的高炉渣进行脱水处理的脱水器，该脱水器的入口与所述水渣塔的出渣口连通，所述脱水器的出水口与所述循环水槽连通。优选地，所述循环水槽设有多级用于分离高炉渣的溢流槽。优选地，所述溢流槽还设有用于供分离出的高炉渣流出的排渣口，该排渣口与所述脱水器连通。优选地，所述高炉渣余热回收系统还包括位于所述脱水器与所述水渣塔的出渣口之间的第一渣浆泵、位于所述排渣口与所述脱水器之间的第二渣浆泵，以及位于所述循环水槽的出水口与所述水渣塔的喷水口之间的循环水泵。优选地，所述高炉渣余热回收系统还包括用于控制所述水渣塔的蒸汽出口处水蒸汽流量的控制阀门，该控制阀门位于所述水蒸汽通道的入口与所述水渣塔的蒸汽出口之间。本专利技术进一步提出一种基于上述的高炉渣余热回收系统的回收控制方法，包括以下步骤: 获取水渣塔内水的温度、压力以及液位信息； 根据获取到的水渣塔内水的温度、压力以及液位信息，控制经所述水渣塔的喷水口喷入所述水渣塔中水的流量； 根据所述水渣塔内水的温度、压力、液位信息以及喷入所述水渣塔中水的流量，控制经所述水渣塔的蒸汽出口进入到第一换热器中水蒸汽的流量。优选地，所述根据所述水渣塔内水的温度、压力、液位信息以及喷入所述水渣塔中水的流量，控制经所述水渣塔的蒸汽出口进入到第一换热器中水蒸汽的流量的步骤之后还包括: 根据水渣塔内水渣的量，控制第一渣浆泵的流量及启停； 根据循环水槽内溢流槽中的水渣的量，控制第二渣浆泵的启停。本专利技术提出的高炉渣余热回收系统，通过第一换热器与水渣塔的蒸汽出口连通，将回收水蒸汽中的热量转化为机械能后用于发电，相对于现有技术中使用液态的水进行热回收，可避免高炉冲渣水杂质对换热器及管路的腐蚀，提高了换热器及管路的使用寿命。另外，本高炉渣余热回收系统是通过将水渣塔产生的水蒸汽中的热量转化为电能，相对于现在技术直接用于取暖，提高了适用范围，使其可用于不取暖的时间和地区，同时还可避免热污染。同时，本高炉渣余热回收系统是通过有机工质来吸收水蒸汽的热量，有机工质的蒸发潜热大，使用较少的有机工质即可吸收大量的热量的目的。本高炉渣余热回收系统，通过水的相变换热实现高炉渣的冷却，可减少了高炉冲渣水的用量，有利于节水。【附图说明】图1为本专利技术高炉渣余热回收系统优选实施例的结构示意图； 图2为本专利技术高炉渣余热回收系统的回收控制方法第一实施例的流程示意图； 图3为本专利技术高炉渣余热回收系统的回收控制方法第二实施例的流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。【具体实施方式】应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 本专利技术提出一种高炉渣余热回收系统。参照图1，图1为本专利技术高炉渣余热回收系统优选实施例的结构示意图。需要说明的是，图中箭头所示的方向代表水(包括气态与液态)、高炉渣以及有机工质的循环方向。本优选实施例中，高炉渣余热回收系统，包括用于将水渣塔内水蒸汽热量交换至有机工质中的第一换热器10、用于将有机工质中热量转化为机械功的膨胀机20、用于将机械能转化为电能的发电机30，以及用于冷凝有机工质的第二换热器40，其中， 第一换热器10设有水蒸汽通道以及第一有机工质换热通道(水蒸汽通道与第一有机工质换热通道相互独立)，水蒸汽通道的入口与水渣塔50的蒸汽出口 50a连通，水蒸汽通道中的水蒸汽与第一有机工质换热通道中的有机工质在第一换热器10中进行热交换； 膨胀机20上设有与第一有机工质换热通道的出口连通的进气口，以及与第二有机工质换热通道的入口连通的排气口，蒸汽经膨胀机20的进气口进入其内部带动膨胀机20的输出轴转动； 第二换热器40设有冷却水通道以及第二有机工质换热通道(冷却水通道与第二有机工质换热通道相互独立)，第二有机工质换热通道的入口与膨胀机20的排气口连通，第二有机工质换热通道的出口与第一有机工质换热通道的入口连通，第二有机工质换热通道的入口与膨胀机20的排气口连通。冷却水通道中的冷却水与第二有机工质换热通道中的有机工质，在第二换热器40中进行热交换。冷却水管65与冷却水通道的入口连通，以向冷却水通道内注入冷却水。膨胀机20的输出轴与发电机30的转轴固定连接以驱动发电机30发电。膨胀机20可以为螺杆膨胀机、透平膨胀机等多种形式，本专利技术对此不作限定。本高炉渣余热回收系统的具体工作过程如下:首先，经水渣塔50的喷水口将渣沟里的高炉渣冲入水渣塔50，高温的高炉渣将冲渣水汽化蒸发产生大量的水蒸汽，水蒸汽进入到第一有机工质换热通道内，在第一换热器10内部与有机工质换热通道中的有机工质发生热交换，从而使液态的有机工质汽化，气态的有机工质进入到膨胀机2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉渣余热回收系统，其特征在于，包括用于将水渣塔内水蒸汽热量交换至有机工质中的第一换热器、用于将所述有机工质中热量转化为机械功的膨胀机、用于将机械能转化为电能的发电机，以及用于冷凝所述有机工质的第二换热器，其中，所述第一换热器设有水蒸汽通道以及第一有机工质换热通道，所述水蒸汽通道的入口与水渣塔的蒸汽出口连通，所述水蒸汽通道中的水蒸汽与所述第一有机工质换热通道中的有机工质在所述第一换热器中进行热交换；所述膨胀机设有与所述第一有机工质换热通道的出口连通的进气口以及排气口，蒸汽经所述膨胀机的进气口进入其内部带动所述膨胀机的输出轴转动；所述第二换热器设有冷却水通道以及第二有机工质换热通道，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通，所述第二有机工质换热通道的出口与所述第一有机工质换热通道的入口连通，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通；所述膨胀机的输出轴与所述发电机的转轴固定连接以驱动所述发电机发电。

【技术特征摘要】
1.一种高炉渣余热回收系统，其特征在于，包括用于将水渣塔内水蒸汽热量交换至有机工质中的第一换热器、用于将所述有机工质中热量转化为机械功的膨胀机、用于将机械能转化为电能的发电机，以及用于冷凝所述有机工质的第二换热器，其中， 所述第一换热器设有水蒸汽通道以及第一有机工质换热通道，所述水蒸汽通道的入口与水渣塔的蒸汽出口连通，所述水蒸汽通道中的水蒸汽与所述第一有机工质换热通道中的有机工质在所述第一换热器中进行热交换； 所述膨胀机设有与所述第一有机工质换热通道的出口连通的进气口以及排气口，蒸汽经所述膨胀机的进气口进入其内部带动所述膨胀机的输出轴转动； 所述第二换热器设有冷却水通道以及第二有机工质换热通道，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通，所述第二有机工质换热通道的出口与所述第一有机工质换热通 道的入口连通，所述第二有机工质换热通道的入口与所述膨胀机的排气口连通； 所述膨胀机的输出轴与所述发电机的转轴固定连接以驱动所述发电机发电。2.如权利要求1所述的高炉渣余热回收系统，其特征在于，还包括位于所述第二换热器与所述第一换热器之间的有机工质循环泵，该有机工质循环泵的一端由管道连接所述第一有机工质换热通道的入口，所述有机工质循环泵的另一端由管道连接所述第二有机工质换热通道的出口。3.如权利要求1所述的高炉渣余热回收系统，其特征在于，还包括与所述第一换热器的水蒸汽通道的出口连通的循环水槽，该循环水槽的出水口与所述水渣塔的喷水口连通。4.如权利要求3所述的高炉渣余热回收系统，其特征在于，还包括用于将水渣塔中冷却的高炉渣进行脱水处理的脱水器，该脱水器的入口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖东兴，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42