高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统，包括炉体、冷却系统、余热回收锅炉系统和饱和蒸汽发电系统，所述炉体与主沟连接，所述主沟与渣铁沟连接；所述渣铁沟包括渣沟和铁支沟，所述主沟通过沙口与所述铁支沟连接；所述渣铁沟的上部设有移动防尘烟罩钢壳，所述渣铁沟的下部设有渣铁沟钢壳；所述渣铁沟钢壳的内侧设有渣铁沟耐材永久层；所述渣铁沟耐材永久层的内侧设有渣铁沟耐材保护层；所述渣铁沟耐材保护层的内侧设有渣铁沟耐材工作层；所述渣铁沟耐材工作层和所述渣铁沟耐材永久层之间设有渣铁沟侵蚀检测装置。本实用新型专利技术可达到充分回收和利用高炉出铁场的渣、铁水的高温余热资源的有益效果。

Energy saving power generation system of slag hot recovery from slag and molten iron in blast furnace

【技术实现步骤摘要】
高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统
本技术属于高炉
，特别涉及高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统。
技术介绍
在钢铁企业属于资源、能源密集行业包括烧结、高炉、炼钢、轧钢及辅料等生产工序流程，是能耗大户，约占全国能耗的16％，其中高炉炼铁占钢铁冶炼总能耗的70％，高炉炼铁在钢铁联合企业中承上启下，处举足轻重的地位。其中，国内、外大中高炉出铁场渣、铁水余能(显热)资源回收利用研究和应用尚属于空白。目前钢铁联合企业一般为多座大中型高炉(群)组织生产，每座高炉在生产中均设计有2～4个铁口，与多铁口相适应的出铁场配置，国内一般采用环形(半岛)或矩形出铁场两种布置方式，出铁场进行平坦化、除尘系统设计其作业面积大、两铁口之间呈大夹角度(90℃或75.8℃不等)布置以及炉前环境的改善，渣、铁水沟累计总长度在数百米以上，每个渣铁沟完全独立，非常便于各个出铁场余热能源的收集。现代大中高炉出铁场为平坦型，易于提供机械化操作和生产的安全性，高炉全部渣铁沟及沟盖一般都设在平台面以下，渣铁沟是渣铁及时排放的通道，在高炉铁口出渣、铁或等待出铁时，出铁场的固定铁主、支沟以及渣沟内所使用的耐高温材料所承载的高温均在1400℃以上，并且渣铁沟上防止烟尘外溢排出的活动防尘隔热盖板表面温度也800～1200℃.因此，高炉出铁场巨大丰富的热源可转换为资源，可以直接经济回收利用。高炉出铁口出渣铁方式有连续出铁和间隔、交替或对角进行组织出铁，每天出铁、出渣作业次数为十几次，渣、铁产量在数千、万吨以上，出铁时间与节奏一般情况均是有规律的，在高炉正常出铁时，渣铁水的温度在1450℃以上，含有丰富稳定巨大的高温热源，其渣铁显热(物理热)能级高，属高品余热资源。约占全部高温资源的35％(高炉渣占28％)，回收价值极大，目前尚没有成熟的回收技术，大量的高炉渣铁显热(物理热)白白耗散。而中国每年产生高炉渣铁10亿吨以上，如按照将其冷却到室温计算，仅一吨高炉渣可放出(1.26～1.88)×106kJ的热量携带显热折合标煤在七百万吨，余热资源相当丰富，如何能把这部分热量加以回收利用，将是重大的节能环保的研究课题。对中国钢铁企业节能减排，可持续发展有重要意义。高炉渣铁沟是渣铁及时排放的通道，随着高炉大型化和强化冶炼，出铁量增加，渣铁沟的使用条件日益苛刻，其使用寿命极大的影响了铁前的劳动强度、吨铁耐材消耗量，甚至影响高炉的正常生产等诸多弊端也日渐显现。基于此，从现有
技术介绍
出发，本申请旨在通过多年致力于现代高炉冶炼工艺技术研究，突破改变固有的传统耐材隔热设计理念，独创突破在渣铁沟内衬结构设计采用耐材布置传热与强制循环隔热冷却理论相结合，既“扬冷避热梯度布置法”，形成其温度场分布更加合理，高炉出铁场渣铁沟内衬长期高温渣、铁水冲刷侵蚀的条件下，在1150℃较难被推到耐材表面而形成“自我修理”的渣铁保护壳，实现高炉出铁场渣铁沟在长寿、保温和资源回收高效利用的统一，将其节能减排控制技术的高效、创新、绿色、回收可循环与适用革新性的突破，以期提出的较短时间内大幅度降低高炉工序能耗，最终实现负能冶炼的实际应用效果。
技术实现思路
本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统，可达到充分回收和利用高炉出铁场的渣、铁水的高温余热资源的有益效果。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统，包括炉体、冷却系统、余热回收锅炉系统和饱和蒸汽发电系统，所述炉体与主沟连接，所述主沟与渣铁沟连接；所述渣铁沟包括渣沟和铁支沟，所述主沟通过沙口与所述铁支沟连接。作为优选，所述渣铁沟的上部设有移动防尘烟罩钢壳，所述渣铁沟的下部设有渣铁沟钢壳；所述渣铁沟钢壳的内侧设有渣铁沟耐材永久层；所述渣铁沟耐材永久层的内侧设有渣铁沟耐材保护层；所述渣铁沟耐材保护层的内侧设有渣铁沟耐材工作层；所述渣铁沟耐材工作层和所述渣铁沟耐材永久层之间设有渣铁沟侵蚀检测装置；所述移动防尘烟罩钢壳和所述渣铁沟钢壳的交接处设有出铁场炉台保护盖板；所述出铁场炉台保护盖板对称设有多个球形补偿器与柔性组件；所述渣铁沟均内置冷却系统。作为优选，所述冷却系统包括汽化冷却管、进回水分配联箱、上联箱、下联箱、球形补偿器与柔性组件、蒸汽水管路及其压力调控阀门和渣铁沟侵蚀检测装置；所述下联箱分别设有进水口和出水口；所述下联箱通过出水口，经球形补偿器与柔性组件、调控阀门和蒸汽管网接入余热回收锅炉系统的总汽包。作为优选，所述渣铁沟侵蚀检测装置包括铜质高导热网格、热电偶、保护套管、补偿导线和电偶采集箱。作为优选，所述汽化冷却管设有上联箱和下联箱，所述汽化冷却管被上联箱和下联箱分为三部分；所述汽化冷却管包括移动冷却管和固定冷却管；所述移动冷却管设在移动防尘烟罩钢壳的内侧；所述固定冷却管设在渣铁沟耐材保护层内；所述移动冷却管的两端分别设有移动冷却管给水口和移动冷却管回水口；所述固定冷却管的两端分别设有固定冷却管给水口和固定冷却管回水口。作为优选，所述固定冷却管给水口和固定冷却管回水口分别接入进回水分配联箱；所述移动冷却管给水口和移动冷却管回水口分别接入进回水分配联箱。作为优选，所述余热回收锅炉系统包括总汽包、热水循环泵组、除盐水供水泵组、除氧器、蓄热器以及蒸汽管路、主排气阀、排气阀、取样排污装置、除盐水供水装置和饱和蒸汽发电系统；所述除盐水供水泵组包括低压强制循环泵、高压强制循环泵和给水泵组。作为优选，所述固定冷却管回水口和所述移动冷却管回水口通过管道接入总汽包；所述固定冷却管给水口和所述移动冷却管给水口通过设有热水循环泵组的管道接入总汽包；所述总汽包分别与排气阀和取样排污装置连接；所述总汽包通过主排气阀接入饱和蒸汽发电系统；所述总汽包通过设有除盐水供水泵组的管道与除盐水供水装置连接；所述饱和蒸汽发电系统通过管道与除盐水供水装置连接。与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：利用独创突破性理论在渣铁沟内衬结构设计采用耐材布置传热与强制循环隔热冷却理论相结合，既“扬冷避热梯度布置法”，又形成其温度场分布更加合理，高炉出铁场渣铁沟内衬长期高温渣、铁水冲刷侵蚀的条件下，在1150℃较难被推到耐材表面而形成“自我修理”的渣铁保护壳，实现高炉出铁场渣铁沟在长寿、保温、降低高温耐材消耗和资源回收高效利用的统一，将是高炉节能减排控制技术的高效、创新、绿色、回收可循环与适用理论上革新性的突破，以期提出的较短时间内大幅度降低高炉工序能耗，最终实现负能冶炼的实际应用效果。直接利用移动(活动)和固定新型渣铁沟V型板式椭圆受热管汽化冷却管结构装置，将高炉生产过程中高温渣、铁水产生的高温辐射污染源迅速转化生产所用电能，成为产生直接经济效益的突破性创新亮点。如1×6MW补汽冷凝式饱和蒸汽汽轮机+1x7MW发电机组及配套辅助设施膨胀作功，年产直接经济效益在1.5亿元(电费)。直接利用移动(活动)和固定新型渣铁沟V型板式椭圆受热管汽化冷却管结构装置与模拟渣铁沟侵蚀实时检测在线监测装置创新结构形式，即有良好的隔热、保温、吸收热能的效果，又有全面监控渣铁沟内衬中温度场变化、及时掌握内衬侵蚀演变规律、侵蚀厚度变化，合理的结构最终降低吨铁耐材消耗，提高高炉生产的安全性，再成为产生间接经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统，包括炉体、冷却系统、余热回收锅炉系统和饱和蒸汽发电系统，其特征在于，所述炉体与主沟连接，所述主沟与渣铁沟连接；所述渣铁沟包括渣沟和铁支沟，所述主沟通过沙口与所述铁支沟连接；所述渣铁沟的上部设有移动防尘烟罩钢壳，所述渣铁沟的下部设有渣铁沟钢壳；所述渣铁沟钢壳的内侧设有渣铁沟耐材永久层；所述渣铁沟耐材永久层的内侧设有渣铁沟耐材保护层；所述渣铁沟耐材保护层的内侧设有渣铁沟耐材工作层；所述渣铁沟耐材工作层和所述渣铁沟耐材永久层之间设有渣铁沟侵蚀检测装置；所述移动防尘烟罩钢壳和所述渣铁沟钢壳的交接处设有出铁场炉台保护盖板；所述出铁场炉台保护盖板对称设有多个球形补偿器与柔性组件；所述渣铁沟均内置冷却系统；所述冷却系统包括汽化冷却管、进回水分配联箱、上联箱、下联箱、球形补偿器与柔性组件、蒸汽水管路及其压力调控阀门和渣铁沟侵蚀检测装置；所述下联箱分别设有进水口和出水口；所述下联箱通过出水口，经球形补偿器与柔性组件、调控阀门和蒸汽管网接入余热回收锅炉系统的总汽包；所述汽化冷却管设有上联箱和下联箱，所述汽化冷却管被上联箱和下联箱分为三部分；所述汽化冷却管包括移动冷却管和固定冷却管；所述移动冷却管设在移动防尘烟罩钢壳的内侧；所述固定冷却管设在渣铁沟耐材保护层内；所述移动冷却管的两端分别设有移动冷却管给水口和移动冷却管回水口；所述固定冷却管的两端分别设有固定冷却管给水口和固定冷却管回水口；所述余热回收锅炉系统包括总汽包、热水循环泵组、除盐水供水泵组、除氧器、蓄热器以及蒸汽管路、主排气阀、排气阀、取样排污装置、除盐水供水装置和饱和蒸汽发电系统；所述除盐水供水泵组包括低压强制循环泵、高压强制循环泵和给水泵组；所述固定冷却管回水口和所述移动冷却管回水口通过管道接入总汽包；所述固定冷却管给水口和所述移动冷却管给水口通过设有热水循环泵组的管道接入总汽包；所述总汽包分别与排气阀和取样排污装置连接；所述总汽包通过主排气阀接入饱和 蒸汽发电系统；所述总汽包通过设有除盐水供水泵组的管道与除盐水供水装置连接；所述饱和蒸汽发电系统通过管道与除盐水供水装置连接。...

【技术特征摘要】
1.高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统，包括炉体、冷却系统、余热回收锅炉系统和饱和蒸汽发电系统，其特征在于，所述炉体与主沟连接，所述主沟与渣铁沟连接；所述渣铁沟包括渣沟和铁支沟，所述主沟通过沙口与所述铁支沟连接；所述渣铁沟的上部设有移动防尘烟罩钢壳，所述渣铁沟的下部设有渣铁沟钢壳；所述渣铁沟钢壳的内侧设有渣铁沟耐材永久层；所述渣铁沟耐材永久层的内侧设有渣铁沟耐材保护层；所述渣铁沟耐材保护层的内侧设有渣铁沟耐材工作层；所述渣铁沟耐材工作层和所述渣铁沟耐材永久层之间设有渣铁沟侵蚀检测装置；所述移动防尘烟罩钢壳和所述渣铁沟钢壳的交接处设有出铁场炉台保护盖板；所述出铁场炉台保护盖板对称设有多个球形补偿器与柔性组件；所述渣铁沟均内置冷却系统；所述冷却系统包括汽化冷却管、进回水分配联箱、上联箱、下联箱、球形补偿器与柔性组件、蒸汽水管路及其压力调控阀门和渣铁沟侵蚀检测装置；所述下联箱分别设有进水口和出水口；所述下联箱通过出水口，经球形补偿器与柔性组件、调控阀门和蒸汽管网接入余热回收锅炉系统的总汽包；所述汽化冷却管设有上联箱和下联箱，所述汽化冷却管被上联箱和下联箱分为三部分；所述汽化冷却管包括移动冷却管和固定冷却管；所述移动冷却管设在移动防尘烟罩钢壳的内侧；所述固定冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振峰，邵燕敏，张雅琪，
申请(专利权)人：天津汇金敏峰新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12