高爐沖渣水余熱用于加熱除氧凝結(jié)水的探索

曹志軍　陳學(xué)賓

摘 要：分析了某鋼廠沖渣水余熱生產(chǎn)現(xiàn)狀和除氧器凝結(jié)水加熱過熱過程消耗蒸汽情況，結(jié)合余熱損失和蒸汽消耗情況，制定了將沖渣水余熱用于除氧器凝結(jié)水加熱，以降低蒸汽消耗的技術(shù)方案。通過測算，該方案具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)、環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：沖渣水余熱；余熱回收；凝結(jié)水；加熱

1 前言

某鋼廠兩座高爐共用一個(gè)渣池，高爐爐容均為1080m3，現(xiàn)渣池平均水溫95～100℃，其熱量沒有回收利用，大量熱量白白散失。而距離高爐不遠(yuǎn)的鼓風(fēng)機(jī)站汽輪機(jī)凝結(jié)水卻因?yàn)樾枰醵坏貌幌母咂肺徽羝Y源。如果能夠利用沖渣水余熱用于加熱除氧凝結(jié)水，使凝結(jié)水水溫由40℃提升至70℃以上，那么不僅回收大量余熱，同時(shí)節(jié)省蒸汽。

2 沖渣水余熱分析

高爐沖渣方采用直接水沖渣法，爐渣在水淬過程中，產(chǎn)生大量的蒸汽，浪費(fèi)了大量的工業(yè)水。一般渣水比為1：8～1：10，每噸渣新水消耗量為0.8～1.2噸，液態(tài)爐渣比熱容為0.32kcal/kg·℃，因此 1噸爐渣的總焓熱約1.6～1.8GJ，這些熱能一部分被沖渣水帶走，一部分產(chǎn)生蒸汽排放掉，還有一部分爐渣散失的熱量。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，只有沖渣水熱量蓄積在渣池水中循環(huán)使用，進(jìn)行余熱回收利用難度較低，其他部分回收難度大，而且需對(duì)沖渣系統(tǒng)改造，所以暫不考慮該部分余熱回收。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測以及經(jīng)驗(yàn)計(jì)算兩座高爐沖渣水帶走熱量為153000kcal、沖渣蒸汽帶走熱量為291800kcal、沖渣總熱散失為444800kcal。沖渣水占總熱損失的：153000/444800*100%=34%，按照沖渣水實(shí)際測算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，沖渣水占總損失40%左右，在正常范圍內(nèi)。兩座高爐日產(chǎn)爐渣2663.4噸，通過換熱器將其從95℃降為75℃所回收的余熱為：Qw =Q-H×24×3600 /1000000=2663.4×153000×4.18/1000000-698.9×24×3600/1000000=1643GJ，折合高爐沖渣水供熱能力為：19.02MW。高爐沖渣水余熱回收后余熱總供熱能力19.02MW?？梢詫?00m3/h水，由40℃提溫到74℃。

3 沖渣水余熱回收方案

根據(jù)近幾年沖渣水余熱利用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，沖渣水余熱利用系統(tǒng)采用物理過濾方式的過濾器過濾沖渣水，為了避開水質(zhì)處理的問題，通過間接換熱的方式較為普遍。受沖渣水水質(zhì)較差影響，直接與凝結(jié)水換熱一旦泄漏會(huì)嚴(yán)重威脅鍋爐以及汽輪機(jī)等設(shè)備安全，因此為盡可能避免水質(zhì)泄漏污染，擬通過三級(jí)換熱進(jìn)行余熱回收。通過余熱回收系統(tǒng)控制沖渣水量和余熱回收，將沖渣池水溫降穩(wěn)定在95℃左右。經(jīng)過沖渣水換熱器將一次沖渣水供回水溫度控制在95/78℃；設(shè)置二次水板式換熱器，二次側(cè)水溫控制在77/72℃；三次側(cè)為冷凝水（鍋爐供水）經(jīng)板換提溫供回水溫度設(shè)置40/71℃。

3.1 方案描述

如圖1是為本方案設(shè)計(jì)的兩級(jí)換熱系統(tǒng)圖。

3.2 設(shè)計(jì)參數(shù)選定

沖渣水換熱器選擇：按照計(jì)算的輸出負(fù)荷19.02MW，供回水溫度95/78℃，循環(huán)泵水流量：963.5m3/h；

二次水循環(huán)泵、板式換熱器選擇：二次水流量3210m3/h，供回水溫度77/72℃，水泵選擇流量1600m3/h，兩用一備，板式換熱器功率：18.6MW（換熱器效率取98%）；

三次側(cè)水水泵選擇：三次水流量500m3/h，供回水設(shè)計(jì)71/40℃，給冷凝水提溫31℃左右。

4 節(jié)能效益

按照三次水供回水設(shè)計(jì)71/40℃，設(shè)計(jì)溫差T=31℃，設(shè)計(jì)流量：Q=500m3/h，余熱有效輸出負(fù)荷：P=C*M*T/3600=4.18*500*31/3600=18MW。因冷凝水供除氧器，需蒸汽提溫至104℃，因此，節(jié)約的熱耗即節(jié)約蒸汽量：18MW/0.7MW/噸=25.7噸/h。按照年運(yùn)行330天，噸蒸汽內(nèi)部價(jià)80元/噸，計(jì)算年毛利潤：80元/噸*330*24*25.7 t/h =1628.3萬元。

5 結(jié)論

高爐沖渣水余熱用于加熱除氧凝結(jié)水是可行的，該方案不僅能夠大幅降低蒸汽消耗，而且回收大量沖渣水余熱，同時(shí)減輕了沖渣水蒸汽對(duì)附近設(shè)備腐蝕，提高了沖渣泵運(yùn)行穩(wěn)定性。此外，該方案與目前沖渣水余熱用于采暖的方式相較具有全年運(yùn)行，節(jié)能效益大的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉森.高爐沖渣水加熱電廠冷凝水或補(bǔ)水的系統(tǒng)，CN203384962U[P].2014.

[2]程云，李菊香.高爐沖渣水余熱回收的可行性研究[J].低溫與超導(dǎo)，2010，38（3）：78-80.