[实用新型]一种高炉冷却水余热余能利用的工艺系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及能量回收与利用技术领域，尤其是涉及一种高炉冷却水余热余能利用的工艺系统。

背景技术

目前高炉冷却水的循环系统基本都采用直接排放至循环水池以及冷却塔冷却的方式。

高炉炉体冷却水的作用是将高炉炉内导出的热量带走，降低炉衬的温度，保证内衬的完整，维持合理的高炉炉型。高炉不同部位采用不同的冷却方式和操作工艺，保证炉缸、炉体的寿命。对高炉冷却供排水系统的要求，为保证高炉能连续生产，高炉供排水系统必须安全、可靠、连续。

低于35℃的高炉冷却水通过供水主管进入各层供水环管，各层环管经过各组配水器分别向各组冷却器供水。使用之后的高炉冷却水温度为40～45℃，通过排水总管集中排入高炉下方循环水池。排水总管与循环水池之间存在5～18米的自然落差。高炉冷却水携带的机械能(动能和势能)被直接放空。

循环水池的高炉冷却水经过冷却塔水泵加压，送入冷却塔进行冷却，温度降低后，再送入高炉冷却器，对高炉进行冷却。冷却水携带的热能随空气散发至大气环境。

此外，由于水分蒸发、飘水、排污等因素，冷却塔需要进行补水。例如，一座冷却水循环量为2100m3/h的1080m3高炉，，正常情况下，补水量约为循环水量的2-4％，即42-84m3/h，每天的补水量达1008-2016吨。

传统的高炉冷却水工艺流程中，排水总管出来的高炉冷却水携带的余热以及余能直接排放至周围环境，没有得到有效利用。

此外，传统工艺流程采用冷却塔，排热过程中伴随着大量的水分散失，不仅造成资源的浪费，而且加重了腐蚀结垢等的发生。循环水系统需要长期补水并采取严格的防腐措施，维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的高炉冷却水余热余能利用的工艺系统，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高炉冷却水余热余能利用的工艺系统，包括高炉冷却水装置、循环水池、冷却塔水泵、冷却塔和冷却水泵，还包括水轮机、发电机、温水泵、热泵蒸发器和热泵，所述高炉冷却水装置的冷却水的排水总管连通到所述水轮机的进水口，所述水轮机的出水口连通到所述循环水池，所述水轮机与所述发电机传动连接；

所述循环水池分出两支水路，一路通过所述冷却塔水泵后连通到所述冷却塔的进水口，所述冷却塔的出水口通过所述冷却水泵后连通到所述高炉冷却水装置的供水主管；另一路依次通过所述温水泵和通过所述热泵中的热泵蒸发器后也连通到所述高炉冷却水装置的供水主管。

所述排水总管与所述水轮机之间、所述循环水池与所述冷却塔水泵之间、所述循环水池与所述温水泵之间、所述冷却水泵和所述供水主管之间、以及所述热泵蒸发器和所述供水主管之间的管路上均设有阀门。

所述排水总管在所述水轮机之前分出两支水路，一路依次经过阀门和所述水轮机后连通到所述循环水池，另一路经过另外的阀门后直接连通到所述循环水池。

还包括电控装置，所述阀门均为电磁阀并且均与所述电控装置电连接。

所述水轮机的入口参数为，

水温：35～60℃；

水压：60kPa-1.0MPa；

水量：200-3000t/h；

水质：悬浮物＜200mg/L。

所述热泵为吸收式热泵，其系统参数为，

蒸发器进口水温：30～60℃；

发生器蒸汽温度：100～350℃；

热水回水温度：25～70℃；

高温热水温度：40～100℃。

本实用新型涉及余能发电、低温余热回收等的技术及设备，尤其涉及利用水力发电和热泵回收余热工艺及设备。该技术原理是利用高炉冷却水在工艺冷却过程中具有的动能、势能和热能，采用水轮发电机组和热泵机组，将高炉冷却过程中产生的余能和余热充分回收。该设备系统主要由旁通控制系统、水轮机发电系统、吸收式热泵系统构成。

针对现有技术中的问题，为了实现对高炉冷却水的综合利用，本实用新型专利提供一种用于钢铁冶金领域的高炉冷却水余热余能利用的工艺系统。其中，高炉冷却水的机械能通过水轮机发电系统进行回收利用，低温热能通过吸收式热泵系统进行回收利用。

本技术将高炉冷却水余能余热充分回收利用，经济效益显著。同时，由于高炉冷却水从高炉吸收的热量部分或全部被热泵带走，原系统的冷却塔可以部分或全部停用。这将大大减少系统维护成本，减少冷却塔补水，提高系统的可靠性，对原供水系统是一个明显的改进。