[发明专利]一种高炉冲渣水余热利用系统及利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉技术领域，尤其是指一种高炉冲渣水余热利用系统及利用方法。

背景技术

目前，传统的高炉冲渣水余热利用存在有明显问题：（1）沙粒对金属间壁的冲刷容易造成换热器的早期损坏，沙粒容易对管道造成堵塞；（2）由于冲渣间隔的影响，使冲渣水的热量不稳定，不能达到理想的换热效果；（3）传统冲渣水余热利用方法是在冲渣水进入换热器之前必须经过水质处理，效率很低、成本很高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以解决由于冲渣水冲刷造成设备损坏腐蚀问题、可以实现在线除垢功能、可以稳定地利用冲渣水余热、可以在不对冲渣水进行水质处理的情况下提取冲渣水热量的一种新型高炉冲渣水余热利用方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种高炉冲渣水余热利用方法，所述方法包括有水蒸气蒸发部分和冲渣水蒸发部分，其中，

水蒸气蒸发部分的工艺流程为：首先利用沉浸式预热器将过冷的低温工质预热至60℃，此过程冲渣水温度从62℃降到60 ℃，形成低温工质60℃R123液体，干度为0；再利用满液式蒸发器将低温工质蒸发，此过程为强制对流，水蒸气侧95 ℃气体冷凝成95 ℃ 液体，R123侧从60 ℃液体蒸发成80 ℃ 气体，低温工质干度从0变为1，形成低温工质的80 ℃ 饱和蒸汽用于发电；

冲渣水蒸发部分的工艺流程：首先利用沉浸式预热器将过冷的低温工质预热至接近饱和，此过程冲渣水温度从65.5℃降到62 ℃，形成低温工质64 ℃饱和液体，干度为0；再利用并联的3台沉浸式干式蒸发器将低温工质沿程蒸发，此过程冲渣水温度从85 ℃降到65.5 ℃，低温工质干度从0变为1，形成低温工质的64 ℃ 饱和蒸气用于发电；在发电设备中循环后再回到第一个过程，如此反复，保证发电机组正常运行。

完成上述方法所用的余热利用系统，它包括有依次连接的挖沙段、冲渣水池、池外部分，冲渣水池内设有冲渣水蒸发机构，池外部分内设有水蒸气蒸发机构，所述的冲渣水蒸发机构包括有冲渣水螺杆膨胀动力机、冲渣水冷凝器、冲渣水储液器、沉浸式预热器、干式蒸发器，其中，沉浸式预热器、干式蒸发器均安装在冲渣水池内，且沉浸式预热器出口与干式蒸发器入口连接，干式蒸发器出口与冲渣水螺杆膨胀动力机连接，冲渣水螺杆膨胀动力机与冲渣水冷凝器连接，冲渣水冷凝器与冲渣水储液器相连接，冲渣水储液器与沉浸式预热器连接形成循环；所述的水蒸气蒸发机构包括有水蒸气动力机、水蒸气储液器、水蒸气冷凝器、满液式蒸发器、水蒸气预热器，其中，水蒸气预热器出口与满液式蒸发器入口连接，满液式蒸发器与水蒸气动力机相连接，水蒸气动力机与水蒸气冷凝器相连接，水蒸气冷凝器与水蒸气储液器相连接，水蒸气储液器出口与水蒸气预热器连接形成循环。

本发明的优点是：

一、抗冲刷和堵塞能力强

采用浸泡式的结构，管外侧的冲渣水不需要流动，有效避免沙粒对金属间壁的冲刷而造成换热器的早期损坏，且防止了沙粒对管道造成堵塞。同时安装方便，可直接固定在冲渣水池面板上，管外侧没有壳体，极大的节约了制造成本；

二、可以稳定利用冲渣水热量

由于冲渣水池的缓冲，可消除冲渣间隔的影响，保持热量的稳定。利用舷外冷却器的热循环原理及技术，可以在不对冲渣水进行处理的情况下达到较理想的换热效果。另外通过波节换热管束螺旋式支撑板的作用使其强化达到较高的换热系数；

三、可以适应多种工况

可以根据配套的发电设备功率的不同对换热器进行不同数量的组合，以适应被加热介质不同流量的要求，也可以适应多种不同的工况，以应对例如季节不同等带来的影响；

四、自洁污垢功能突出

换热管束材料采用316不锈钢管加波节式结构，既耐腐蚀同时由于换热管处于自由伸缩状态，自洁污垢功能更为突出，且可提高换热管的使用寿命。同时由于管外侧无壳体，污垢容易清洗。各管束之间采用快换接头式的软管相连，方便检修，还可以实现在线清洗；

五、有很高的换热效率

采用了干式蒸发和满液式蒸发相结合的结构，干式蒸发相比满液式蒸发而言，换热性能方面较差，但制冷剂侧阻力低，回流性能好，理论上同等换热面积情况下，充液量只有满液式的1/2到1/3。所以冲渣水水蒸发R123时，由于冲渣水水质较差故采用干式蒸发，R123走管内，冲渣水走管外，以降低冲渣水水质的影响。而采用水蒸气蒸发R123时，采用沉浸式蒸发，水蒸气走管内，R123走管外，利用强制对流提高换热效率以节约成本。

附图说明