[发明专利]高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统及发电方法

说明书

本发明公开高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统及发电方法，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。本发明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。

技术领域

本发明属于高炉技术领域，特别涉及高炉出铁场渣铁水余显热回收节能发电系统及发电方法。

背景技术

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，从现有背景技术出发，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。

发明内容

本发明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及发电方法，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。