高炉冲渣水余热利用项目技术方案

冲渣水余热利用系统技术说明核心设备说明图设计基本思想余热形式余热温度热水温度2030506070℃℃输入双良节能技术第一类吸收式热泵冬夏酒钢冲渣水余热利用项目说明酒钢7#高炉冲渣水余热利用计划共分为三期，目标如下：第一期：从85℃-95℃的冲渣水中取热，供铁烧换热站采暖使用，目标是确认可以长周期取得稳定热源第二期：最大限度从冲渣水中取热，取得的热量供冬季采暖使用，取代蒸汽换热采暖第三期：取得的热量尽可能在冬季、夏季都能最大限度利用根据以上目标，和酒钢相关部门取得共识后，提出了三期目标的原则方案和基本原理图，在具体实施时根据最终确定的工艺参数、现场条件修改方案以下是根据目前资料提出的冲渣水进行采暖术改造工艺流程简图图1： 原采暖系统图2：采暖系统改造方案一（第一期方案）水水换热器汽水换热器水水换热器℃图3：采暖系统改造方案二（第二期方案1）图3：采暖系统改造方案二（第二期方案2）图3：采暖系统改造方案三（第三期方案）℃水水换热器冬夏系统流程简述:原蒸汽采暖流程（略）第一期采暖系统改造流程（略）第二期采暖系统改造流程（以采暖系统改造方案二（二期方案2）为例）余热流程：来自冲渣池的85℃水经过水水换热器进行热交换，回水温度为40℃左右，进入冲渣池的下一级水池。

采暖水流程1：冲渣水换热器热交换出的热水为70℃，进入热泵机组，利用驱动蒸汽的热量与余热水的热量，升温到95℃，进入二次网；采暖水流程2：采暖二次网系统的回水50度，一部分进入热泵机组利用驱动蒸汽的热量与余热水的热量，升温到95℃；另外一部分直接进入吸收式热泵机组放热，降温到30℃，进入冲渣水换热器，被加热的70℃采暖水加热采暖水流程1。

驱动蒸汽流程：新引驱动蒸汽管路及凝结水管路一套，驱动蒸汽在热泵内驱动热泵运行后释放热量形成凝结水，凝结水再回收进入锅炉或凝水系统。

原有加热设备运行：正常情况下，热泵机组在采暖运行时，一直处于运行状态，原有的加热设备处于备用状态，当热泵设备进行检修、维护或故障状态时，原有的换热设备运行，以确保采暖系统的连续稳定运行。

高炉冲渣循环水的余热回收与实际生产应用方案摘要：计算分析高炉冲渣水余热量，设计计算用冲渣水余热加热锅炉供水的设计方案，同时解决了冲渣水水温高，引起水泵汽蚀问题。

关键词：冲渣水；余热；换热器；高炉；热量1.背景莱钢1#1080m3高炉、4#750m3高炉，其利用系数分别为3.0、3.4t/（m3.d），月均渣比约460kg/t，两座高炉共用一个约1050m2的渣池，现渣池平均水温101.5℃，其热量没有回收利用，因冲渣水温接近沸点，导致渣浆泵汽蚀严重，对水泵的运行和效率影响很大，同时50℃的蒸氨废水很难补入冲渣系统，只能依靠新水补入。

因此亟待解决冲渣水水温高的问题，可以通过冲渣水余热回收的方式，降低冲渣水温，同时回收大量余热。

2.方案介绍通过余热回收系统，将热量提取，用于加热锅炉给水，达到热量回收利用。

冲渣循环水经过冲渣水换热器，将冲渣池水温降至95℃左右，工艺流程：经过冲渣水换热器将一次冲渣水供回水温度控制在95/78℃；设置二次水板式换热器，二次侧水温控制在77/72℃；三次侧为冷凝水（锅炉供水）经板换提温供回水温度设置40/71℃。

3.水冲渣余热回收方案3.1方案描述根据近几年冲渣水余热利用的实际经验，水冲渣余热利用系统采用物理过滤方式的过滤器过滤冲渣水，为了避开水质处理的问题通过间接换热的方式较为普遍。

3.2设计参数选定两级换热器功率选择：冲渣水换热器选择：按照计算的输出负荷19.02MW，供回水温度95/78℃，循环泵水流量：963.5m3/h；二次水循环泵、板式换热器选择：二次水流量3210m3/h，供回水温度77/72℃，水泵选择流量1600m3/h，两用一备，板式换热器功率：18.6MW （换热器效率取98%）；三次侧水水泵选择：三次水流量500m3/h，供回水设计71/40℃，给冷凝水提温31℃左右。

3.3工艺流程介绍3.3.1 4#高炉冲渣泵房有三台900m3/h两用一备。

冲渣流量1800m3/h，现因水泵汽蚀，实际流量约1300m3/h左右。

安钢高炉冲渣水余热利用技术的实践摘要通过对安钢目前厂区高炉冲渣水分析，大量的低温余热未能充分回收利用，既造成蒸汽的浪费，也不利于环保要求，针对存在的问题，回收利用高炉冲渣水的低温余热，用于生活区冬季采暖改造，节省蒸汽资源，提高能源的综合利用。

关键词高炉冲渣水余热利用生活采暖实践0前言近年来，安钢在节能降耗、资源综合利用等方面不断创新、发展，引进、消化、吸收和开发、创新、研制先进节能减排技术，全面推广应用节能减排“四新”技术，促进工艺技术装备水平的优化升级，提高了节能减排创效能力。

因此，加强能源优化利用、提高余热余能利用水平、发展循环经济已成为安钢科学发展的一个重要趋势。

安钢东线采暖泵站主要给安钢五生活区供暖，热源采用动力锅炉中温中压蒸汽，蒸汽使用量约15～20t/h，供应采暖面积约14万平方米，是安钢的职工住宅区之一。

而安钢目前有大量的低温余热余能未能充分回收利用，部分余热余能是供应生活采暖的最佳热源，如高炉INBA冲渣水余热资源，其温度高、水量大，蕴含着巨大的热能，目前均未回收利用。

一方面，高炉冲渣水热量一部分流失对环境造成热污染；另一方面，采用动力锅炉蒸汽用于生活采暖则消耗了宝贵的蒸汽资源，增加了企业采暖成本，影响企业经济效益。

因此，利用高炉冲渣水余热向生活小区供暖已成为节能与资源综合利用的最佳选择。

现就安钢高炉冲渣水的余热利用技术实践做简单介绍。

1安钢高炉冲渣水现状安钢目前有3座2000m³以上级高炉，均采用INBA法水冲渣工艺，冲渣水余热均未回收利用。

其中1#高炉是2200m³高炉，其正常生产时，冲渣水循环量为1200m³/h，冲渣水温度在80℃以上，东、西两个INBA交替出渣，其中西INBA为双出铁口出渣，东INBA为单出铁口出渣。

经测算，1#高炉冲渣水有效热量为25.54MW，按照本地区的采暖设计规范，具有供应约50万平方米的采暖能力。

高炉冲渣水余热回收的可行性分析文章结合高炉冲渣水的余热特点，提出了三种余热回收方案，并针对其可行性进行了分析。

标签：高炉；冲渣水；余热回收；可行性前言在当前经济全球化的背景下，能源危机的不断深化，使得节能降耗可持续发展受到了社会各界的广泛关注。

钢铁作为我国国民经济的支柱产业，同时也是耗能大户，在生产过程中，会产生大量的余热，以高炉冲渣水为例，其温度可以达到95℃左右，一般都是在进入空冷塔冷却后，对水资源进行循环利用，但是其中蕴含的热量却白白浪费，而且对于周边环境造成了热污染。

对此，做好高炉冲渣水余热回收工作，是非常重要的。

1 高炉冲渣水余热特点高炉冲渣水余热的热源温度相对较低，但是流量巨大，而且由于水中蕴含相应的化学物质，对于普通钢材有着一定的腐蚀性，做好高炉冲渣水余热的回收工作，不仅能够有效减少能源的浪费，还可以保护周边环境，其重要性是不言而喻的。

在钢铁企业中，一般情况下，高炉冲渣水采用的是浊环水，能够减少对于水资源的消耗，但是其在冷却过程中大量的热量散失，造成了一定的浪费，而且冲渣过程中产生的二氧化硫、硫化氢等物质会在大气中形成酸雨，造成严重的环境污染，因此，如何对高炉冲渣水余热进行回收利用，是當前钢铁企业需要重点研究的课题。

2 高炉冲渣水余热回收方案从目前来看，对于高炉冲渣水余热的回收，主要是以下三种方案。

2.1 采暖在对高炉冲渣水进行沉淀过滤后，进行相应的水热交换，通过循环泵，将采暖水输送至采暖用户。

将余热回收用于采暖的方法，具有投资少、设备简单、散热少、余热利用率高等优点，不过也存在两个方面的问题，一是由于采用的是浊环水，容易出现感到堵塞和腐蚀的现象，维护起来比较困难，对于换热设备的要求较高；二是只能在冬季使用，无法全年回收余热。

因此，如果采用这种方案，经济效益相对较差，而且对于余热的回收利用率低。

2.2 发电在对高炉冲渣水进行沉淀、过滤等预处理后，导入换热器，此时冲渣水的温度降低到40-50℃，之后回归到高炉供冲渣使用，可以对一定的余热进行回收。

高炉冲渣水余热回收技术通过对高炉冲渣水余热回收利用的几种方式的对比，分析了传统换热设备在余热回收项目中的优缺点，并提出真空相变换热技术在冲渣水余热回收中的优势，其较好地解决了传统冲渣水换热器设备堵塞、耗损、腐蚀、结晶等一系列问题。

真空相变换热器有效地利用了此项技术，在钢厂高炉冲渣水余热回收利用中值得推广利用，具有广阔的应用前景，可以实现较好的经济效益和环保及社会效益。

标签：换热器；真空相变；高炉冲渣水；余热回收1 概述高温熔渣作为高炉炼铁的附属产物，其经过水淬工艺处理后将产生70～90℃的高温冲渣水，这些具有大量余热的冲渣水具有成分复杂、悬浮物多的特点，尤其是其中含有矿棉类纤维等成分，极易造成沉积钩挂、堵塞，同时其渣粒也会造成管道的严重磨损。

长期以来，人们采用直接或间接的换热器来利用冲渣水的余热，都达不到理想的换热及运行效果。

高炉冲渣水若直接作为采暖热水，会在采暖管道及散热器中产生淤积、堵塞；若间接换热，则同样会在传统的换热器中发生堵塞、腐蚀、结晶、磨损等问题，无法长周期有效使用。

综上，如何全面、有效地利用高炉冲渣水便成了一个亟待解决的现实问题。

2 真空相变换热技术简介由于水的沸点会随着压力的变化而相应地变化，所以，通过降低水所在周围环境的压力大小，从而使水在低压环境下沸腾，进而转化为水蒸气，这些水蒸气便可以被我们充分利用与循环水进行相变换热，从而达到了余热回收的目的。

2.1 高炉冲渣水的水质分析高炉冲渣水的余热回收具有其鲜明的特点，有必要对其水质进行简单地分析。

高炉渣的主要成分为CaO、SiO2、AL2O3等物质，冲渣水是高炉渣在1400℃左右的熔融状态下水淬形成的，故在其水淬过程中会将高炉渣的一些成分溶解在水中，再加上冲渣水作为冷却高炉渣的重复利用循环水，不断往复地冲渣过程中冲渣水也不断地被浓缩，从而使高炉渣中可以溶于水的物质达到了一个饱和的状态。

笔者从某钢厂冲渣水提供的水质报告得到以下数据。

仟亿达高炉冲渣水余热回收利用解决方案一、高炉冲渣水余热利用背景钢铁厂在高炉炼铁工艺中，产生的炉渣温度大约为1000℃。

目前，大多数炼铁企业的处理方法是：将此炉渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化，以供生产水泥之用。

这一过程中能够产生大量温度在80~95℃的热水。

通常，为了保证冲渣水的循环利用效果，需要将这部分冲渣水在沉淀过滤后引入空冷塔，降温到50℃以下再次循环冲渣。

这样就使得很大一部分热量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪费，又对环境造成了热污染。

目前，高炉冲渣水余热回收利用技术主要应用于余热发电、冬季采暖和浴池用水。

二、高炉冲渣水余热利用解决方案2．1余热发电基本原理为：炼铁厂高炉冲渣水排出时温度为80～95℃，经沉淀清除杂质预处理后进人特殊设计的蒸发换热器和预热换热器，将高炉冲渣水热量传递给换热介质，温度降至约5O℃，再送回高炉冲渣，从而回收一定量的余热。

换热介质在换热器内吸收热量后变成80℃的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，输出电能。

做功后的换热介质变成低压过热蒸气，进入冷凝器放出热量，变成低温、低压的液体换热介质，然后由泵送至换热器中吸热，再次变成过热蒸气推动气轮机膨胀做功。

如此连续循环，将高炉冲渣水中的热量源源不断地提取出来，转换成电能。

图1、高炉冲渣水余热发电工艺流程图冷凝器冷却方式包括水冷式和风冷式2种。

其中，水冷式冷凝器投资较低，投资回收期较短，但运行过程需补充冷却水；风冷式冷凝器净发电量较少，但不需要冷却水，比较适合干旱缺水地区。

2．2螺杆膨胀机余热发电简介螺杆膨胀机是一种专门回收各种低品位热能发电的高新技术新型发电机组，具有通用性强、热能适用广、使用维护安全便捷、节能高效等技术特点，在不影响用户正常生产的前提下实现节能减排和经济增效的投运效果。

工业热液（75℃以上）的应用范围：热水温度150℃以上，可以直接用“螺杆膨胀动力机组＋冷凝器”回收发电热水温度70-150℃范围，可以采用“双循环螺杆膨胀动力机组＋冷凝器”回收发电图2、螺杆发电流程图2．3冬季采暖高炉冲渣水在渣池中沉淀后仍含有很多炉渣杂质，不能满足采暖系统水质要求，所以高炉冲渣水必须过滤才能进入采暖系统。

科技成果——高炉冲渣水直接换热回收余热技术适用范围钢铁行业冶金行业炼铁、炼铜等生产过程高炉冲渣水余热回收利用行业现状高炉炼铁熔渣经水淬后产生大量60-90℃的冲渣水，其中含有大量悬浮固体颗粒和纤维。

目前，我国高炉冲渣水余热主要采用过滤直接供暖及过滤换热供暖方式进行利用，但存在容易在管道或换热设备内发生淤积堵塞、过滤反冲频繁取热量少、产生次生污染等问题，无法长时间使用，因此多年来冲渣水余热未得到全面有效利用。

按照我国钢铁生产产量8亿t，按350kg渣比计算，由冲渣水带走的高炉渣的物理热量约占炼铁能耗的8%左右，能源浪费巨大。

该技术自2013年推广至今，已实施26座高炉，总供暖面积达1400多万平米，实现节能量20万tce/a，CO2减排约52万t/a。

成果简介1、技术原理高炉炼铁冲渣水含有大量60-90℃低品位热量，该技术采用专用冲渣水换热器，无需过滤直接进入换热器与采暖水换热，加热采暖水，用于采暖或发电，从而减少燃煤消耗并减少污染物的排放，达到节能减排的目的。

冷却后的冲渣水继续循环冲渣，对于带有冷却塔的因巴等冲渣工艺，可以关闭冷却塔进一步节约电能消耗；而对于没有冷却塔的冲渣工艺，冲渣水降温后减少了冲渣水蒸发量，进一步减少水消耗。

采用该技术，无需过滤，工艺流程短，运行及维护成本低，取热过程仅仅取走渣水热量，不影响高炉正常运行，无次生污染，整体运行可靠，适宜于长周期运行。

2、关键技术（1）直接换热技术。

开发了专用冲渣水换热器，解决了纤维钩挂堵塞和颗粒物淤积堵塞问题，冲渣水无需过滤即可直接进入换热器与采暖水进行换热。

（2）抗磨损技术。

冲渣水含有大量固体颗粒物，不仅容易淤积堵塞，而且极易磨损，该技术通过板型、材质、结构、流速等方面的控制解决了磨损问题。

（3）自动运行控制技术。

根据高炉规模和冲渣工艺的不同特点，研发了系列工艺流程与之配套，大型高炉两侧冲渣的切换技术以及可靠的直接换热技术保证了自动运行的可实施性。

3200高炉区域循环水余热利用方案余热采暖利用现状目前济钢余热利用项目主要为高炉冲渣水余热利用项目，共设有三个高炉冲渣水换热泵房，每个泵房安装板式换热器三台（开二备一），设计负荷为36.5MW，采暖水流量：2100t /h供回水温度：65℃/50℃供回水压力：6.5/4.5MPa根据供热负荷48W/㎡计算，可供采暖面积：76万㎡左右。

现已为钢城新苑和韩仓小区供暖。

为充分利用济钢余热资源，为济钢创造更大的经济效益，结合济钢实际运行情况，可采用热泵技术回收高炉水冷壁等的余热水余热，加热冲渣水余热利用项目采暖水，用于实现济钢周边城市小区供暖。

从而实现了节约高品位一次能源，提高能源综合利用率的目的，并减少了余热排放大气所带来的环境污染问题.3200高炉区域余热负荷技术方案在石河西侧3200高炉区域采暖水供热管线母管处，建设3台25MW 吸收式热泵,用320烧结和400烧结锅炉蒸汽作为驱动，提取3200循环冷却水热量，把采暖循环水由65℃加热至95℃。

根据吸收式热泵蒸汽负荷占总负荷的40%--50%.热泵参数采暖水温度： 95℃/ 65℃循环水温度：37℃/ 30℃循环水量：1500t/h 采暖热水量：700t/h单台蒸汽量：18t/h蒸汽压力：2.0MPa温度：400℃负荷计算表投资估算三台吸收式热泵每台约1000元，蒸汽、水系统改造费用约1000万，合计4000万元项目收益项目建成后可采暖总负荷可达到110MW,供热面积220万平方米。

可增加供热面积144万平方米，采暖费按20元/平方米分配给济钢，收入2880万元/年，采暖配套建设费用78元/平方米按50%分配给济钢，可一次性获得费用5616万元。

高炉冲渣水余热回收技术的创新与应用高炉熔融炉渣的温度高达1400℃~1500℃，其热量大，属于高品质的余热资源。

我国高炉渣的处理工艺主要采用水淬处理，大量高温炉渣通过冲渣水进行冷却，产生大量温度为70℃~85℃的热水。

通常，为了保证冲渣水的循环利用，需要将这部分冲渣水沉淀过滤后引入空冷塔，降温到50℃以下再次循环冲渣，或自然降温后继续循环冲渣。

这个过程损失了大量的热量，既造成了能源的浪费，又对环境造成了污染。

高炉冲渣水作为一种废热能源，因其温度稳定、流量大的特点，正逐渐成为余热回收利用的研究热点。

目前，对冲渣水余热的回收方式有利用冲渣水采暖、浴池用水和余热发电。

冲渣水余热发电是一种最有价值的研发方向，但因其技术要求相对较高，投资回收期较长，目前还处于研究开发阶段。

利用冲渣水采暖或作浴池用水，已经被北方地区的部分钢厂使用，并带来较好的经济效益。

高炉水渣含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3和少量的Fe2O3，pH值大于7，呈弱碱性。

高炉水渣杂质在冲渣水中以固体颗粒或悬浮物的形式存在，日积月累，杂质会使采暖系统中的管道、阀门、散热器发生大面积淤积、堵塞，所以高炉冲渣水作为采暖热源时不适于直接使用。

通过间接换热的形式重复利用冲渣水进行采暖或作为浴池用水是高炉冲渣水利用的技术点，而高炉冲渣水专用换热器适用于换热介质在高悬浮物、高黏度等恶劣工况下的实体应用。

冲渣水余热回收出利器冲渣水专用换热器是由螺旋状扁管换热元件制造而成的新型高效换热器，螺旋扁管的截面为椭圆形，其管内外流道均呈螺旋状，获得国家实用新型专利。

该换热器在使用过程中具有以下特点：压降小。

管壳式换热器在壳程为了减少死区和短路设置了一定数量的折流板，相应地增加了阻力，而螺旋扁管的应用使得壳程中介质的曲折流动变为直接螺旋流动，没有死区，不必设置折流板。

取消折流板降低了阻力，并大大提高了热传递效率。

冲渣水专用换热器和螺旋板式换热器的压降≤30kPa，而板式换热器和固定管板式换热器的压降均为50kPa~100kPa。

钢铁企业高炉冲渣水余热利用技术分析摘要：随着社会经济快速发展，钢铁行业取得了巨大进步，这对于促进我国工业化水平提升起到了重要的推动作用。

但是钢铁企业在工业生产中的能耗较大，而且在生产过程中还会产生大量余热，如果不能合理利用，则会导致能源损耗严重，不利于保障企业的可持续发展。

对此，针对高炉冲渣水余热进行科学利用对于帮助钢铁企业降低能耗并实现能源节约，同时促进自身绿色环保发展具有重要意义。

本文主要分析了钢铁企业生产中高炉冲渣水余热的特点，并出了具体的余热利用技术，以期为钢铁企业余热科学利用提供指导。

关键词：钢铁企业；高炉冲渣水；余热利用在钢铁企业生产过程中，高炉冲渣水属于低温性的废热源，其具有温度稳定而且流量大的特点，如果将此项资源直接浪费掉，不仅会给钢铁企业造成极大损失，同时也会对周边环境造成极大污染。

为了更好地利用高炉冲渣水余热，就必须要积极探索其具备的特点，并基于此分析可利用的方向，从而提高余热利用效能，为钢铁企业带来更大经济效益，也为其后续高质量发展提供基础支持。

一、钢铁企业高炉冲渣水余热特点1、余热资源潜力大高炉冲渣水具有低温余热热点，虽然温度不高，但由于流量庞大，成为了重要的能源回收点[1]。

例如在一个年产铁量达250万吨的大型高炉中，每小时可产生高达2200立方米的循环冲渣热水，等量冲渣水热负荷估计达到40兆瓦，由此可见其巨大的能源回收潜力，若能高效利用低温余热，不仅能显著降低能源消耗，还能减轻环境热污染。

目前，冲渣热水通过冷却后循环使用或自然降温，其间大量热能未被充分利用，如果能开应用高效的热能回收和利用技术如热泵系统或低温余热发电技术等，可以有效转换热能为发电或供暖等其他用途，不仅对钢铁企业降低能源成本和提升环保水平有着重要意义，也对推动整个工业领域的绿色转型和可持续发展具有积极影响。

2、具有强腐蚀性在现代钢铁生产过程中，为应对日益严格的环保标准，许多钢铁厂开始循环利用各工序产生的含盐废水作为高炉冲渣用水，虽然有效减少了废水排放，但却使得冲渣水的腐蚀性显著增强。

鞍钢4#、5#高炉冲渣水技术方案鞍钢集团炼铁总厂高炉冲渣水余热利用项目技术方案2015年4月目录1 概述 (1)1.1项目名称 (1)1.2编写单位 (1)1.3设计依据 (1)1.4设计原则 (2)1.5设计范围 (2)2 技术条件及指标 (3)2.1气象资料 (3)2.2设计条件 (3)2.3项目简述 (4)2.4工艺简述 (4)3 工艺技术方案 (6)3.1建筑物采暖热指标 (6)3.2供热能力分析 (7)3.3工艺技术方案 (8)3.4冲渣水换热站 (9)3.5备用热源 (11)3.6.能源介质管网 (11)3.7主要设备清单 (12)4 土建部分 (13)4.1概述 (13)4.2主要设计依据 (13)4.3厂区自然条件 (14)4.4建构筑物 (14)4.5计算采用的程序 (15)5 供配电设施 (15)5.1设计范围 (15)5.2设计依据 (15)5.3 供电及负荷计算 (16) 5.4电气传动及控制 (16) 5.6 照明 (17)5.7防雷与接地 (18)5.8电气设施防灾 (18)6 自动化仪表及控制要求 (20) 6.1设计范围 (20)6.2装备水平 (20)6.3主要检测 (20)6.4控制要求 (20)6.5仪表选型 (21)6.6控制室 (21)6.7通讯 (22)7 给水、排水 (22)7.1生产用水 (22)7.2生活给水 (23)7.3 排水 (23)8 采暖、通风、空调设施 (23) 8.1采暖设施 (23)8.2通风设施 (23)8.3通风设施 (24)9 项目组织机构和人员 (24) 9.1施工条件 (24)9.2 大件运输 (24)9.3 建厂物资 (25)9.4 劳动定员 (25)10 运行管理 (26)10.1调试和试运行 (26)10.1日常运行管理 (26)10.3异常运行 (26)11 投资概算 (27)11.1工程概况 (27)11.3费用构成 (28)11.4成本及收益分析 (28)1 概述1.1项目名称鞍钢集团炼铁总厂高炉冲渣水余热利用项目中新4#、5#2580m3高炉冲渣水余热利用工程。

高炉冲渣水直接换热余热回收技术
炉炼铁熔渣经水淬后产生大量 60-95℃冲渣水，蕴含了巨大热量，但其中含有大量固体颗粒和矿物纤维，并具有腐蚀性，很难利用其热量，三十年来国内外众多钢铁企业尝试利用冲渣水余热采暖，但仍未得到全面有效利用，特别是大型高炉未见应用。

天津华赛尔历时多年反复研究、试验取得了突破性成果，开发出全球独创、世界领先的“高炉冲渣水直接换热余热回收技术”，本技术系统冲渣水不设置沉淀过滤装置、直接进入“冲渣水换热器”与采暖水进行换热，技术优势在于：全水量取热、回收热量大、流程简单、易于操作，可实现无人值守运行；与高炉冲渣系统无缝对接不干扰高炉运行，适用于各种水冲渣工艺；一个采暖季连续不停车运转；占地小，易于实施；只取热量，无次生污染；运行成本低，维护量小。

“高炉冲渣水直接换热余热回收技术”已获得国家专利 13 项，其中 4 项发明专利，并已成功实施了 20 座高炉的冲渣水余热回收项目用于供热，其中 19 座炼铁高炉，1 座铜冶炼炉，两座 4350 立方米大型炼铁高炉，总供热面积达到 1200 万平米。

其技术成熟、可靠，适用范围广，既可远距离大规模应用于城市集中供热，也可以小规模应用于厂区内供热和生活热水供应；既可应用大型高炉，也可应用于小高炉；既可用炼铁，也可用于炼铜等冶金行业。

高炉冲渣水余热回收的利用技术概述随着能源的不断应用和开发，在世界范围内，能源问题已经成为我们发展过程中的重要问题。

我国作为世界范围内的能源大国，占据着世界上第二多的能源资源，但是我国的人均能源储量还不到世界平均水平的一半，总体来看，我国的能源人均占有量还处在较为落后的状态，和世界上的发达国家还有很大的距离。

在能源的使用效率问题上我国也存在着较大的差距。

基于上述差距，我国现阶段的能源问题就是要节约能源，提升能源的利用效率。

作为我国的经济发展的根基，我国的钢铁行业在我国的经济发展过程中扮演着非常重要的角色，发挥着巨大的作用。

但是钢铁行业在我国的发展过程中也存在着诸多的缺点。

例如对我国的能源消耗过大，同时对我国的环境危害过大等。

钢铁行业在推动能源转变的过程中会产生余热以及余能。

在现阶段我国在余热以及余能的回收以及利用问题上还存在很多的问题，利用效率很低。

虽然在实际的回收过程中，大部分的余热以及余能能够被回收，但是占据很大比例的低温余热还是没有充分地回收利用，根据有关部门的数据分析，这一部分的回收利用为零。

例如在生产过程中的高炉冲渣水产生的余热就白白地流失浪费了。

因此我国的钢铁行业在这一方面的发展前景非常好，有很大的发展潜力。

在我国的钢铁行业的高温炼铁相关工艺中，产生的炉渣温度能够达到1000℃，高温通常应用在水泥的生产过程中。

高温冲渣水具有3个主要的特点。

第一个特点是有较低的热源温度；第二个特点是流量巨大；第三个特点是对普通材质的钢材具有严重的腐蚀。

高温冲渣水一半情况下采用自然冷却的方式进行冷却处理。

在实际的操作过程中还有很多的利用方式，本文针对利用的主要方式进行阐述和分析。

1 高温冲渣水的应用一：采暖应用通常情况下，在冬季高温冲渣水能够达到53℃，在极寒的天气下水温还是能够达到49℃以上，我们通过合理的采暖布局并且配置相关的供暖设施，能够将室内的供暖温度控制在17℃以上。

其工作原理如图1所示。

利用冲渣水进行供暖是一种能源再利用，除了增加必要的供暖设备等投资外，这种方式的供暖不使用或者消耗能源，供暖费用消耗不大。

高炉冲渣水的余热利用摘要：随着科技的不断发展我国高炉冲渣水余热利用以及存在的问题，采用平流沉淀与普通快滤池相结合的工艺处理冲渣水，利用高炉水冲渣余热进行换热后进水温度明显提高，取得了较好效果。

关键词：余热；冲渣水；采暖前言随着能源与环境问题的日益突出，我国钢铁企业对节能降耗的重视程度进一步提高。

充分挖掘企业内余热余能的回收潜能，降低产品成本，创造新的经济效益，成为新形势下钢铁企业的重要工作之一。

高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，如何让冲渣水发挥余热利用的效益，也逐渐成为一个研究课题。

目前我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。

高炉内1400℃～1500℃的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。

在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50% 以上。

冲制1吨水渣大约消耗新1～1.2 吨，循环用水量约为10吨左右。

按照我国钢铁生产产量5 亿吨，按350 千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1.5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4%。

由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，大约相当于21千克/标煤（按350 千克/ 吨铁计算）。

循环水池的水温范围60℃-85℃，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被白白浪费。

1、冲渣水处理高炉冲渣水进入水渣池沉淀后，以1200～1500 m³/h的流量通过DN700管道流出，进入平流沉淀池进一步沉淀，沉淀后的水自流到普通快滤池进行过滤，过滤后的水进入采暖泵房吸水池，通过供水泵组加压送至采暖区供采暖循环使用。

采暖回水进入反冲洗水塔及冲渣水泵房吸水池，供高炉水力冲渣及普通快滤池反冲洗使用。

其中普通快滤池的反冲洗排水排入旋流沉淀池，通过提升泵提升到冲渣池进行冲渣使用，沉渣用抓斗抓出2、超滤进水及输送管网2.1 超滤进水情况二期软水站生产水能力为1600 m³/h，其中需要将1200 m³/h 的生产水从2℃加温至20 ℃，以满足超滤进水温度及水量需求。

鞍钢集团炼铁总厂高炉冲渣水余热利用项目技术方案2015年4月目录11.4成本及收益分析 ..............................................................................................1概述1.1项目名称鞍钢集团炼铁总厂高炉冲渣水余热利用项目中新4#、5#2580m3高炉冲渣水余热利用工程。

1.2编写单位XXXXXX1.3设计依据（1）依据鞍钢集团炼铁总厂新4#、5#2580m3高炉冲渣系统生产状况，及未来负责供热的建筑物热工情况等。

（2）甲方提供的厂区现状图；（3）国家及相关行业颁发的政策。

《中华人民共和国循环经济促进法》；《中国节能技术政策大纲》；《大气污染防治行动计划》；（4）国家现行有关设计规范、技术标准。

《城镇供热管网设计规范》CJJ34-2010；《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-2013；《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012；《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；《建筑设计防火规范》GB50016-2006；《供配电系统设计规范》GB50052-2009；《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；《工业金属管道设计规范》GB50316-2000(2008年版)；《钢铁企业节能设计规范》GB50632-2010；《钢铁企业给水排水设计规范》GB50721-2011。

1.4设计原则（1）根据采暖水对水质、水温、水压的不同要求，充分挖掘厂内宝贵余热资源，设计了高炉冲渣余热利用循环系统，以实现冲渣水余热的二次利用、节约新水，减少环境污染的目的。

（2）结合区域水处理现状，充分发挥现有设施潜力，尽可能降低投资、减少占地面积。

（3）采用先进、高效、节能的设备和国内外先进、可靠、成熟的水处理工艺进行相应的水处理设计。

冷钢高炉冲渣水废热利用研发立项书冷水江钢铁有限公司动力厂目录一、项目概况二、企业基本情况三、项目所需条件及作用四、主要内容与目标五、项目总投资，资金来源和资金构成六、人员培训及技术来源七、项目经济效益和社会效益分析一、项目概况1 项目名称：冷钢高炉冲渣水废热利用研发2项目实施单位：冷水江钢铁有限责任公司3 项目地点：冷水江钢铁铁有限责任公司动力厂冲渣泵房二、企业基本情况冷水江钢铁有限责任公司是始建于1958年的冷水江钢铁厂改制而来的有限责任公司，位于冷水江市市区西南近郊，冷钢经过近50年的发展，已经成为集冶金，电力，房地产，贸易于一体的大型钢铁企业。

董事长陈代富先生发扬企业‘‘永不言败突重围，艰苦奋斗创大业，敢于担当作贡献，追求卓越不停歇’’的精神，使企业不断发展和壮大。

冷钢目前主要生产设备设施有：105㎡烧结机2台，80万吨连蓖机-球团1个，530m3炼铁高炉2座，450 m3炼铁高炉2座，600 m3炼铁高炉1座，75吨转炉3台，900吨混铁炉1座，6机6流方坯连铸机、5机5流方坯连铸机、2机2流板坯连铸机各1台，10000 m3∕h制氧机组各2套，3800 m3∕h制氧机各1套，1500 m3∕h 、16000 m3∕h制氧机各1套，3000kw高线蒸汽发电机组1套，12000kw 煤气发电机组3套，9500kw烧结余热发电机组1套，3000kw高炉煤气压差发电机组﹙TRT﹚5台套。

企业已达到年产生铁260万吨，钢坯300万吨的生产能力。

三、项目所需条件及作用1. 项目所需条件⑴利用螺杆膨胀动力机螺杆膨胀动力机利用有机工质形成双循环系统，吸收排放的冲渣废热水的热能，以低沸点的有机物为工质，将有机工质加热成汽液两相，直接进入螺杆膨胀动力机作功驱动发电机发电。

作功后的汽液混合物进入冷汽器冷凝后，再经工质泵返回加热器，如此循环作功。

以氯乙烷为例，对怎样选取低沸点的有机工质来提取热源进行分析。

在一个大气压下，水的沸点足100℃，而一些有机物的沸点却低于水的沸点。

钢厂余热回收项目方案一、高炉冲渣水余热的利用钢铁产业是耗能大户，在消耗能源的同时会产生大量的余热余能。

目前，钢铁产业余热余能的回收利用率相当低，其中，高温余热比较容易回收，在节能降耗的技术改造中已大部分得到回收；但低温余热的回收却几乎为零，如高炉冲渣水的余热，大多被浪费掉。

应该指出，低温余热约占总余热的35%，因此，钢铁产业的低温余热存在着巨大的回收潜力。

如何实现高炉冲渣水的余热利用，是一个具有重大意义的节能课题。

钢铁厂在高炉炼铁工艺中，产生的炉渣温度大约为1000℃。

目前，大多数炼铁企业的处理方法是：将此炉渣在冲渣箱内由冲渣泵提供的高速水流急冷冲成水渣并粒化，以供生产水泥之用。

这一过程中能够产生大量温度在80~95℃的热水。

通常，为了保证冲渣水的循环利用效果，需要将这部分冲渣水在沉淀过滤后引入空冷塔，降温到50℃以下再次循环冲渣。

这样就使得很大一部分热量在空冷塔中流失，既造成了能源的浪费，又对环境造成了热污染。

高炉冲渣水低温余热的特点是：热源温度较低，但其流量却相当大。

回收高炉冲渣水的余热，既能节约能源，又能保护环境，具有重要的意义。

目前，提出对冲渣水余热的回收方式有：利用冲渣水采暖或作浴池用水；冲渣水余热发电。

冲渣水余热发电无疑是一种最有价值的研发方向，但其技术含量相当高，目前还处于研究阶段关于高炉冲渣水余热回收发电系统的一般思路是：该系统主要由循环工质蒸汽发生器、动力机、工质循环增压泵和发电机组成。

高炉冲渣水进入余热蒸汽发生器，放出热量，循环工质进入余热蒸汽发生器中吸收热量汽化为工质蒸汽。

工质蒸汽进入动力机中，推动动力机转动，并带动发电机产生电能。

其中动力机本身具有减温减压的功能。

液态工质在增压泵的作用下进入余热蒸汽发生器中再次吸收热量，循环往复。

要实现这一系统的正常运行，关键是选择合适的循环工质。

针对钢铁厂高炉冲渣水温度低，流量大的特点，为了能够高效回收低温余热，需要采用低沸点的循环工质。

高炉冲渣水主要用于制作建筑材料也可用来制造渣棉、铸石和膨球等。

高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大的特点，如何让冲渣水发挥余热利用的效益，也逐渐成为一个研究课题。

目前我国高炉炉渣处理工艺主要是水淬渣工艺方式。

高炉内1400度-1500度的高温炉渣，经渣口流出，在经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，冲击淬化成合格的水渣。

在炼铁工序中，冲渣消耗的新水占新水总耗的50%以上。

冲制1吨水渣大约消耗新水11.2 吨，循环用水量约为10吨左右。

按照我国钢铁生产产量5亿吨，按350千克渣比计算，仅用于冲渣的新水消耗就超过1．5亿吨，占钢铁工业新水消耗的4%。

由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，大约相当于21千克，标煤（按350千克/吨铁计算）。

循环水池的水温范围60-85度，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被浪费。

目前对于高炉冲渣水的余热利用，主要还是直接利用显热提供冬季采暖，这种利用方式技术简单、改造成本很低，但存在一些问题：（1）冲渣水水量大，蕴含的热量很大，而一般厂区办公楼的采暖负荷较小，不能够将冲渣水的余热能力完全发挥出来；（2）采暖只适用于北方的城市冬季使用，夏季不需要，而南方城市一年四季都不需要采暖，因此这种方式存在局限性；（3）冲渣水含有大量的杂质，进入管网后易造成堵塞，且供热管网系统庞大，清洗难度很高。

因此，研究高炉冲渣水余热利用的新技术，最大程度是回收高炉冲渣水的余热。

冲渣水余热利用高炉冲渣水排出时温度大约85℃，将热量传递给工质，温度降到50℃左右，再送到高炉供冲渣之用，从而回收了一定量的余热。

工质在换热器内吸收热量后变成80。

C的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，对外输出电能。

做功后的工质变成低压过热蒸气，低压过热蒸气进入冷凝器放出热量，变成低温低压的液体工质，然后由工质泵送到热交换器中吸热，再次变成过热蒸气去推动气轮机做功。

目录一、公司简介二、生产现状及余热利用技术2.1钢铁厂生产现状、与该节能技术相关生产环节的能耗现状2.2低温热的分布2.3低温热的利用状况三、冲渣水余热回收方案设计3.1空气除湿预热系统技术3.2利用钢铁厂余热系统的方案设计3.3水系统加热技术四、经济效益分析4.1增加产能分析4.2鼓风除湿效益分析4.3预热热水效益分析一、公司简介作为国内专业化ESCO（节能服务提供商），自成立以来，一直致力于为用户提供全方位的节能解决方案，帮助用户降低经营成本，持续地创造利润，一直致力于为不同地区、不同行业的用户提供最专业化的服务，积累了丰富的节能改造和用户服务经验，在电力行业和工业余热回收方面取得了有目共睹的成绩。

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