高炉冲渣水作为采暖热媒的应用及推广

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。

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。

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。

浅析高炉冲渣水余热采暖的应用本文综述了国内冲渣水余热采暖利用现状，并通过案例对直接换热和间接换热两种方式进行比较研究，间接换热的形式重复利用冲渣水优势更加明显，具有更好的推广价值。

标签：高炉；冲渣水；集中供暖；余热1 概述1.1 高炉冲渣水余热利用大有可为近年来，随着冶金行业节能降耗、资源综合利用和建设资源节约、环境友好型企业水平不断提高，加强能源优化利用、发展循环经济、余热余能利用已成为各钢铁企业发展的趋势，以往被忽视的高炉冲渣水的余热利用已在部分企业得以开发。

高炉炉渣温度高达1400 ～1500℃摄氏度，热量大，属高品质的余热资源。

高炉渣处理方式多为水淬处理，与高温炉渣进行热交换的冲渣水，水温为60～80℃，浊度的质量浓度为50～80mg/L，经过渣水分离设施的滤池过滤后，浊度的质量浓度能净化到4～7mg/L，出水水温为50～70℃。

高炉炉渣带走的热量约占高炉总热耗的16%左右。

生产1t生铁要产生0.3～0.6 t 炉渣，每吨炉渣约含有（1.26～1.88）× 106 kJ的显热，相当于0.04～0.06 t标准煤的能量[1]。

以2010年为例，中国高炉渣排量高达2亿t计算，每年造成约1000万t标准煤的热量浪费[2]。

1.2 我国目前高炉冲渣水余热利用的现状冲渣水的利用方式主要有3种：一是供暖、供热水，二是海水淡化（受地理条件限制），三是低温余热发电技术，余热发电无疑是一个最有价值的研发方向，但由于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。

利用冲渣水进行换热，然后向浴室、食堂、游泳池供应热水，或给居民楼供暖，这些方式技术相对成熟，目前被部分钢厂采纳，并带来了较好的经济效益。

目前建成的冲渣水余热利用工程以采暖方式为主，利用冲渣水的余热采暖主要可通过两种途径来实现：其一，经净化后的高炉冲渣水进入采暖系统各用户的末端采暖设备直接换热；其二，经净化后的高炉冲渣水通过高效换热器与采暖热水间接换热。

高炉冲渣水作为一种低温废热源，具有温度稳定、流量大、热容量大的特点，充分利用冲渣水余热，已成为一个研究课题。

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。

由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8%左右，循环水池的水温范围75～85℃，属于工业低温废热源，如果不加以利用，这部分能量就会被浪费，并造成热污染，但是高炉冲渣水中含有大量渣滓，有较大颗粒物，也有细微的渣棉，且腐蚀性强，所以高炉冲渣水余热回收是一个工艺系统工程，不是仅靠过滤器或者换热器就能解决的，而是需要过滤技术、换热技术、阻垢技术及系统设计等多种技术有机结合。

1项目概况某公司有高炉一座，容积为1260m 3，高炉设计利用系数2.5，设计日产铁量为3150t ，采用INBA 法处理高炉铁渣。

INBA 法是卢森堡保尔-沃特公司开发的先进渣处理技术，被国内宝钢、武钢、鞍钢、本钢等钢铁公司的高炉广泛采用，INBA 法的工艺过程为：高炉熔渣由熔渣沟流入粒化塔经压力水进行水淬，再用转鼓脱水器脱水，生成的水渣脱水后落到筒内皮带机上运出，冲渣热水经冷却塔冷却后循环使用。

该公司于2013年8月份开始对冲渣水余热回收利用进行可行性研究及立项，于2013年9月份开始进行土建施工建设，通过建设高炉冲渣水余热换热站，将高炉冲渣水的余热回收供暖，该项目于2013年11月15日建成投运。

该公司高炉冲渣水余热换热站建成投运后，可以为厂区提供15万m 2的供暖面积，同时可以停运原来用于供暖的燃煤锅炉。

2冲渣水情况该公司高炉日产水渣1260t ，渣铁比为0.35～0.45，冲渣水流量为1000m 3/t ，渣水平均温度为70～85℃。

高炉每天平均出铁13次，平均每次出渣时间为70～90min 。

冲渣水水质呈弱碱性，浊度为40.8mg/L,冲渣水水质化验情况见表1。

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。