[发明专利]一种高炉冲渣水余热利用系统及方法

权利要求书

1.一种高炉冲渣水余热利用系统，包括高炉渣淬化造粒装置(1)，渣水分离装置(2)，旋流除渣装置(3)，药剂池(7)，蒸汽换热装置(8)，换热器(10)和换热调控系统(13)；高炉渣淬化造粒装置(1)出口通过管道与渣水分离装置(2)入口连接；渣水分离装置(2)的水出口通过管道与旋流除渣装置(3)入口连接；所述的旋流除渣装置(3)上部是逆向流道(5)和滤渣栅板(6)，底部是排渣口(4)，旋流除渣装置(3)的另一侧通过管道与药剂池(7)连接；旋流除渣装置(3)顶部出口通过管道与换热器(10)冲渣水侧入口连接；换热器(10)冲渣水侧出口通过管道与高炉渣淬化造粒装置(1)连接；换热器(10)供暖水侧出口通过管道与供暖用户(11)和其它热用户(12)入口连接，供暖用户和其它热用户出口与换热器(10)供暖水侧入口通过管道连接，渣水分离装置(2)的蒸汽出口与蒸汽换热装置(8)底部连接，旋流除渣装置(3)顶部出口通过另一条管道伸入蒸汽换热装置(8)的顶部并连接有喷头(9)；蒸汽换热装置(8)顶部蒸汽出口通过管道连接在高炉渣淬化造粒装置(1)与渣水分离装置(2)间的管道上，蒸汽换热装置(8)底部水出口通过管道连接在渣水分离装置(2)与旋流除渣装置(3)间的管道上；在药剂池(7)出口管道上、换热器(10)冲渣水侧入口管道上、蒸汽换热装置(8)顶部喷头入口管道上、蒸汽换热装置(8)底部水出口管道上及蒸汽换热装置(8)顶部蒸汽出口管道上分别设有1#泵(17)、2#泵(18)、3#泵(19)、4#泵(20)、5#泵(21)；换热器(10)冲渣水侧入口管道上、换热器(10)冲渣水侧出口管道上及供暖用户(11)和其它热用户(12)入口管道上分别设置有1#监测装置(14)、2#监测装置(15)、3#监测装置(16)，以上监测装置与换热调控系统(13)连接向其反馈信息，换热调控系统(13)与3#泵(19)连接向其输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的高炉冲渣水余热利用系统，其特征在于：所述换热器(10)为板式换热器或螺旋管式换热器。

3.一种根据权利要求1或2所述高炉冲渣水余热利用系统的利用方法，其特征在于：高炉产生的高炉渣进入高炉渣淬化造粒装置(1)中，高温熔融状态下的高炉渣进入冲渣水中进行水淬，产生65℃～90℃冲渣水和蒸汽；渣水混合物和蒸汽进入渣水分离装置(2)中进行渣水分离，分离后的冲渣水中仍会含有少部分高炉渣；分离出的冲渣水从渣水分离装置下部的水出口进入旋流除渣装置(3)，进入旋流除渣装置(3)的冲渣水会旋转流动，借助重力的作用去除冲渣水中的较大颗粒高炉渣，而后冲渣水通过逆向流道(5)和滤渣栅板(6)去除水中的小颗粒和微细颗粒高炉渣，去除的高炉渣颗粒从旋流除渣装置(3)底部的排渣口排除；经过滤渣栅板(6)处理后的冲渣水有75％～95％进入换热器(10)进行换热，还有5％～25％进入蒸汽换热装置(8)与蒸汽进行换热；

进入渣水分离装置(2)的蒸汽一部分凝结成水，从渣水分离装置(2)水出口流出，但大部分蒸汽会从渣水分离装置(2)上部的蒸汽出口进入蒸汽换热装置(8)，进入蒸汽换热装置(8)的蒸汽是从下向上流动，而从旋流除渣装置(3)出来的少部分冲渣水是从蒸汽换热装置(8)顶部通过喷头喷洒下来，喷洒下来的冲渣水与从下向上流动的蒸汽充分接触换热，可以将65％～95％蒸汽冷却凝结成水；换热后形成的水通过4#泵(20)进入到旋流除渣装置(3)中，而未凝结的5％～35％蒸汽从蒸汽换热装置(8)顶部蒸汽出口通过5#泵(21)重新进入到渣水分离装置(2)中；当大部分蒸汽在蒸汽换热装置(8)中冷却凝结成水后，这些酸性气体也会大部分溶于水随着冲渣水进入到旋流除渣装置(3)中；药剂池(7)中加入了浓度为1～5mg/L的聚合氯化铁和氢氧化铁，聚合氯化铁和氢氧化铁是作为混凝剂和碱性药剂，由1#泵(17)进入旋流除渣装置(3)中，通过旋流除渣装置(3)的旋转效果与冲渣水充分混合，对冲渣水中的酸性物资和不溶性悬浮物进行中和，同时由旋流除渣装置(3)、逆向流道(5)和滤渣栅板(6)去除的高炉渣颗粒会从旋流除渣装置顶部落入底部的排渣口(4)，在这个过程中会携带被中和的酸性物资和不溶性悬浮物从排渣口(4)排除，进而实现了冲渣水中酸性物资和不溶性悬浮物的去除；

滤渣处理后75％～95％冲渣水通过2#泵(18)与1#监测装置(14)进入换热器(10)与供暖用户(11)和其它热用户(12)使用后的低温水进行换热，换热后的冲渣水通过3#监测装置(16)后直接进入高炉渣淬化造粒装置(1)；

通过1#监测装置(14)、2#监测装置(15)、3#监测装置(16)检测到换热前和换热后冲渣水的温度、流量参数，并将信号返回给换热调控系统(13)，换热调控系统(13)通过2#泵(18)、3#泵(19)调节进入蒸汽换热装置(8)和换热器(10)中的冲渣水量，控制进入换热器(10)的冲渣水温度、流量，进而实现了对换热器内雷诺数和用户水出口温度的控制；又通过调节供暖用户(11)和其它热用户(12)的热水使用量，实现对换热器(10)出口冲渣水温度的控制；通过以上调控方法，控制用户水出口温度在50℃～60℃范围内，满足供暖用户(11)和其它热用户(12)的需求；同时控制冲渣水在换热器(10)中的雷诺数在2.5×10⁵～5.5×10⁵的范围内。