1 080m3高炉冲渣水余热回收工艺

高志光，陈建国，王立新

（西宁特钢集团公司，青海 西宁 810005）

一、前言

西宁特钢3#高炉为1 080m3高，其炉渣采用图拉法进行冲渣处理，冲渣水产出量约1 200m3/h，冬季水温约80℃。西宁特钢根据国家有关产业政策要求，利用高炉冲渣水在冬季是向厂区集中供暖，同时全年为公司新建的两个集中职工浴室供应生活热水，实现能源的余热回收利用。

本次冲渣水余热回收的设计带动的采暖面积为22万m2，设计热指标为75W/m2。采用冲渣水间接采暖，即冲渣水通过板式换热器与采暖循环水进行热交换，冲渣水放热，采暖水得热，之后进入采暖厂区室内采暖。

二、主要技术经济指标

设计采暖面积为22万m2；高炉冲渣水水量为1 200m3/h；采暖循环水量为1 440m3/h；车间定员为15人；补充新水量为46m3/h；蒸汽最大安全用气量约为29t/h。

三、工艺流程

如图1所示，冲渣后的高炉冲渣循环水经底滤过滤后，用冲渣水泵送至热力换热站，通过换热器把热量传递给采暖循环水，其温度由80℃降至65℃后，通过冲渣水循环管道回到冲渣水池，再次用于高炉冲渣，使其温度升至80℃。然后再次进入换热循环。采暖循环水经过换热器后，温度由50℃升至60℃后，通过室外管网进入各建筑物进行采暖。采暖后，温度降至50℃，再通过室外管网回到热力换热站，重新加热后循环使用。

为了保证采暖系统冬季运行的安全性和稳定性，另从厂区蒸汽管网接引D250mm蒸汽管道作为备用热源，在高炉停炉检修或气候出现极度波动时可通过板式换热器与采暖系统间接连接。蒸汽从炼钢蒸汽管网(0.6MPa、159℃、29t/h)经D250mm管道输送至热力交换站，然后进入板式换热器与采暖循环水进行换热，蒸汽放热后变为凝结水通过疏水器进入凝结水箱，蒸汽冷凝水可作为补水补到采暖循环水系统。采暖循环水经换热器后由50℃变为60℃，外供采暖环网作为补充，或在紧急情况下使用包括高炉停炉检修、一次高炉冲渣循环水系统紧急事故造成停车，以保证室外管网不冻。

四、设计依据

1.热负荷

3#高炉冲渣水所供采暖面积A为22万m2；采暖热负荷q为75W/m2。据《城市热力网设计规范》提供热负荷计算公式：

得热负荷Q=75(W/m2)x220000m2=16.5MW

2.热源

为节约能源、提高效率平时以高炉冲渣水余热进行采暖和洗澡换热；特殊情况以厂区蒸汽作为采暖系统的应急备用热源。

(1)高炉冲渣水流量为1 200m3/h；蒸汽流量约为29t/h。

(2)高炉冲渣水输送采用螺旋焊管，自3#高炉冲渣水泵站敷设两根D530mm的管道送至热力换热站。冲渣水管道采用架空敷设方式。

(3)蒸汽管道采用输送流体用无缝钢管，自厂区蒸汽管网，敷设一条D250mm的架空管道至热力换热站。

3.高炉冲渣水供应系统

为保证高炉冲渣循环水的水质，将东侧渣池的2#、3#沉淀池之间隔墙向东平移2m后，将2#沉淀池作为底滤池，底滤池的尺寸为7.5m×7m×7m。高炉冲渣循环水流量为1 200m3/h，浓度50mg/m3，底滤池容积考虑24h的沉渣量，即24h抓渣一次。底滤池应根据水质或者每周进行一次反冲洗，反冲洗时需要使用压缩空气，用量为75m3/min，压力为0.4～0.6MPa。在每年采暖期结束后，对滤料进行保养维护，以备来年继续使用。新建泵站内共设3台冲渣水泵位。水泵参数：冲渣水泵200KZ-60，流量为760m3/h，扬程为59m，配套电机功率185kW，水泵运行制度两用一备。

经底滤池过滤后的冲渣水自流进入采暖泵站集水池(12m×9m×6.6m)，然后通过冲渣水循环泵将高炉冲渣水送至热力换热站内，通过板式换热器前的自动过滤器进行机械式再过滤后，经过换热后通过回水管道再回到高炉冲渣水系统。

底滤池设有反冲洗系统，系统主要由空气压缩机和储气罐组成。

换热站的自动过滤器和板式换热器设置了反冲洗装置。

4.高炉冲渣水室外管网

高炉冲渣水室外管网包括两部分，分别是从底滤池至泵站集水池的冲渣水管网及换热站出口至原冲渣系统的冲渣水回水管网。出底滤池冲渣水管道管径为1 020mm，管道直埋，埋深6m，设0.01坡度，坡向吸水井方向，外壁采用环氧沥青漆加强级防腐。管道设切断闸阀，阀门设于现浇混凝土阀门井内，阀门井尺寸LB=2 500mm×2 000mm，井底标高-7.323m。管道在渣池处加法兰盖封堵管道，待采暖系统投用时拆除法兰盖。

冲渣水回水管网管径为500mm。从热力换热站敷设至原系统泵站后管网去高炉冲渣，无需再加压，长度约200m。管道采用螺旋焊管D530mm。管道根据厂区内实际情况采用架空敷设。

5.备份蒸汽管网

备份蒸汽管网可根据厂区实际情况敷设，也可与高炉冲渣水室外管网同路敷设，管道采用无缝钢管D300mm，保温采用岩棉，保温厚度为120mm。蒸汽管道在低点设置疏水，疏水管D50mm。

6.热力换热站工艺

热力换热站是采暖循环水与高炉冲渣水、蒸汽换热获得热量的场所。还具有如下作用：

(1)进行集中计量、检验、控制，调整系统在最佳经济运行状态运行；

(2)动力提供；

(3)水处理系统及凝水回收系统。

7.热力系统

(1)汽水两用换热器系统。主要包含8台换热面积为100m2/台的板式换热器，6用2备。

(2)采暖循环水系统。主要包含3台循环水泵(流量642/965/1 203m3/h、扬程35.7/32/27m)，2用1备。

(3)采暖定压补水系统。主要包含2台补水水泵(流量50/60/65m3/h、扬程32/30/28m)，1用1备。

(4)自动软水系统。主要包含制水能力25～50m3/h的软水器1套。

(5)机械式过滤器系统。位于板式换热器冲渣水进口前端，主要包含自动式过滤器1套。

五、结束语

1 080m3高炉冲渣水换热站的建立，解决了生产的急需问题，使高炉冲渣水得到了充分利用，减少了环境污染，满足了生产、生活的需要，除能满足采暖厂区和厂区职工洗澡用生活热水供应，也节约置换厂区内的高品质蒸汽，用于满足生产脱气钢，减少燃天然气锅炉的开动，实现了能源的余热回收再利用，降低了企业的生产成本，实现了节能减排。