摘要

真空相變換熱技術(shù)是根據(jù)水的沸點隨壓力變化而變化的特性，通過降低環(huán)境的壓力，使得水在低壓環(huán)境下轉(zhuǎn)化為蒸汽，來提取工業(yè)余熱。本文針對真空相變技術(shù)在邯鄲鋼廠高爐沖渣水余熱集中供熱項目上的應(yīng)用，對余熱資源和水質(zhì)進(jìn)行了分析。針對沖渣水這一特殊的水質(zhì)，易造成析晶結(jié)垢的特性，選取直熱機(jī)進(jìn)行換熱。經(jīng)實地檢測，該設(shè)備運(yùn)行狀況良好，換熱量、傳熱溫差等各項主要指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，渣水側(cè)未發(fā)現(xiàn)明顯析晶、結(jié)垢以及腐蝕跡象。

關(guān)鍵詞：真空相變 工業(yè)余熱 高爐沖渣水余熱利用 集中供熱

前言

城市集中供熱是城市的基礎(chǔ)設(shè)施之一，也是改善城市人居環(huán)境、改善城市大氣質(zhì)量、提高城市現(xiàn)代化水平的重要措施。但目前我國集中供熱所用能源仍以煤炭為主，據(jù)不完全統(tǒng)計，北方地區(qū)冬季供暖能源消耗約折合1.7億噸標(biāo)煤。我國近年來頻繁出現(xiàn)的大面積霧霾天氣與供熱燃煤不無關(guān)系。

我國目前一次能源及各種余熱資源利用水平較低，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，我國工業(yè)能源消費(fèi)量占總消費(fèi)量的70%以上，而能源利用率僅為30%，而余熱資源回收率僅34.9%，大量余熱以各種形式被排放到大氣中，僅在4個月供暖期內(nèi)的排放量就折合標(biāo)煤約1億噸。如果這些低品位工業(yè)余熱都得到科學(xué)有效的開發(fā)利用，對我國集中供熱能耗模式將起到極大的優(yōu)化和改善。

邯鄲市熱力公司作為一家國有大型供熱公司，在新能源、新技術(shù)領(lǐng)域一直進(jìn)行積極的探索和嘗試，2014年為進(jìn)一步提高邯鄲市集中供熱的技術(shù)水平、節(jié)約能源、改善大氣質(zhì)量、提高供熱品質(zhì)，結(jié)合邯鄲工業(yè)余熱和集中供熱管網(wǎng)現(xiàn)狀，與邯鄲鋼鐵集團(tuán)達(dá)成余熱開發(fā)協(xié)議，采用該集團(tuán)的高爐沖渣水作為低位熱源，為邯鋼周邊約600萬㎡既有供熱建筑進(jìn)行熱源改造。

2014年實施一期工程，利用邯鋼高爐沖渣水余熱實現(xiàn)100萬㎡供熱面積的熱源及管網(wǎng)改造，其中4、5號高爐沖渣水采用了哈爾濱工大金濤科技股份有限公司自主研發(fā)的真空相變換熱設(shè)備—“直熱機(jī)”作為沖渣水余熱的熱能采集設(shè)備。該設(shè)備采用真空相變原理，使水質(zhì)比較復(fù)雜的沖渣水在真空環(huán)境下閃蒸，以相對清潔的水蒸氣進(jìn)入常規(guī)換熱設(shè)備進(jìn)行汽水換熱，從而有效的避免了高爐沖渣水在熱能采集過程中容易出現(xiàn)的結(jié)垢、析晶以及腐蝕現(xiàn)象。為冶金、化工、造紙等行業(yè)產(chǎn)生的水質(zhì)復(fù)雜的各類工業(yè)廢水以及工藝循環(huán)水的余熱開發(fā)提供了一個有效解決途徑。

本文重點對邯鄲鋼廠高爐沖渣水余熱集中供熱項目的技術(shù)方案以及應(yīng)用情況進(jìn)行一個簡單的論述。

一、余熱資源分析

邯鋼4、5號高爐共用一個渣池，采用底濾法沖渣工藝，補(bǔ)水水源為污水處理廠二級排放水及部分焦化廢水。沖渣水原冷卻工藝為：4臺額定流量1120m³/h（三用一備）和3臺額定流量755 m³/h（兩用一備）的渣水泵將沖渣后的高溫沖渣水送至冷卻塔，冷卻后進(jìn)入涼水池，由另一套循環(huán)泵送至淬渣室再度進(jìn)行沖渣。上塔水溫約70℃左右，下塔水溫約為60℃左右。