钢厂绿色能源站系统的制作方法

1.本实用新型属于环保设备技术领域，尤其涉及一种钢厂绿色能源站系统。


背景技术：

2.城市集中供热是城市的基础设施之一，集中供热普及率是现代化城市的重要标志之一，近年来由于城市经济发展较快，对环境质量要求越来越高。高炉炼铁工艺中产生大量高温熔渣，温度可达1500℃左右，是一种巨大的余热资源。钢厂常用水淬的方法将高炉渣进行冷却，冷却过程中产生大量70℃～90℃的冲渣水和乏蒸汽。目前，国内钢铁企业对高炉冲渣水余热主要应用于冬季取暖、加热生活热水、热泵供暖/制冷、海水淡化及余热发电等领域。其中，国内北方钢铁企业的冲渣水余热利用主要以冬季供暖为主，且主要采用的是冲渣水直接供暖技术。
3.水质的处理问题。由于冲渣水在渣池中沉淀后仍然含有很多的炉渣杂质，不能满足管道水质的要求，所以冲渣水必须经过过滤后才能进入采暖系统进行换热。一般过滤系统包括沉淀池和过滤池，占用场地大，投资大，不适合改造工程
4.管道的结垢问题。虽然经过过滤，但是冲渣水中仍有一定量的固体渣粒，会形成沉积垢，同时，系统腐蚀产物也会形成锈垢，由此引起的管道的腐蚀、堵塞、结垢问题，致使冲渣水在管道内的流量变小，影响换热器的换热效率，同时也会致使管道维护费用居高不下。且如果冲渣水进入散热器的支管或者散热器内堵塞，同样也会导致换热器内部结垢、腐蚀，更直接的影响到换热器的正常工作，降低换热效率，直接影响室内供暖温度。
5.由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种钢厂绿色能源站系统，以解决上述技术问题的至少一个技术问题。
7.本实用新型所采用的技术方案为：
8.本实用新型提供了一种钢厂绿色能源站系统，包括渣水换热系统、烟汽换热系统以及采暖管道；所述渣水换热系统与所述烟汽换热系统串联于所述采暖管道，且所述渣水换热系统与所述烟汽换热系统至少有一个；所述渣水换热系统包括渣水管道和渣水换热器，所述烟汽换热系统包括烟气管道和烟气换热器；所述渣水管道与所述渣水换热器连接，所述烟气管道与所述烟气换热器连接，所述采暖管道依次与所述渣水换热器和所述烟气换热器相连接，从而使得所述采暖管道内的采暖水能够在所述渣水换热器内与渣水换热，在所述烟气换热器内与烟气换热；补水系统，所述补水系统与采暖管道相连接，所述补水系统用于向所述采暖管道内补水；水处理系统，所述水处理系统分别与所述补水系统和所述采暖管道相连接，所述水处理系统用于改善采暖水的水质。
9.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述渣水换热器内包括第一热流体通道和第一冷流体通道；所述渣水换热系统还包括渣水回用管，所述第一热流体通道两端分别与
所述渣水管道和所述渣水回用管相连通；所述采暖管道包括进水管和回水管，所述第一冷流体通道两端分别与所述进水管和所述回水管相连通。
10.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述烟气换热器包括第二热流体通道和第二冷流体通道；所述第二热流体通道的一端与所述烟气管道相连通，所述第二冷流体通道的两端与所述回水管相连通。
11.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述烟汽换热系统还包括蒸汽管道和蒸汽换热器，所述蒸汽换热器内包括第三热流体通道和第三冷流体通道，所述第三冷流体通道的两端与所述回水管相连通。
12.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括冷凝水回用系统，所述冷凝水回用系统包括冷凝水管道，所述第三热流体通道的两端分别与所述蒸汽管道和所述冷凝水管道相连通；所述冷凝水管道上还设置有冷凝水回收罐。
13.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述烟汽换热系统还包括烟气处理装置，所述第二热流体通道另一端与所述烟气处理装置相连通。
14.作为本实用新型的一种优选实施方式，所述补水系统包括补水管，所述水处理系统包括设置在进水管上的除污装置和设置在所述补水管上的软化水装置；所述软化水装置包括依次连接的软化水处理器和软化水罐。
15.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括监测组件，所述监测组件分别与所述渣水换热系统、所述烟汽换热系统、所述补水系统以及所述水处理系统相连接，所述监测组件能够监测所述烟汽换热系统、所述补水系统以及所述水处理系统内的温度、压力以及流量的变化并输出相应信号。
16.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括阀门组和泵组，所述阀门组和所述泵组分别与所述渣水换热系统、所述烟汽换热系统、所述补水系统以及所述水处理系统相连接。
17.作为本实用新型的一种优选实施方式，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述监测组件、所述阀门组、所述泵组、所述渣水换热系统、所述烟汽换热系统、所述补水系统以及所述水处理系统相连接；所述监测组件、所述阀门组、所述泵组、所述渣水换热系统、所述烟汽换热系统、所述补水系统以及所述水处理系统相连接通过所述控制系统联动控制。
18.由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：
19.1.作为本技术的一种优选实施方式，渣水换热系统、烟汽换热系统串联设置，逐级换热，大大提升了对钢厂生产过程中所产生余热的回收利用率。
20.2.作为本技术的一种优选实施方式，水处理系统的设置可以保证采暖水的水质，降低采暖水在管路中的结垢量，避免长期使用堵塞管道及各级换热器，从而保证本技术中的钢厂绿色能源站系统长期稳定进行。
21.3.作为本技术的一种优选实施方式，监测组件以及控制系统的设置大大提升了本技术中钢厂绿色能源站系统的自动化程度，有利于对钢厂余热回收过程的精细化控制，降低余热以及冷却水的消耗量，提升环保性能；同时也有利于降低相关工作人员的劳动强度，节约人工成本。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
23.图1为钢厂绿色能源站系统的结构示意图；
24.图2为渣水换热系统的结构示意图；
25.图3为烟汽换热系统的结构示意图；
26.图4为补水系统及水处理系统的结构示意图。
27.其中，
28.11进水管，12回水管；
29.2渣水换热系统，21渣水池，22渣水管道，23渣水换热器，24渣水回用管；
30.3烟汽换热系统，31烟气管道，32烟气换热器，33烟气处理装置，34蒸汽管道，35蒸汽换热器；
31.4冷凝水回用系统，41冷凝水管道,42冷凝水回收罐；
32.5补水管；
33.6水处理系统，61软化水处理器，611处理腔，612盐箱，613树脂罐，614 排污口，62软化水罐，63除污装置；
34.71压力表，72温度表,73流量表,74液位计；
35.81止回阀，82蝶阀，83减震喉,84安全阀；
36.91冷凝水泵，92补水泵，93渣水泵，94增压泵，95采水泵，96回水泵
37.10子系统。
具体实施方式
38.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
40.另外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书
的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
43.如图1-4所示，本实用新型提供了一种钢厂绿色能源站系统，包括渣水换热系统2、烟汽换热系统3以及采暖管道，渣水换热系统2与烟汽换热系统3 串联于采暖管道，且渣水换热系统2与烟汽换热系统3至少有一个；渣水换热系统2包括渣水管道22和渣水换热器23，烟汽换热系统3包括烟气管道31 和烟气换热器32；渣水管道22与渣水换热器23连接，烟气管道31与烟气换热器32连接，采暖管道依次与渣水换热器23和烟气换热器32相连接，从而使得采暖管道内的采暖水能够在渣水换热器23内与渣水换热，在烟气换热器 32内与烟气换热；继续参照图1所示，还包括补水系统和水处理系统6，补水系统与采暖管道相连接，用于向采暖管道内补水，水处理系统6分别与补水系统和采暖管道相连接，用于改善采暖水的水质。
44.渣水换热系统2、烟汽换热系统3串联设置能够实现逐级换热，大大提升了对钢厂生产过程中所产生余热的回收利用率；水处理系统6的设置可以保证采暖水的水质，降低采暖水在管路中的结垢量，避免长期使用堵塞管道及各级换热器，从而保证本技术中的钢厂绿色能源站系统长期稳定进行。
45.在一个实际案例中，如图1所示，渣水换热系统2与烟汽换热系统3均设置有三个，且渣水换热系统2与烟汽换热系统3一一对应串联在采暖管道上。
46.需要说明的是，本技术对于渣水换热系统2与烟汽换热系统3的数量及设置方式并不做具体限定，其数量可以根据实际需求和限制做适应性调整，其渣水换热系统2与烟汽换热系统3的也可以采用并联的方式连接在采暖管道上。
47.进一步地，如图2所示，渣水换热器23内包括第一热流体通道(图中未示出)和第一冷流体通道(图中未示出)；渣水换热系统2还包括渣水回用管 24，第一热流体通道两端分别与渣水管道22和渣水回用管24相连通；采暖管道包括进水管11和回水管12，第一冷流体通道两端分别与进水管11和回水管 12相连通。
48.在一个示例中，继续参照图2所示，钢厂生产过程中所产生的渣水由回渣水池21经渣水管道22进入渣水换热器23的第一流体通道中，完成换热后又经渣水回用管24道重新被收集或直接应用于冲渣以及其他工序。作为本技术实施例的一种优选实施方式，继续参照图2所示，渣水回用管24道相对渣水管道22成45
°
角与渣水管道22连通。从而为渣水回用提供足够的动力。渣水在渣水换热系统2中的流动过程仅残余换热，不损失水量，从而有利于节约水资源。
49.进一步地，如图3所示，烟气换热器32包括第二热流体通道(图中未示出)和第二冷流体通道(图中未示出)；第二热流体通道的一端与烟气管道31 相连通，第二冷流体通道的两端与回水管12相连通。作为本技术的一种优选实施方式，继续参照图3所示，烟汽换热系统3还包括烟气处理装置33，第二热流体通道另一端与烟气处理装置33相连通。
50.烟气经烟气管道31进入第二热流体通道进行换热，换热完成后的烟气又进入烟气处理装置33中，烟气处理装置33能够将经过换热后的烟气进行除尘、除硫等操作后再排入
大气中，从而减少烟气对大气的污染，提升环保性能。这里需要说明的是，本技术对于烟气处理装置33的数量及设置方式同样不做具体限定，烟气处理装置33也可以设置在烟气管道31和第二热流体通道之间；或者，直接在烟气换热器32前后两端均设置一套烟气处理装置33。
51.进一步地，继续参照与3所示，烟汽换热系统3还包括蒸汽管道34和蒸汽换热器35，蒸汽换热器35内包括第三热流体通道(图中未示出)和第三冷流体通道(图中未示出)，第三冷流体通道的两端与回水管12相连通。钢厂生产过程中所产生的蒸汽经蒸汽管道34进入第热三流体通道中进行换热。
52.作为本技术的一种优选实施方式，继续参照图3所示，本技术中的钢厂绿色能源站系统还包括冷凝水回用系统4，冷凝水回用系统4包括冷凝水管道41，第三热流体通道的两端分别与蒸汽管道34和冷凝水管道41相连通；冷凝水管道41上还设置有冷凝水回收罐42。蒸汽在第三热流体通道中完成换热之后生成冷凝水，冷凝水经冷凝水管道41被收集到冷凝水回收罐42中，冷凝水回收罐42的冷凝水可以补充至进水管11中参与采暖换热，也可以应用于其他工序。
53.进一步地，参照图1及图4所示，补水系统包括补水管5，水处理系统6 包括设置在进水管11上的除污装置63和设置在补水管5上的软化水装置；软化水装置包括依次连接的软化水处理器61和软化水罐62。
54.在一个具体的示例中，继续参照图4所示，除污装置63为旋流除污器；软化水处理器61包括处理腔611和与处理腔611相连通的盐箱612和树脂罐 613，处理腔611还开设有排污口614。作为本技术实施例的一种优选实施方式，继续参照图4所示，软化水处理器61设置有两个，两个软化水处理器61设置并联设置在补水管5上。两个软化水处理器61互为备用，根据生产需求其可以同时启用也可以单独启用其中一个，同时这种方式也方便对其进行检修，保证整个系统的持续稳定进行。
55.作为本技术的一种优选实施方式，本技术中的钢厂绿色能源站系统还包括监测组件，监测组件分别与渣水换热系统2、烟汽换热系统3、补水系统以及水处理系统6相连接，监测组件能够监测烟汽换热系统3、补水系统以及水处理系统6内的温度、压力以及流量的变化并输出相应信号。具体的，参照图1-4 所示，监测组件包括设置在前述各管道上的压力表71、温度表72、流量表73 以及设置在前述软化水箱和冷凝水回收罐42内的液位计74等。
56.阀门组和泵组，阀门组件和泵组分别与渣水换热系统2、烟汽换热系统3、补水系统以及水处理系统6相连接。具体的，参照图1-4所示，阀门组件包括设置在前述各管道上的止回阀81、蝶阀82、减震喉83、安全阀84等；泵组包括设置在冷凝水回用管上的冷凝水泵91，补水管5上的补水泵92，渣水管道 22上的渣水泵93和增压泵94，进水管11上的采水泵95和回水管12上的回水泵96等。且作为本技术的一种优选实施方式，前述泵组中的各种泵均可以在相应管道上并联的设置有两个或更多个，两个或多个泵之间可以互为备用，避免单独设置出现故障时影响整个系统的运行，有利于保证整个系统运行的稳定性。
57.还包括控制系统，控制系统分别与监测组件、阀门组、泵组、渣水换热系统2、烟汽换热系统3、补水系统以及水处理系统6相连接；监测组件、阀门组、泵组、渣水换热系统2、烟汽换热系统3、补水系统以及水处理系统6相连接通过控制器联动控制。
58.作为本技术的一种优选实施方式，本技术中的控制系统可以包括多个子系统10，
参照图1-4所示，每个渣水换热系统2、烟汽换热系统3以及采暖管道均可以单独连接一子系统10，从而方便对各换热过程进行更为精细化、个性化的控制，进一步提升整个系统的智能化程度。
59.本实用新型中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。
60.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
61.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。