摘要

真空相變換熱技術是根據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)境下轉化為蒸汽，來提取工業(yè)余熱。本文針對真空相變技術在邯鄲鋼廠高爐沖渣水余熱集中供熱項目上的應用，對余熱資源和水質進行了分析。針對沖渣水這一特殊的水質，易造成析晶結垢的特性，選取直熱機進行換熱。經實地檢測，該設備運行狀況良好，換熱量、傳熱溫差等各項主要指標均達到設計要求，渣水側未發(fā)現明顯析晶、結垢以及腐蝕跡象。

關鍵詞：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設施之一，也是改善城市人居環(huán)境、改善城市大氣質量、提高城市現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1.7億噸標煤。我國近年來頻繁出現的大面積霧霾天氣與供熱燃煤不無關系。

我國目前一次能源及各種余熱資源利用水平較低，根據有關統(tǒng)計，我國工業(yè)能源消費量占總消費量的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個月供暖期內的排放量就折合標煤約1億噸。如果這些低品位工業(yè)余熱都得到科學有效的開發(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、新技術領域一直進行積極的探索和嘗試，2014年為進一步提高邯鄲市集中供熱的技術水平、節(jié)約能源、改善大氣質量、提高供熱品質，結合邯鄲工業(yè)余熱和集中供熱管網現狀，與邯鄲鋼鐵集團達成余熱開發(fā)協(xié)議，采用該集團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100萬㎡供熱面積的熱源及管網改造，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)的真空相變換熱設備—“直熱機”作為沖渣水余熱的熱能采集設備。該設備采用真空相變原理，使水質比較復雜的沖渣水在真空環(huán)境下閃蒸，以相對清潔的水蒸氣進入常規(guī)換熱設備進行汽水換熱，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的結垢、析晶以及腐蝕現象。為冶金、化工、造紙等行業(yè)產生的水質復雜的各類工業(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方案以及應用情況進行一個簡單的論述。

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，冷卻后進入涼水池，由另一套循環(huán)泵送至淬渣室再度進行沖渣。上塔水溫約70℃左右，下塔水溫約為60℃左右。