冶金企業干熄焦鍋爐連續排污水熱量回收工藝方案

周冠英

（河鋼宣鋼焦化廠，河北 宣化 075100）

1 干熄焦鍋爐工作原理

冶金企業干熄焦鍋爐是一種特殊的余熱鍋爐，它的工作原理是通過吸收紅焦高溫循環氣體后，與除鹽除氧純水熱交換后，產生一定溫度和壓力的蒸汽，并輸送給用戶的一種熱能設備。

2 干熄焦鍋爐生產工藝流程

冶金企業干熄焦鍋爐作為干熄焦系統的重要組成部分，起著至關重要的作用。具體的生產工藝流程如圖1 所示，低溫循環氣體在干熄爐中冷卻紅焦，吸收焦炭顯熱能后進入鍋爐，鍋爐吸收高溫循環氣體的熱量，產生一定溫度和壓力的蒸汽。

3 干熄焦鍋爐連續排污系統

隨著節能減排政策的加強，鋼鐵企業逐漸開始重視一直被忽視的多余能耗。

干熄焦鍋爐的連續排污就是將鍋爐汽包內含鹽濃度較高的爐水通過排污膨脹器將其排入集水槽。由于排污水溫度較高，需要進行溫度調節，也可以通過長軸液（下）泵將其送到干熄爐水封罐中以代替工業用水，或排入排水網絡，如圖1 所示。但是，此過程僅回收一定量的水，并且無法恢復熱量。本文介紹了一種基于回收水量的熱量回收方案。

圖2 干熄焦鍋爐連續排污系統

干熄焦鍋爐對水質有較高要求。本文重點考慮了干熄焦鍋爐的連續排污是通過水熱交換器去離子水站中的化學水，而不是蒸汽-水熱交換器的一部分來加熱化學水所需要的蒸汽，并減少蒸汽消耗；由于加熱化學水后溫度降低，因此可以消除用于調節連續污水溫度的工業用水量。

4 實施方案

在具體的實施方案中，根據所處環境一般采用兩個方案：第一種選擇是在干熄焦鍋爐中布置水-水熱交換器，134°C 的連續排污從連續排污膨脹器出來，然后進入水-水熱交換器，在熱交換達到30°C 之后，進入排污井。不再需要工業用水來調節溫度。脫鹽水站中的化學水由化學水增壓泵加壓，送至不在鍋爐中的水-水熱交換器進行熱交換，然后返回到脫鹽水站以進入蒸汽水熱交換器，如圖2 所示。

圖3 方案1 系統

第二種選擇是在水站中布置水熱交換器，干熄焦鍋爐排污水由連續排污膨脹器排出，經過排污壓力泵加壓后，送至軟化水站。水熱交換器進行熱交換，當水溫達到40°C 后，它被送到干熄爐的水封罐，或排入排污井。如圖3 所示，除鹽站中的化學水被化學水加壓泵加壓，然后進入水水熱交換器進行熱交換，然后進入蒸汽-水熱交換器。由于連續排污膨脹器用作水箱，因此其體積適當增加。

圖4 方案2 系統

5 案例分析

5.1 工程概況

以某焦化項目為例，干熄焦鍋爐的蒸發量為每小時100 噸，除鹽水站的容量為每小時40 噸，干熄焦鍋爐的連續排放量約為每小時2 噸，減少連續排放通過膨脹機閃蒸的二次蒸汽為每小時2 噸，剩余的連續污水排放為每小時1.4 噸，溫度為134℃。

考慮不回收連續污水的熱量的方案（常規方案），在干熄焦鍋爐中裝有水熱交換器的連續污水熱回收方案（熱回收方案1）和在除鹽站設置水-水熱交換器的連續污水余熱回收方案（熱回收程序2），對熱量回收方案1 和方案2 進行對比。

5.2 工程經濟分析

5.2.1 收益

通過水水熱交換器將每小時0.3 噸的連續污水降到30℃可節省0.3 噸的蒸汽。

熱回收計劃的工作系統每年可工作8460 小時，干熄焦鍋爐的工作系統每年工作時間約為8460 小時。蒸汽的價格為每噸120元，年收入為30.5 萬元；工業用水價格是沒小時0.5 噸，年收入0.8 萬元。總共是31.3 萬元。

5.2.2 建設投資

表1 建筑投資資金情況

5.2.3 運行費用

熱量回收方案1：化學水加壓泵揚程增加，使電耗增加3.5kW；合計增加3.5kW。

熱量回收方案2：增加的連續污水增壓泵的功率消耗為5.5kW；取消后的長軸潛水泵功耗為3 kW，化學水增壓泵揚程增加，功耗增加3.5 kW。總共增加了6 千瓦。年工作量為8460h，熱回收程序的年度運行成本增加15,000 元，熱回收程序的2 年運行成本增加25,000 元。

5.2.4 投資回收期

投資回收期=建設投資/每年收益-每年成本（1）。

5.2.5 分析

本文提出的兩種方案每年回收污水收益約為31.3 萬元，其中方案1 每年運行的費用為1 萬5 千元，方案2 每年的運行費用為2萬5 千元。方案1 每年的凈收益為29 萬8 千元，方案2 比方案1 少1 萬元，為28.8 萬元。經過計算，實施半年均可以回收投資。

5.3 技術經濟分析

以上提出的兩個方案在能源介質的使用上均為蒸汽、工業水和電，兩種方案的能耗結果見表2。通過表2 可以看出，在兩個方案都能回收熱量的前提下，方案1 優于方案2。

表2 能耗計算

3 結論

本文提出了鋼鐵企業干熄焦鍋爐連續排污水熱量回收的工藝方案。通過計算兩種方案的效益、建設投資、運行成本和投資回收期以及能耗，可以看出干熄焦鍋爐連續排污余熱回收項目具有良好的收益，投資回收期短，干熄焦鍋爐中裝有水熱交換器的解決方案優于除鹽水站中的解決方案。