改進型高爐軟水密閉循環系統及方法與流程
2023-07-31 17:23:41
本發明涉及一種鋼水冶煉設備技術領域，尤其涉及改進型高爐軟水密閉循環系統，還涉及一種方法。
背景技術：
高爐冷卻系統主要有工業水開路冷卻系統、軟水密閉循環冷卻系統兩種。軟水密閉循環冷卻系統比工業水開路冷卻系統有以下主要優點：冷卻管道不易結垢、水欠熱度大(可採用較少循環水量)、損失水量少、水位勢能可以利用、水中含氧量低等等，是一種更為節能、節省投資和運行費用的系統。2005年以後國內新建高爐基本採用軟水密閉循環冷卻系統，經過十幾年的大規模工程實踐，現有軟水密閉循環冷卻系統主要存在以下問題：
1)、現有的軟水密閉循環冷卻系統採用單一的主供水管供水，由於高爐冷卻的連續性要求，除大修時間外，主供水管道上的閥門及檢測設備沒有檢修更換的時間，加大了閥門和檢測設備的工作時間，使得疲勞度增大，存在安全隱患；
2)、現有的軟水密閉循環冷卻系統的二次循環位於回水支管與脫氣罐之間，二次循環冷卻設備承受額外的系統靜壓，易造成漏水，而且二次循環冷卻未經脫氣處置增加二次循環冷卻設備局部過熱風險，存在安全隱患；
3)、現有的軟水密閉循環冷卻系統處於封閉狀態，冷卻壁數水管量眾多，一旦出現洩露點查找定位時間長，而高爐爐體周圍存在高爐煤氣，不允許長時間進行查找定位冷卻壁漏水點作業。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足而提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統，該系統增設了分區給水支管和分區回水支管，以及在該系統的冷卻壁層間設置金屬軟管及置於金屬軟管上的閥門和壓力表，對冷卻壁進行分區匯總，方便分級檢漏，縮短定位檢漏所需時間，為穩定生產降低成本提供保證。
本發明的另一目的在於提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統，該系統採用兩路主供水管供水，提高了系統冗餘度，在高爐冷卻的連續性要求下，不僅供水管道上的閥門及檢測設備可以隨時檢修更換，而且保證高爐生產安全。
本發明的另一目的在於提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統，二次循環在脫氣罐後取水，在脫氣罐前回水，避免二次循環冷卻設備承受額外的系統靜壓而造成的漏水，同時二次循環冷卻設備也不會出現局部過熱的風險，消除了安全隱患。
本發明提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統包括冷卻壁冷卻單元，其包括冷卻壁、分區給水支管、分區回水支管及回水總管，所述冷卻壁的冷卻水管採取上下層間串接，並將同區內冷卻壁的冷卻水管分別與分區給水支管、分區回水支管連接，分區給水支管與主供水管連接連通，分區回水支管與回水總管連接連通；在高爐的爐腹、爐腰、爐身中下部的冷卻壁層間設置金屬軟管及置於金屬軟管上的第三閥門和壓力表，金屬軟管兩端連接冷卻壁的冷卻水管。
在上述結構的基礎上，對冷卻壁洩漏點進行定位查找，當判斷系統洩漏時，檢漏採用分級檢測：首先，依次檢測按照分區給水支管和分區回水支管所包括的各個分區是否洩漏，直到找到洩漏所在分區；其次，在洩漏所在分區，依次檢測洩漏分區內上下串接的各路冷卻水管是否洩漏，直到找到洩漏所在某路冷卻水管；再次，在洩漏所在的這路冷卻水管，檢一半數量冷卻水管是否洩漏，並在確定洩漏的範圍內再次檢查一半數量冷卻壁管道是否洩漏，這種分級加半分法減少了檢漏所需的檢測數量，大大提高了檢漏的效率。
此外，本發明提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統，該系統包括一次循環水供水單元，其包括一次循環泵及主供水管，兩者相互連接，將軟水由泵房輸送至高爐下方，維持軟水的循環的動力；所述主供水管採用兩路主供水管供水，每路供水量為總水量的60％，若有一路主供水管設備破損出現，可結合高爐生產高狀況，在保證另一路主供水管供水正常情況下，將破損一路兩端閥門關閉以進行檢修，保證高爐的安保供水量，保障高爐的正常運行。
此外，本發明提供一種改進型高爐軟水密閉循環系統，該系統包括膨脹及脫氣單元，其包括膨脹罐及脫氣罐，脫氣罐與回水總管連接，膨脹罐由管道連接在脫氣罐上，脫除循環水中的局部過熱形成的氣泡，降低溶解其中的氧氣活度，吸收循環水升溫導致的體積膨脹；二次循環水單元，其包括風口、熱風爐閥門、二次循環水泵，風口與二次循環水泵串聯、熱風爐閥門與二次循環水泵串聯後並聯，二次循環水泵取水點位於脫氣罐後，回水點位於脫氣罐前。一次循環水經過脫氣罐後的水流，進入需要風口、熱風爐閥門氣泡概率低，減少局部過熱的可能；二次循環水回水在脫氣罐前，隨一次循環水一起進入脫氣罐完成脫氣，即二次循環水的氣泡也脫除，避免對後續流程的影響。
附圖說明
以下將結合附圖和實施例來對本發明的技術方案作進一步的詳細描述，但是應當知道，這些附圖僅是為解釋目的而設計的，因此不作為本發明範圍的限定。此外，除非特別指出，這些附圖僅意在概念性地說明此處描述的結構構造，而不必要依比例進行繪製。
圖1是本發明改進型高爐軟水密閉循環系統的結構示意圖。
圖中：1-一次循環水泵、2-主供水管、3-分區給水支管、4-第一閥門、5-冷卻壁、6-第二閥門、7-分區回水支管、8-回水總管、9-脫氣罐、10-膨脹罐、11-換熱器、12-風口、13-熱風爐閥門、14-二次循環水泵、15-第三閥門、16-壓力表、17-金屬軟管、18-循環總管。
具體實施方式
首先，需要說明的是，以下將以示例方式來具體說明本發明改進型高爐軟水密閉循環系統的具體結構、特點和優點等，然而所有的描述僅是用來進行說明的，而不應將其理解為對本發明形成任何限制。此外，在本文所提及各實施例中予以描述或隱含的任意單個技術特徵，或者被顯示或隱含在各附圖中的任意單個技術特徵，仍然可在這些技術特徵(或其等同物)之間繼續進行任意組合或刪減，從而獲得可能沒有在本文中直接提及的本發明的更多其他實施例。
請結合參考圖1，下面就通過這個給出的實施例來對本發明改進型高爐軟水密閉循環系統進行示例性說明。
如圖1所示，一種改進型高爐軟水密閉循環系統，包括冷卻壁冷卻單元，其包括冷卻壁5、分區給水支管3、分區回水支管7及回水總管8，所述冷卻壁5的冷卻水管採取上下層間串接，並將同區內冷卻壁5的冷卻水管分別與分區給水支管3、分區回水支管7連接，分區給水支管3與主供水管2連接連通，分區回水支管7與回水總管8連接連通。
在圖1中，在冷卻壁5層間設置金屬軟管17及置於金屬軟管上的第三閥門15和壓力表16，金屬軟管17兩端連接冷卻壁5的冷卻水管。
其中冷卻壁5層間的第三閥門15、金屬軟管17、壓力表16用於檢漏和後續處理使用，出於投資的考慮可以將這些設施只布置在容易破損的冷卻壁進出口處，例如高爐的爐缸、爐腹、爐腰、爐身的冷卻壁。
在上述結構的基礎上，對冷卻壁洩漏點進行定位查找，當判斷系統洩漏時，檢漏採用分級檢測：
首先，依次檢測按照分區給水支管3和分區回水支管7所包括的各個分區是否洩漏，如圖1中所示，將該系統分成1至n個分區，具體步驟為：1)記錄分區回水支管7壓力；2)關閉第一閥門4和第二閥門6；3)記錄分區回水支管7壓力；4)打開第一閥門4和第二閥門6；5)比較前後兩次記錄，如果壓力下降則判斷洩露，反之則無；
其次，在洩漏所在分區，依次檢測洩漏分區內上下串接的各路冷卻水管是否洩漏，具體步驟為：1)確定所在分區回水支管7內洩露；2)關閉該路冷卻水管進口和出口的第三閥門；3)記錄該路管壓力；4)打開冷卻水管進口和出口的第三閥門15；5)比較前後兩次記錄，如果壓力下降則判斷洩露，反之則無；
再次，在洩漏所在的這路冷卻水管，檢一半數量冷卻水管是否洩漏，並在確定洩漏的範圍內再次檢查一半數量冷卻壁管道是否洩漏：具體步驟為：1)確定所在這路冷卻水管內洩露；2)關閉該分段的第三閥門15；3)記錄該分段管壓力；4)打開該分段的第三閥門15；5)比較前後兩次記錄，如果壓力下降則判斷洩露，反之則無。
此外，本發明包括一次循環水供水單元，其包括一次循環泵1及主供水管2，兩者相互連接，將軟水由泵房輸送至高爐下方，維持軟水的循環的動力。
在本實施例中，主供水管2採用兩路主供水管供水，每路供水量為總水量的60％，若有一路主供水管設備破損出現，可結合高爐生產高狀況，在保證另一路主供水管供水正常情況下，將破損一路兩端閥門關閉以進行檢修，保證高爐的安保供水量，保障高爐的正常運行。
在此進行說明，正常一次循環冷卻過程：軟水由一次循環泵1提供動力，通過兩路主供水管2送至冷卻壁分區給水支管3，然後通過上下層串接的冷卻水管吸收高爐內部傳導出的熱量，再通過回水支管7、回水總管8到脫氣罐8、膨脹罐9完成脫除氣泡和降低水中氧氣活度，沿循環總管18進入換熱器11釋放所吸收熱量，到達一次循環泵1入口完成一次循環。
此外，本發明包括膨脹及脫氣單元，膨脹及脫氣單元包括膨脹罐10及脫氣罐9，脫氣罐與回水總管8連接，膨脹罐由管道連接在脫氣罐上，脫除循環水中的局部過熱形成的氣泡，降低溶解其中的氧氣活度，吸收循環水升溫導致的體積膨脹。1臺膨脹罐、1臺脫氣罐，設置於高爐爐體頂部平臺上，其容積的確定取決於整個系統含水量。
在圖1中，二次循環水單元包括風口12、熱風爐閥門13、二次循環水泵14，風口與二次循環水泵串聯、熱風爐閥門與二次循環水泵串聯後並聯，二次循環水泵取水點位於脫氣罐9後，回水點位於脫氣罐9前。
一次循環水經過脫氣罐後的水流，進入需要風口、熱風爐閥門氣泡概率低，減少局部過熱的可能；二次循環水回水在脫氣罐前，隨一次循環水一起進入脫氣罐完成脫氣，即二次循環水的氣泡也脫除，避免對後續流程的影響。
以上僅以舉例方式來詳細闡明本發明的改進型高爐軟水密閉循環系統，這些個例僅供說明本發明的原理及其實施方式之用，而非對本發明的限制，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，本領域技術人員還可以做出各種變形和改進。因此，所有等同的技術方案均應屬於本發明的範疇並為本發明的各項權利要求所限定。