高爐風口小套循環冷卻水系統的製作方法

2023-05-03 03:09:06

專利名稱：高爐風口小套循環冷卻水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高爐循環冷卻水系統，具體涉及一種高效節能的高爐風口小套循環冷卻水系統。該系統特別適合於高爐小套供水壓力高、冷卻水系統穩定性要求高、冷卻系統容易漏損等特點。
背景技術：
近年來，隨著全球氣候變暖對自然環境造成的不良影響日益加劇，人們的節能減排、低碳經濟的環保意識也逐步增強。鋼鐵工業是用水和耗能大戶，隨著鋼鐵企業規模的擴大、資源用水的缺乏和節水意識的增強，國家政策的節能引導方向，節能減排成為鋼鐵企業亟需解決的問題，已經受到各鋼鐵企業和設計單位的高度重視。眾所周知，高爐風口小套循環冷卻水系統是高爐正常運行的重要保證，也是高爐運行中主要的耗能設備之一。現有的高爐風口小套循環冷卻水系統分為開路循環冷卻水系統和與高爐本體循環冷卻水串接的閉路循環冷卻水迴路。一、目前國內絕大多數高爐的風口小套循環冷卻水系統均採用開路循環冷卻水系統，其具體循環冷卻過程為冷水池中循環水經水泵加壓後，通過高溫設備後進入回水箱， 以重力流的方式進入水泵房熱水池，熱水池中循環水經熱水泵提升上冷卻塔冷卻後進入冷水池，完成循環過程。但現有的開路循環冷卻水系統存在有以下不足之處1、供水水泵揚程大，功率大，耗電量高；2、冷卻過程中的風吹、蒸發損失較大，循環水系統補水量大；3、循環冷卻水與空氣直接接觸，導致水質不佳，容易結垢且降低了冷卻效果；4、在檢查風口小套冷卻水漏損情況時，採用肉眼觀察出水狀態的方法，自動化程度低並且降低生產安全性。二、應用較少的與高爐本體循環冷卻水串接的閉路循環冷卻水迴路，其具體循環冷卻過程為循環冷卻水經加壓後，經由高爐小套對設備進行冷卻後，與高爐本體回水混合，經過閥門組配水後，其中一路循環水經由空冷器冷卻後進入加壓泵吸水管，完成一個循環過程。但現有的閉路循環冷卻水迴路存在有以下不足之處1、操作管理不便、受到高爐本體的限制，系統的獨立性較差，影響系統的正常運行，不能保證高爐的長時間運行；當出現漏損時，不易判斷漏損原因，導致系統維修困難；2、另外，現有的閉路循環冷卻水迴路沒有採用檢漏技術，給高爐生產帶來了很大的安全隱患。鑑於上述現有的高爐風口小套循環冷卻水技術存在的缺陷，本設計人基於從事本領域多年的工作經驗及專業知識，積極加以研究創新，經過不斷的研究、設計，終於開發出本實用新型的高爐風口小套高效、節能循環冷卻水系統技術。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種高爐風口小套循環冷卻水系統，該系統能夠降低高爐耗電量、減小水量損失、提高循環水水質，並且具有檢漏功能、自動穩壓補水功能、便於操作管理和維護。為達到上述目的，本實用新型提出一種高爐風口小套循環冷卻水系統，所述高爐風口小套循環冷卻水系統設置在高爐風口小套用水點的出水埠和進水埠之間，該高爐風口小套循環冷卻水系統至少包括由脫氣罐、蒸髮式空冷器、加壓水泵通過過水管依次串接而成的閉路循環冷卻水迴路。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，在所述高爐風口小套的進水埠和出水埠分別連接的所述過水管上設有漏水檢測裝置，所述漏水檢測裝置包括溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度傳感器和所述壓力傳感器分別與預設有的上下限報警值的控制元件電連接。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，所述溫度傳感器為鉬熱電阻溫度傳感器。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的閉路循環冷卻水迴路上設有穩壓補水裝置，所述穩壓補水裝置包括容裝有循環冷卻水的膨脹罐和補水箱，在所述膨脹罐下端設有與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管相連通的進出水管，在所述膨脹罐內設有能夠測量膨脹罐內循環冷卻水液位高度的液位計，在所述膨脹罐下端還設有排水管，在所述排水管上安裝有能控制所述排水管通斷的電動閥；所述補水箱通過補水管與所述膨脹罐的進出水管相連通，在所述補水管上安裝有補水泵。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，在所述膨脹罐的上部連通有進氣管和排氣管，在所述進氣管和排氣管上分別安裝有氣動閥門，在所述膨脹罐的上部還設有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過外接的控制部件與所述進氣管和排氣管電連接。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，所述蒸髮式空冷器包括內裝有噴淋水的噴淋水箱，在所述噴淋水箱的上部安裝有噴頭，所述噴頭通過輸水管與噴淋水箱的底部相連通，在所述輸水管上安裝有噴淋循環水泵，在所述噴淋水箱的頂端設有風扇，在所述噴頭與噴淋水箱中的噴淋水水面之間設有環管，所述環管的兩端分別與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管相連通。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，所述噴淋水箱中的噴淋水量為所述閉路循環冷卻水迴路的循環冷卻水量的四分之一。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的所述閉路循環冷卻水迴路上安裝有自清洗管道過濾器，所述自清洗管道過濾器包括濾筒和自動反衝洗裝置，在所述濾筒上設有濾網，在所述濾網兩側均設有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過控制部件與所述自動反衝洗裝置電連接。如上所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其中，所述高爐風口小套並聯設有至少兩個。通常並聯設有16 30個。與現有技術相比，本實用新型具有以下特點和優點1、本實用新型採用獨立的閉路循環冷卻水迴路，充分利用回水餘壓，加壓水泵功耗低；整個系統為密閉系統水損少，補水量少，運行費用大幅降低。克服了現有的高爐小套開路循環冷卻水技術中耗電量高、水量損失大，水質較差的缺陷，具有耗電量低、水量損失小，水質較佳等優點。2、本實用新型針對生產中存在檢漏不及時的不安全因素，以及高爐小套串聯閉路系統的安全性低、無法檢漏的安全隱患，在高爐風口小套兩端的過水管上設置溫度傳感器和壓力傳感器，並遠傳至控制室監測報警，可以及時準確的發現小套的漏損，極大的提高了小套循環冷卻水系統的安全性，同時檢漏系統自動化程度較高，人機界面友好，便於監測。3、本實用新型採用穩壓補水裝置可以自動對循環水系統進行穩壓，保證系統運行壓力的穩定。在循環水系統漏損時，補水系統自動補水。

以下附圖僅旨在於對本實用新型做示意性說明和解釋，並不限定本實用新型的範圍。其中，圖1為本實用新型高爐風口小套循環冷卻水系統實施例一的結構示意圖。圖2為本實用新型高爐風口小套循環冷卻水系統實施例二的結構示意圖。圖3為本實用新型的蒸髮式空冷器的結構示意圖。附圖標記本實用新型1-高爐風口小套；2-脫氣罐；3-蒸髮式空冷器；31-噴淋水箱； 32-噴頭；33-輸水管；34-噴淋循環水泵；35-風扇；36-環管；4-加壓水泵；5-過水管； 11-溫度傳感器；12-壓力傳感器；6-過濾器；61-濾筒；62-濾網；7-穩壓補水裝置；71-膨脹罐；72-補水箱；73-進出水管；74-液位計；75-排水管；76-電動閥；77-補水管；78-補水泵；81-進氣管；82-排氣管；83-進氣氣動閥門；84-膨脹罐71的壓力傳感器；85-排氣氣動閥門。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。請參考圖1，為本實用新型高爐風口小套循環冷卻水系統實施例一的結構示意圖。 如圖所示，本實用新型提出的高爐風口小套循環冷卻水系統，設置在高爐風口小套1用水點的出水埠和進水埠之間，該高爐風口小套循環冷卻水系統包括由脫氣罐2、蒸髮式空冷器3、加壓水泵4通過過水管5依次串接而成的閉路循環冷卻水迴路。其中，加壓水泵4 對過水管5中的循環冷卻水加壓，使得循環冷卻水在閉路循環冷卻水迴路中循環流動，從而對高爐風口小套1進行冷卻；脫氣罐2可放置於風口平臺上，用於對經過高溫設備被汽化了的循環冷卻水脫氣，保證冷卻水的冷卻質量；蒸髮式空冷器3用於對吸熱升溫後的循環冷卻水進行冷卻，使得冷卻水能夠循環利用。由於本實用新型採用閉路循環冷卻水迴路， 循環冷卻水由加壓水泵4的出水口流經過水管5、高爐風口小套1、脫氣罐2、蒸髮式空冷器 3後，循環冷卻水僅損失部分壓力，回至加壓水泵4吸水口時，仍具有一定的壓力，該壓力作為加壓水泵4吸水備壓，因循環冷卻回水有備壓，故加壓水泵4的揚程遠低於現有開路系統中水泵揚程，大幅度降低了設備能耗。並且，本實用新型結構簡單，無需與高爐的其它設備相接，具有較強的獨立性，能夠保證高爐的長時間正常運行。進一步的，在本實施例中，在所述高爐風口小套1的進水埠和出水埠分別連
5接的所述過水管5上設有漏水檢測裝置，所述漏水檢測裝置包括溫度傳感器11和壓力傳感器12 ；其中，溫度傳感器11用於測量高爐風口小套1進出水口端的冷卻水溫度；壓力傳感器12用於測量高爐風口小套1進出水口端的冷卻水壓力。並且，溫度傳感器11和壓力傳感器12分別將檢測到接近高爐風口小套1的進、出水口端的冷卻水的溫度信號和壓力信號傳遞至遠端的控制元件，例如可編程邏輯控制器(PLC)。控制元件接收到溫度信號和壓力信號，當經轉換後其檢測數值達到或大於控制元件中預設的相應的上、下限報警值時，控制元件發出報警信號，則說明循環管路可能發生漏損，從而實現對閉路循環冷卻水迴路的檢漏功能。在本實用新型中，溫度傳感器11、壓力傳感器12與控制元件的連接、傳輸信號的具體結構及原理均為公知技術，在此不再詳細描述。優選的，所述溫度傳感器11為鉬熱電阻溫度傳感器，鉬熱電偶誤差可在士0. 15°C 左右，現有的壓力傳感器12精確度可達1%。，從而滿足本實用新型高爐風口小套循環冷卻水系統的精度要求。進一步的，請參考圖3，為本實用新型的蒸髮式空冷器的結構示意圖。如圖3所示， 所述蒸髮式空冷器3包括內裝有噴淋水的噴淋水箱31，在所述噴淋水箱31的上部安裝有噴頭32，所述噴頭32通過輸水管33與噴淋水箱31的底部相連通，在所述輸水管33上安裝有噴淋循環水泵34，通過噴淋循環水泵34加壓能夠將噴淋水箱31中的噴淋水輸送至噴頭32 並由噴頭32進行噴淋作業。其中噴淋水箱31中的噴淋水量為閉路循環冷卻水迴路的循環冷卻水量的四分之一，以確保循環冷卻水得到充分的冷卻。在所述噴淋水箱31的頂端設有風扇35，在所述噴頭32與噴淋水箱31中的噴淋水水面之間設有環管36，所述環管36的兩端分別與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管5相連通，使得循環冷卻水流經環管36。在使用時，需要被冷卻的循環冷卻水在環管36內流過，噴淋循環水泵34從噴淋水箱31下部的集水盤吸水，將噴淋水加壓送至噴淋水箱31上部的噴頭處噴淋，對環管36進行噴淋冷卻， 並且通過風扇35進行通風冷卻，進一步提高冷卻效果。環管36內循環水不與外界接觸，經過空冷器後，僅溫度降低，水質不受影響。由於噴淋水可以在蒸髮式空冷器設備本身進行循環冷卻而不需增設獨立的噴淋水池，佔地小，節省了投資和運行費用。進一步的，如圖1所示，在所述蒸髮式空冷器3與所述加壓水泵4之間的所述閉路循環冷卻水迴路上安裝有過濾器6，用於過濾循環水系統裡的顆粒物。由於各種可能存在的原因，循環水系統在運行初期或管路及設備維修後，在系統中存在著顆粒物需要清洗，所述自清洗管道過濾器6包括濾筒61和自動反衝洗裝置(圖中未示出)，在所述濾筒61上設有濾網62，濾網62是主要過濾部件，循環水通過濾網62後，其中所含顆粒物被攔截到濾網 62上；濾筒61為濾網62的承載部件；在所述濾網62兩側均設有壓力傳感器，濾網前後兩側均設置了壓力傳感器，當過濾前後水壓差超過設定壓差值時，說明濾網沉積的顆粒物較多，堵塞的濾孔較多，則與壓力傳感器通過外接的控制部件相連的自動反衝洗裝置啟動，掃除濾網62上的被攔截的顆粒物，並將顆粒物向外排出。其中自動反衝洗裝置為現有技術， 在此不再詳細描述。進一步的，如圖1所示，所述高爐風口小套並聯設置有3個。但本實用新型也不限於此，高爐風口小套的數量也可以根據實際需要設置2個、4個或更多個。而現有高爐中通常並聯設有16 30個高爐風口小套。該些高爐風口小套的出水埠和進水埠分別與過水管5相連接，這樣能夠對多個高爐風口小套進行循環冷卻。[0040]本實用新型的運行流程為循環冷卻水經加壓水泵4加壓後，進入閉路循環冷卻水迴路對設備(高爐風口小套)進行冷卻，冷卻後回水經過脫氣罐2脫氣後進入蒸髮式空冷器3降溫，最後經由自清洗管道過濾器6去除大顆粒雜質後，再回流至加壓水泵4加壓， 完成一個循環過程。其中，高爐小套設備用水點檢漏過程為高爐小套1用水點出水埠和進水埠處連接的過水管5上設置溫度傳感器11和壓力傳感器12，並將其運行報警信號遠傳至控制室顯示屏顯示，操作人員可迅速採取相關措施，大幅度提高了系統運行的穩定性。作為本實用新型另一種可選的實施例，請參考圖2，為本實用新型高爐風口小套循環冷卻水系統實施例二的結構示意圖。在本實施例中與實施例一相同的部件，採用相同的標號。如圖2所示，在蒸髮式空冷器3與所述加壓水泵4之間的所述閉路循環冷卻水迴路上設有穩壓補水裝置7，穩壓補水裝置7可放置於風口平臺或者加壓泵站內，所述穩壓補水裝置7包括容裝有循環冷卻水的膨脹罐71和補水箱72，在所述膨脹罐71下端設有與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管5相連通的進出水管73，使得膨脹罐71和補水箱72的循環冷卻水能夠通過進出水管73流入過水管5，而過水管5中的循環冷卻水也能通過進出水管73流入膨脹罐71內。在所述膨脹罐71內設有能夠測量膨脹罐71內的循環冷卻水液位高度的液位計74，在所述膨脹罐71下端還設有排水管75，在所述排水管75上安裝有能控制所述排水管75通斷的電動閥76，通過電動閥76控制排水管75的通斷，從而實現膨脹罐 71的排水功能；所述補水箱72通過補水管77與所述膨脹罐71的進出水管73相連通，在所述補水管77上安裝有補水泵78。通過所述補水泵78能夠將補水箱72中的循環冷卻水 (軟化水)通過進出水管73輸送至過水管5中，從而實現對閉路循環冷卻水迴路的補水功能。進一步的，在所述膨脹罐71的上部連通有進氣管81和排氣管82，在所述進氣管 81和排氣管82上分別安裝有氣動閥門(進氣氣動閥門83和排氣氣動閥門85)，在所述膨脹罐71的上部還設有壓力傳感器84，所述壓力傳感器84與外接的控制部件連接，所述外接的控制部件通過所述膨脹罐的壓力傳感器84所發出到的膨脹罐內的壓力信號控制所述進氣管81和排氣管82的開啟或關閉，從而使膨脹罐71內的壓力值保持在設定的壓力範圍之內。而當閉路循環冷卻水迴路有漏損時，僅通過膨脹罐71無法持續穩壓時，補水泵78與液位計74連鎖並通過控制部件啟動，向閉路循環冷卻水迴路中補水，保證循環水系統壓力的穩定，以確保在系統查漏的過程中生產的繼續進行。穩壓補水裝置7既可以起到正常運行中的穩壓作用，又可以起到在系統發生微量漏損時的補水功能。本實施例在使用時，電動閥76與膨脹罐71內的液位計74通過控制部件相連，使得電動閥76根據液位計74檢測數值進行開啟或關閉；並且，補水泵78與膨脹罐71內的液位計74也通過控制部件相連，使得補水泵78也根據液位計74檢測數值進行開啟或關閉。 當閉路循環冷卻水迴路中出現循環冷卻水水溫上升時，迴路中的循環冷卻水體積膨脹，壓力增加，使得循環冷卻水通過進出水管73流入膨脹罐71，使得膨脹罐71中的水位提升；當膨脹罐71內中液位計74監測達到設定的高液位時，電動閥76開啟，膨脹罐71內水外排， 直至膨脹罐71內液位至正常液位時，電動閥76關閉。當閉路循環冷卻水迴路出現漏損情況時，循環冷卻水壓力降低，使得膨脹罐71內的水通過進出水管73流入閉路循環冷卻水迴路向迴路補水；如果閉路循環冷卻水迴路持續漏損，膨脹罐71液位持續下降，膨脹罐71內的液位計74監測液位達到低液位時，補水泵78啟動，從補水箱72中抽取軟化水向閉路循環冷卻水迴路和膨脹罐71內補水，直至膨脹罐71液位達到正常液位時，補水泵78停止。為了保持膨脹罐71內的壓力處於正常工作的範圍，進氣管81及排氣管82上分別安裝的進氣氣動閥門83和排氣氣動閥門85通過膨脹罐71內壓力傳感器84的作用開啟或關閉，即當膨脹罐71壓力大於設定的最大壓力值時，排氣氣動閥85開啟，膨脹罐71中填充的氮氣外排至大氣，直到膨脹罐71內壓力小於等於設定的最大壓力值時，排氣氣動閥85關閉；當膨脹罐71壓力小於設定的最小壓力值時，進氣氣動閥83開啟，向膨脹罐71內補充氮氣，直到膨脹罐71內壓力值大於等於設定的最小壓力值時，關閉進氣氣動閥83。本實用新型的穩壓補水裝置7設有PLC櫃，通過電纜連接液位計、壓力傳感器、電動閥、氣動閥和補水泵等設備，並用於接收液位計、壓力傳感器等設備控制信號，實現對電動閥、氣動閥和補水泵的連鎖控制。PLC櫃的具體結構及控制過程均為公知技術，在此不再詳細描述。本實施例的其他結構、工作原理和有益效果與實施例一相同，在此不再贅述。以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，並非用以限定本實用新型的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述高爐風口小套循環冷卻水系統設置在高爐風口小套用水點的出水埠和進水埠之間，該高爐風口小套循環冷卻水系統至少包括由脫氣罐、蒸髮式空冷器、加壓水泵通過過水管依次串接而成的閉路循環冷卻水迴路。
2.如權利要求1所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，在所述高爐風口小套的進水埠和出水埠分別連接的所述過水管上設有漏水檢測裝置，所述漏水檢測裝置包括溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度傳感器和所述壓力傳感器分別與預設有的上下限報警值的控制元件電連接。
3.如權利要求2所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述溫度傳感器為鉬熱電阻溫度傳感器。
4.如權利要求1至3中任一項所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的閉路循環冷卻水迴路上設有穩壓補水裝置，所述穩壓補水裝置包括容裝有循環冷卻水的膨脹罐和補水箱，在所述膨脹罐下端設有與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管相連通的進出水管，在所述膨脹罐內設有能夠測量膨脹罐內循環冷卻水液位高度的液位計，在所述膨脹罐下端還設有排水管，在所述排水管上安裝有能控制所述排水管通斷的電動閥；所述補水箱通過補水管與所述膨脹罐的進出水管相連通，在所述補水管上安裝有補水泵。
5.如權利要求4所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，在所述膨脹罐的上部連通有進氣管和排氣管，在所述進氣管和排氣管上分別安裝有氣動閥門，在所述膨脹罐的上部還設有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過外接的控制部件與所述進氣管和排氣管電連接。
6.如權利要求1至3中任一項所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述蒸髮式空冷器包括內裝有噴淋水的噴淋水箱，在所述噴淋水箱的上部安裝有噴頭，所述噴頭通過輸水管與噴淋水箱的底部相連通，在所述輸水管上安裝有噴淋循環水泵，在所述噴淋水箱的頂端設有風扇，在所述噴頭與噴淋水箱中的噴淋水水面之間設有環管，所述環管的兩端分別與所述閉路循環冷卻水迴路的過水管相連通。
7.如權利要求6所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述噴淋水箱中的噴淋水量為所述閉路循環冷卻水迴路的循環冷卻水量的四分之一。
8.如權利要求1至3中任一項所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的所述閉路循環冷卻水迴路上安裝有自清洗管道過濾器，所述自清洗管道過濾器包括濾筒和自動反衝洗裝置，在所述濾筒上設有濾網，在所述濾網兩側均設有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過控制部件與所述自動反衝洗裝置電連接。
9.如權利要求1至3中任一項所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述高爐風口小套並聯設有至少兩個。
10.如權利要求9所述的高爐風口小套循環冷卻水系統，其特徵在於，所述高爐風口小套並聯設有16 30個。
專利摘要本實用新型公開了一種高爐風口小套循環冷卻水系統，設置在高爐風口小套用水點的出水埠和進水埠之間，該高爐風口小套循環冷卻水系統至少包括由脫氣罐、蒸髮式空冷器、加壓水泵通過過水管依次串接而成的閉路循環冷卻水迴路；在所述高爐風口小套的進水埠和出水埠分別連接的所述過水管上設有漏水檢測裝置，在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的閉路循環冷卻水迴路上設有穩壓補水裝置；在所述蒸髮式空冷器與所述加壓水泵之間的所述閉路循環冷卻水迴路上安裝有自清洗管道過濾器。本實用新型具有耗電量低、水量損失小、水質較佳、檢漏方便、自動穩壓補水、便於操作管理和維護等優點。
文檔編號C21B7/10GK201981217SQ201020687449
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者宋小鵬, 宋曉銳, 陳繼亮 申請人:中冶京誠工程技術有限公司, 北京京誠科林環保科技有限公司