CN101671761B - 一种汽化冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金技术领域，涉及转炉的一种汽化冷却装置。本发明包括低压强制循环部，高压强制循环部，自然循环部和切换循环部。采用本发明提供的转炉汽化冷却分段方式，使汽化冷却装置的分段和上升下降管大为减少，简化结构；节约电能、提高汽化冷却烟道使用寿命的同时，使该系统应用于大型转炉上更加稳定；采用大的检修孔盖，使汽化冷却烟道的检修、维护可采用吊车进行，使检修方便。

Description

一种汽化冷却装置

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及转炉的一种汽化冷却装置。

背景技术

现有的转炉汽化冷却装置通常采用全自然循环、全强制循环和自然强制混合循环三种方式。

图1是采用全自然循环的转炉汽化冷却系统的结构示意图：活动烟罩6，炉口固定段7，移动段8，固定段13，尾段14，尾部段17和中段18通过自然循环供水管NCWS和自然循环回水管NCWB与汽包4连接；通过软水或除盐水管DW给除氧器2供水；通过锅炉给水管FW经锅炉给水泵3为汽包4供水；通过蒸汽管S将汽包4中分离出的蒸汽输出。采用全自然循环的汽化冷却系统，不需要强制循环泵，节约电能，但由于汽化冷却烟道的活动烟罩、炉口固定段、移动段等部分结构复杂且工作环境恶劣，易出现水循环不畅，在3～6个月就会因局部冷却不均而出现爆管。

图2是采用全强制循环的转炉汽化冷却系统的结构示意图：活动烟罩6，炉口固定段7，移动段8，固定段13，尾段14，尾部II段17和中段18通过高压循环供水管HPWS和高压循环回水管HPWB经高压循环泵16与汽包4连接；通过软水或除盐水管DW给除氧器2供水；通过锅炉给水管FW经锅炉给水泵3为汽包4供水；通过蒸汽管S将汽包4中分离出的蒸汽输出。采用全强制循环的汽化冷却装置，虽然解决了循环不畅的问题，但由于循环水量大，增加了耗电量，且投资较高。

图3是采用复合循环的转炉汽化冷却系统的结构示意图：活动烟罩6通过低压循环泵5经低压循环供水管LPWS和低压循环回水管LPWB与除氧器2连接；固定段13，尾段14，尾部段17和中段18通过自然循环供水管NCWS和自然循环回水管NCWB与汽包4连接；炉口固定段7和移动段8通过高压循环供水管HPWS和高压循环回水管HPWB经高压循环泵16与汽包4连接；通过蒸汽管S将汽包4中分离出的蒸汽输出。采用自然强制混合循环的方式，试图克服上述循环的弊端，但由于烟道分段多、上升下降管多，结构复杂，使得该系统应用在大型转炉上出现运行不稳定，寿命较短等现象。

由此可见，上述现有的汽化冷却装置在结构和使用上仍存在较大缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供转炉的一种汽化冷却装置，本发明包括：低压强制循环部，高压强制循环部，自然循环部和切换循环部。采用本发明提供的转炉汽化冷却分段方式，使汽化冷却装置的分段和上升下降管大为减少，简化结构，节约电能，提高汽化冷却烟道使用寿命的同时，使该系统应用于大型转炉上更加稳定；采用大的检修孔盖，使汽化冷却烟道的检修、维护可采用吊车进行，使检修方便。

本发明是采用以下技术方案实现的：

低压强制循环部：活动烟罩，其紧密贴设在转炉口上；下料口，其设在移动段烟道上；氧枪口，其设置在移动段烟道上正对炉口中心的上方；副枪口，其与氧枪口并行布置在移动段烟道上；低压循环泵，设置在使上述除氧器与活动烟罩，下料口，氧枪口，副枪口相连通的低压循环管中，克服低压循环的流动阻力；除氧器，对经过设置在其上部的软化水或除盐水管供入其内的水进行热力除氧的同时，通过上侧设置的低压回水管与上述活动烟罩、下料口，氧枪口，副枪口上部连接，使汽水混合物经过设置在其上部的低压循环回水管进入其内。

高压强制循环部：炉口固定段，其一侧与上述活动烟罩相连通设置；移动段，其一侧与上述炉口固定段的另一侧连通设置；尾段，其一侧与固定段连通设置；烟道检修孔盖，其与尾段采用法兰连接，可用检修吊车进入冷却烟道内进行汽化冷却烟道的检修；汽包，其上侧设有与上述炉口固定段，移动段和尾段，烟道检修孔盖的外侧上部分别连通设置的高压强制循环回水管，其下侧设有与上述炉口固定段，移动段，尾段，烟道检修孔盖外侧下部连通的高压强制循环供水管，另外汽包上侧设有多条蒸汽管，通过该蒸汽管将汽包中分离出的蒸汽输出；锅炉给水泵，设置于上述除氧器下侧与上述汽包下侧相连通的锅炉给水管中，使上述除氧器内进行除氧处理后的水向上述汽包内泵入；高压循环泵，设置在上述汽包下侧与上述炉口固定段，移动段，尾段，烟道检修孔盖的外侧下部连通设置的高压循环供水管中，将汽包中分离出的水泵入上述炉口固定段，移动段，尾段，烟道检修孔盖中。

自然循环部包括：固定段，其一侧与上述移动段通过膨胀节连接，另一侧与上述尾段连接。上述固定段外侧上部通过自然循环回水管与上述汽包的上侧连通，其下部通过自然循环供水管与上述汽包下侧连通。

切换循环部包括：三通切换阀，其设置于上述汽包与上述高压循环泵连接的高压循环供水上，另一阀门入口与上述固定段自然循环回水管相连。

转炉切换循环汽化冷却装置，其中炉口固定段和移动段包括氧枪口、副枪口和下料口。将活动烟罩、氧枪口、副枪口、下料口与除氧器、低压循环泵相连接组成低压强制循环部，使活动烟罩、氧枪口、副枪口和下料口的冷却水采用除氧后的软水或除盐水，可以显著延长活动烟罩、氧枪口、副枪口、下料口的寿命，同时，既达到冷却目的又将大量的热作为热力除氧器热源的一部分。炉口固定段、移动段、尾段与汽包、高压循环泵相连接组成高压循环部，使高压循环部运行可靠，而且减少了上升下降管数量，使系统结构简单。固定段烟道较长，工作环境相对较好，采用自然循环，并和高压强制循环部根据转炉的运行工况进行切换，在节约电能的同时，使得自然循环应用于大转炉更加可靠，且延长了固定段的使用寿命。

本发明采用强制循环与自然循环相切换的方式，根据转炉运行的不同工况，改善水循环，且大幅提高转炉汽化冷却烟道的寿命，改善了大型转炉汽化冷却装置运行的稳定性，同时减少了电能消耗，节约了能源。采用大的检修孔盖使冷却烟道通过吊车检修，更加方便。

附图说明

图1是全自然循环的汽化冷却装置结构示意图；

图2是全强制循环的汽化冷却装置结构示意图；

图3是复合循环的汽化冷却装置结构示意图；

图4是本发明的汽化冷却装置结构示意图。

图中，件1为三通切换阀；件2为除氧器；件3为锅炉给水泵；件4为汽包；件5为低压循环泵；件6为活动烟罩；件7为炉口固定段；件8为移动段；件9为1号下料口；件10为2号下料口；件11为氧枪口；件12为副枪口；件13为固定段；件14为尾段；件15为烟道检修孔盖；件16为高压循环泵；件17为尾部II段；件18为中段。

FW为锅炉给水管；DW为软水或除盐水管；LPWS为低压循环供水管；LPWB为低压循环回水管；HPWS为高压循环供水管；HPWB为高压循环回水管；NCWS为自然循环供水管；NCWB为自然循环回水管；NHS为切换循环管；S为蒸汽管。

具体实施方式

下面结合附图4对本发明作进一步说明：

本发明包括：低压强制循环部；高压强制循环部；自然循环部；切换循环部。

低压强制循环部包括：活动烟罩6，其紧密贴设在转炉口上，可耐高温及热强度大的烟气，在冶炼过程中可依需要经常升降；1号下料口9和2号下料口10在移动段烟道8上，转炉冶炼使用的散装原料通过冷却烟道上的该口加入炉内，同时起到耐磨，回收热量的作用；氧枪口11设置在移动段烟道8上正对炉口中心的上方，氧枪通过该口伸入、抽出转炉，同时起到密封烟气和回收热量的目的；副枪口12与氧枪口并行布置在移动段烟道上，是副枪出入转炉的通道，也起到密封烟气和回收热量的目的；低压循环泵5设置在低压循环供水管LPWS上，使除氧器2与裙罩6、1号下料口9、2号下料口10，氧枪口11和副枪口12相连通，克服低压循环的流动阻力；除氧器2，对经过设置在除氧器2上部的软化水或除盐水管DW供入除氧器2内的水进行热力除氧的同时，通过上侧设置的低压回水管LPWB，与上述裙罩6、下料口9、10，氧枪口11，副枪口12上部外侧连接，使汽水混合物经过低压循环回水管LPWB进入除氧器2。

高压循环部包括：炉口固定段7，其一侧与活动烟罩6相连通设置；移动段8，其一侧与炉口固定段7相连通，另一侧通过膨胀节与固定段13相连通设置；尾段14，其一侧与固定段13连通设置；烟道检修孔盖15与尾段14采用法兰连接，用于汽化冷却烟道的检修；汽包4上侧设有与炉口固定段7、移动段8、尾段14和烟道检修孔盖15的外侧上部分别连通设置的高压强制循环回水管HPWB，其下侧设有与上述炉口固定段7，移动段8，尾段14，烟道检修孔盖15外侧下部连通的高压强制循环供水管HPWS，通过该高压强制循环回水管HPWB将上述炉口固定段7，移动段8，尾段14，烟道检修孔盖15中的汽水混合物导入汽包4中，并且在汽包4内将蒸汽与水分离，通过该高压循环供水管HPWS将汽包4中分离出的水导入上述炉口固定段7，移动段8，尾段14，烟道检修孔盖15，另外汽包4上侧设有多条蒸汽管，通过蒸汽管S将汽包4中分离出的蒸汽输出；锅炉给水泵3设置在除氧器2下侧与汽包4相连通的锅炉给水管FW中，使除氧器2内进行除氧处理后的水向汽包4内泵入；高压循环泵16设置在汽包4与炉口固定段7，移动段8，尾段14，烟道检修孔盖15的外侧下部连通设置的高压循环供水管HPWS中，将汽包4中分离出的水泵入上述炉口固定段7，移动段8，尾段14，烟道检修孔盖15中。其中炉口固定段7和移动段8上有1号下料口9、2号下料口10、氧枪口11和副枪口12。

自然循环部包括：固定段13一侧与移动段8通过膨胀节连接，另一侧与末段14连接；固定段13外侧上部通过自然循环上升管NCWB与汽包4的上侧连通，其下部通过自然循环供水管NCWS与汽包4下侧连通。其中，通过自然循环回水管NCWB，固定段13中的汽水混合物导入汽包4中，通过自然循环供水管NCWS将汽包4中分离出的水导入固定段13中。

切换循环部包括：三通切换阀1设置于汽包4与高压循环泵16连接的高压循环供水管HPWS上，另一阀门入口与切换循环管NHS相连，切换循环管NHS与固定段13自然循环回水管NCWB相连。

本发明既具有自然循环节能的优点，又具有强制循环安全可靠的优点，且自然循环和强制循环可根据转炉炼钢的工况通过切换循环部进行适时切换，其中将除氧器2，裙罩6，1号下料口9，2号下料口10，氧枪口11，副枪口12，低压循环泵5相连接组成低压强制循环部，这样使冷却件的冷却水都采用高品质的除氧水，可以延长冷却件的寿命，同时既达到冷却的目的，又可将回收的热量作为热力除氧器2热源的一部分。炉口固定段7，移动段8，尾段14所处的环境差，结构复杂，采用强制循环与自然循环相比，运行稳定，冷却件的寿命可以延长。固定段13采用一段式自然循环结构，比以往的多段结构大量减少了上升、下降管的数量，结构简单，同时节约了电能。切换循环部，使自然循环部可根据冶炼工况适时切换到强制循环部，使自然循环的运行更加稳定，对于大转炉，可延长自然循环的寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种汽化冷却装置，其特征在于:

其包括:低压强制循环部，其包括活动烟罩（6）、1号下料口（9）、2号下料口（10）、氧枪口（11）、副枪口（12）、除氧器（2）、低压循环泵（5）、低压循环供水管LPWS、低压循环回水管LPWB，活动烟罩（6）紧密贴设在转炉口上，1号下料口（9）、2号下料口（10）设在移动段（8）上，氧枪口（11）设置在移动段（8）上正对炉口中心的上方，副枪口（12）与氧枪口（11）并行布置在移动段（8）上，除氧器（2）对经过设置在其上部的软水或除盐水管DW供入其内的水进行热力除氧的同时，通过上侧设置的低压循环回水管LPWB与活动烟罩（6）、1号下料口（9）、2号下料口（10）、氧枪口（11）、副枪口(12)上部连接，使汽水混合物经过设置在除氧器（2）上部的低压循环回水管LPWB进入除氧器（2）内，低压循环泵（5）设置在使除氧器（2）与活动烟罩（6）、1号下料口（9）、2号下料口（10）、氧枪口（11）、副枪口（12）相连通的低压循环供水管LPWS中；

    高压强制循环部，其包括炉口固定段（7）、移动段（8）、尾段（14）、烟道检修孔盖（15）、汽包（4）、锅炉给水泵（3）、高压循环泵（16）、高压循环供水管HPWS、高压循环回水管HPWB，炉口固定段（7）一侧与活动烟罩（6）相连通设置，移动段（8）一侧与炉口固定段（7）的另一侧连通设置，尾段（14）一侧与固定段（13）连通设置，烟道检修孔盖（15）与尾段（14）采用法兰连接，汽包（4）上侧设有与炉口固定段（7）、移动段（8）和尾段（14）、烟道检修孔盖（15）的外侧上部分别连通设置的高压循环回水管HPWB，其下侧设有与炉口固定段（7）、移动段（8）、尾段（14）、烟道检修孔盖（15）外侧下部连通的高压循环供水管HPWS，汽包（4）上侧设有多条蒸汽管S，通过该蒸汽管S将汽包（4）中分离出的蒸汽输出，锅炉给水泵（3）设置于除氧器（2）下侧与上述汽包（4）下侧相连通的锅炉给水管FW中，使除氧器（2）内进行除氧处理后的水向汽包(4)内泵入，高压循环泵（16）设置在汽包（4）下侧与炉口固定段（7）、移动段（8）、尾段（14）、烟道检修孔盖（15）的外侧下部连通设置的高压循环供水管HPWS中，将汽包（4）中分离出的水泵入炉口固定段（7）、移动段（8）、尾段（14）、烟道检修孔盖（15）中；

自然循环部，其包括固定段（13）、自然循环供水管NCWS、自然循环回水管NCWB，固定段（13）一侧与移动段（8）通过膨胀节连接，另一侧与尾段（14）连接，固定段（13）外侧上部通过自然循环回水管NCWB与汽包（4）的上侧连通，下部通过自然循环供水管NCWS与汽包（4）下侧连通;

切换循环部，其包括三通切换阀（1）、切换循环管NHS，三通切换阀（1）设置于汽包（4）与高压循环泵（16）连接的高压循环供水管HPWS上，另一阀门入口与切换循环管NHS相连，切换循环管NHS与固定段（13）上的自然循环回水管NCWB相连；

自然循环部和高压强制循环部通过切换循环部进行切换。

2.根据权利要求1所述的汽化冷却装置，其特征在于:烟道检修孔盖(15)布置在尾部烟道上，采用大的检修孔盖，可用检修吊车进行烟道的检修。

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