CN103421917A - 一种高炉软水密闭循环冷却系统 - Google Patents

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一种高炉软水密闭循环冷却系统，属于高炉冷却技术领域。该系统包括高压冷却设备、低压冷却设备、脱气罐、换热器、稳压膨胀罐组、供水泵组、高压供水管、低压供水管、高压回水管、冷却壁供水环管、炉底供水环管、回水环管、回水总管。优点在于，将高压泵组、低压泵组整合为一个高炉软水密闭循环冷却系统的供水泵组，整合后的供水泵组减少了低压泵组、补水泵、安全供水泵及冷媒水泵数量，减少并简化了供、回水管道数量及布置；通过冷却高压冷却设备的冷却水再来冷却低压冷却设备，达到降低高炉冷却总循环水量及扬程。通过上述种种技术达到减少初期投资，后期运行费用的效果。

Description

一种高炉软水密闭循环冷却系统
技术领域
本发明属于高炉冷却技术领域，特别是提供了一种高炉软水密闭循环冷却系统，适用于任何容积的高炉冷却系统。
背景技术
高炉软水密闭循环冷却最早应用于上世纪60年代的欧洲，起初多采用高温软水冷却，后随炼铁工艺的发展逐步演变为低温软水冷却。目前高炉软水密闭循环冷却均采用低温软水。高炉软水密闭循环冷却因其补水量小、回水不泄压、管路不易结垢等优点成为现代化大型高炉炼铁生产节水、节能、环保、长寿的关键核心技术之一。
目前在建或已建的高炉炼铁项目中，高炉冷却系统大致分为两类。第一类：高炉冷却系统由几个软水密闭循环冷却系统组成。每个系统只对高炉或热风炉区域一部分冷却器进行冷却，各系统独立，冷却水不共用。这种设计存在的最大不足在于整个高炉冷却系统循环水量大(相应换热器的软水冷媒水也很大)，运行时动力消耗相比较大，冷却水温升小，未充分利用软水冷却温升允许范围；最大优点在于系统之间相互独立，互不影响；各系统内部工艺流程简单，易于调节，安全、维护措施简单、可靠。第二类：高炉冷却系统由高炉冷却壁、炉底、热风炉区域的冷却设备等串、并联组成一个联合软水密闭循环系统。该系统利用高炉冷却壁、炉底的回水再次加压供给其余区域冷却。这种设计的最大不足在于管路系统相对复杂，试车调试难度大，运行时安全、维护措施复杂、可靠性欠佳；最大的优点在于系统冷却循环水量较小(相应换热器软水冷媒水也较小)，约为独立系统循环水量的50-60%，初期建设投资及运行动力消耗均比相比独立系统小。
节能节水且操作、维护、安全措施简单易行一直以来都是冷却系统追求的目标，纵观上述两大类冷却系统，简单易行的系统不节能；节能的系统又错综复杂，因此设计开发出了一种高炉软水密闭循环冷却系统，意在于冷却系统更节能、节水的同时，调试、操作，维护、安全简单易行。
发明内容
本发明目的在于提供一种高炉软水密闭循环冷却系统，改变原有冷却系统独立或联合的联接模式，简化管路布置，精简泵组、罐组数量并简化其布置，最大化共用冷却水、换热器，降低冷却系统建设投资并使运行动力消耗更小。
本发明包括高压冷却设备、低压冷却设备、脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12、供水泵组、高压供水管13、低压供水管14、高压回水管15、冷却壁供水环管16、炉底供水环管17、回水环管18、回水总管19；供水泵组分别与高压供水管13、低压供水管14连接，高压供水管13与串并联后的高压冷却设备连接，高压冷却设备再与高压回水管15连接，高压回水管15、低压供水管14并联且均与冷却壁供水环管16、炉底供水环管17连接，冷却壁供水环管16、炉底供水环管17再分别与串并联后的低压冷却设备连接，低压冷却设备再与回水环管18、回水总管19、脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12顺序连接回至供水泵组。
供水泵组由高、低压泵组构成，软水经由供水泵组中高、低压泵组加压后各形成一根高压供水管13和低压供水管14，其中，高压供水管13向高压冷却设备供水，冷却后的回水汇合至高压回水管15后再分成两路，分别向冷却壁供水环管16及炉底供水环管17供水，经由冷却壁供水环管16及炉底供水环管17的冷却水再分别向低压冷却设备供水；低压供水管14在高炉本体区域分成两路，分别向冷却壁供水环管16及炉底供水环管17供水，经由冷却壁供水环管16及炉底供水环管17的冷却水再分别向低压冷却设备供水，冷却低压冷却设备后的冷却水经由回水环管18汇集后经两路回水总管19，依次分别经过脱气罐10脱气，换热器11降温，稳压膨胀罐组12最终回至供水泵组高、低压泵组入口处，从而形成一个循环回路。
高压冷却设备包括风口大套4、风口中套5，风口小套3、热风阀（含倒流休风阀）6，风口中套5与热风阀(含倒流休风阀)6串联后再分别与风口大套4、风口小套3并联，低压冷却设备包括炉底水冷管8、冷却壁前排管7、冷却壁后排管（或直吹管）9，炉底水冷管8与冷却壁后排管（或直吹管）9串联后再与冷却壁前排管7并联。
本发明所述的稳压膨胀罐组设在供水泵组泵房内，稳压膨胀罐组数量为1或2组
本发明具有如下特点：
1、冷却系统供水泵组由高、低压泵组共同构成；冷却系统供水总管共两根，分别由高、低压泵组独立供给。冷却系统回水总管共两根，回水总管在高压泵组、低压泵组入口处相互连通且与稳压膨胀罐组相联通；
2、冷却系统共用一组稳压膨胀罐组；
3、冷却高压冷却设备的冷却水仅来自高压泵组，冷却低压冷却设备冷却水由供水泵组高、低压泵组共同供给；
4、来自高压泵组的冷却循环水量应占冷却系统总循环冷却水量的40～60%；
本发明优点在于：将高压泵组、低压泵组整合为一个高炉软水密闭循环冷却系统的供水泵组，通过将高炉本体及热风炉区域冷却设备即高、低压冷却设备特别的串、并联连接构成了一个完整软水密闭循环冷却系统。整合后的供水泵组减少了低压泵组、补水泵、安全供水泵及冷媒水泵数量，减少并简化了供、回水管道数量及布置；通过冷却高压冷却设备的冷却水再来冷却低压冷却设备，达到降低高炉冷却总循环水量及扬程。本发明通过上述种种技术达到减少初期投资，后期运行费用的效果。
附图说明
图1为高炉软水密闭循环冷却系统实施方案的系统结构及流程图。其中，高压泵组1、低压泵组2、风口小套3、风口大套4、风口中套5、热风阀(或倒流休风阀)6、冷却壁前排管7、炉底水冷管8、冷却壁后排管(或直吹管)9、脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12、高压供水管13、低压供水管14、高压回水管15、冷却壁供水环管16、炉底供水环管17、回水环管19
具体实施方式
本发明包括高压冷却设备、低压冷却设备、脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12、供水泵组、高压供水管13、低压供水管14、高压回水管15、冷却壁供水环管16、炉底供水环管17、回水环管18、回水总管19；供水泵组分别与高压供水管13、低压供水管14连接，高压供水管13与串并联后的高压冷却设备连接，高压冷却设备再与高压回水管15连接，高压回水管15、低压供水管14并联且均与冷却壁供水环管16、炉底供水环管17连接，冷却壁供水环管16、炉底供水环管17再分别与串并联后的低压冷却设备连接，低压冷却设备再与回水环管18、回水总管19、脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12顺序连接回至供水泵组。
如图1所示，供水泵组由高压泵组1和低压泵组2组成，其中高压泵组1将软水加压后在高炉本体区域分成三部分，一部分冷却风口小套3，一部分冷却风口大套4，最后一部分冷却串联的风口中套5、热风阀(含倒流休风阀)6，上述三部分回水汇至高压回水管15后在高炉本体区域出铁场下再分成两路，其一进入冷却壁供水环管13，冷却冷却壁前排管7；其二进入炉底供水环管14，冷却串联的炉底水冷管8、冷却壁后排管(或直吹管)9；这两路回水经由回水环管15进入回水总管19，经过脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12回至软水密闭循环供水泵组高、低压泵组入口。
低压泵组2将软水加压后在高炉本体区域出铁场下分成两部分，其一进入冷却壁供水环管16，冷却冷却壁前排管7；其二进入炉底供水环管17，冷却串联的炉底水冷管8、冷却壁后排管(或直吹管)9；这两部分回水经由回水环管15进入回水总管19，经过脱气罐10、换热器11、稳压膨胀罐组12回至软水密闭循环供水泵组高、低压泵组入口。
采用本流程时，本发明专利总循环水量与各自独立的软水密闭循环冷却系统相比，总循环水量约减少40～50%，高压泵组扬程略约提高10～15%、高压泵组水泵数量减少，低压泵组扬程相当，低压泵组水泵数量减半，冷却系统换热器数量大致减半(相应二次冷媒水循环量及水量相应减半)，本发明一次性建设投资较之独立的冷却系统约减少30%，每年冷却系统运行费用较之独立冷却系统约减少30%～40%，此外管道数量、长度都相应减少。

Claims (7)

1.一种高炉软水密闭循环冷却系统，包括高压冷却设备、低压冷却设备、脱气罐、换热器、稳压膨胀罐组、供水泵组、高压供水管、低压供水管、高压回水管、冷却壁供水环管、炉底供水环管、回水环管、回水总管；其特征在于，供水泵组分别与高压供水管（13）、低压供水管（14）连接，高压供水管（13）与串并联后的高压冷却设备连接，高压冷却设备再与高压回水管（15）连接，高压回水管（15）、低压供水管（14）并联且均与冷却壁供水环管（16）、炉底供水环管（17）连接，冷却壁供水环管（16）、炉底供水环管（17）再分别与串并联后的低压冷却设备连接，低压冷却设备再与回水环管（18）、回水总(19)、脱气罐（10）、换热器（11）、稳压膨胀罐组（12）顺序连接回至供水泵组； 
供水泵组由高、低压泵组构成，软水经由供水泵组中高、低压泵组加压后各形成一根高压供水管（13）和低压供水管（14），其中，高压供水管（13）向高压冷却设备供水，冷却后的回水汇合至高压回水管（15）后再分成两路，分别向冷却壁供水环管（16）及炉底供水环管（17）供水，经由冷却壁供水环管（16）及炉底供水环管（17）的冷却水再分别向低压冷却设备供水；低压供水管（14）在高炉本体区域分成两路，分别向冷却壁供水环管（16）及炉底供水环管（17）供水，经由冷却壁供水环管（16）及炉底供水环管（17）的冷却水再分别向低压冷却设备供水，冷却低压冷却设备后的冷却水经由回水环管（18）汇集后经两路回水总管（19），依次分别经过脱气罐（10）脱气，换热器（11）降温，稳压膨胀罐组（12）最终回至供水泵组高、低压泵组入口处，从而形成一个循环回路。 
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的高压冷却设备包括风口大套（4）、风口中套（5），风口小套（3）、热风阀（6），风口中套（5）与热风阀（6）串联后再分别与风口大套（4）、风口小套（3）并联。 
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述的热风阀（6）含倒流休风阀。 
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的低压冷却设备包括炉底水冷管（8）、冷却壁前排管（7）、冷却壁后排管（9），炉底水冷管（8）与冷却壁后排管（9）串联后再与冷却壁前排管（7）并联。 
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述的冷却壁后排管（9）能够 用直吹管代替。 
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的稳压膨胀罐组（12）设在供水泵组泵房内，稳压膨胀罐组数量为1或2组。 
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：来自高压泵组的冷却水循环水量应占总循环冷却水量的40～60%。 
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