CN106086262B - 一种软水分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软水分配装置，包括：给水总管的一端与第一旁通管的一端相连；第一旁通管的另一端与分水环管的进水口相连；分水环管的出水口与各分水集管的进水口相连；各分水集管的出水口与各分水支管的一端相连；各分水支管的另一端与高炉冷却壁当前层的进水管相连；其中，第一旁通管、各分支水管为冷却壁当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度；强化了高炉局部区域段冷却壁的冷却强度，有利于阻止高热流峰值造成高炉内衬的侵蚀和对冷却壁的伤害；针对高炉中后期水量增大的特点，可开启回水管路，对高炉的风口段、炉腹段冷却壁等进行强化冷却，延长高炉使用寿命。

Description

一种软水分配装置

技术领域

本发明属于高炉软水分配技术领域，尤其涉及一种软水分配装置。

背景技术

在高炉冶炼过程中，一般需要软水密闭循环系统对炉体冷却壁进行冷却，以延长高炉使用寿命。

现有技术中，高炉冷却壁水冷管采用“一串到底”的模式对炉体进行降温，然后根据高炉投产后冷却壁温度的变化和热负荷值来调节水量、进出水温度。这种模式对于炉役初期或是在中低冶炼强度的高炉还是比较适用的，在炉役初期或是在中低冶炼强度下，由于新型复合炉底、炉缸的应用，及高冷却强度的铜冷却壁的使用，此时高炉本体并不需要很高的冷却强度。

但是在高炉炉役的中后期，局部区域的冷却壁经常要面对10倍于该区域的正常热流强度(即瞬间的尖峰热流值)；一旦冷却水不能及时将停滞在管壁表面上的汽膜带走，其管壁内就会出现核态沸腾和膜态沸腾，直至烧坏冷却水管。因此在冷却壁热负荷不断增加的情况下，只有增大冷却水量，将从内而外的热量传递出去，达到新的热量平衡。在炉役中后期，这种“一串到底”的冷却模式不能根据高炉各区段的热量改为热流强度的变化而调节水量，即使采用最新的第三代冷却壁技术也很难实现高炉达15年以上的寿命。

基于此，为了改变此种状况，必须根据高炉各区段热负荷变化的特点，及时调节关键部位的软水水量，达到软水调控自如和分配均匀的目的，真正实现高炉长寿。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种软水分配装置，用于解决现有技术中的高炉冷却模式不能根据高炉各区段的热量强度的变化及时调节水量，导致高炉使用寿命缩短的技术问题。

本发明提供一种软水分配装置，所述装置包括：

给水总管，所述给水总管的一端与第一旁通管的一端相连；

第一旁通管，所述第一旁通管的另一端与分水环管的进水口相连；

分水环管，所述分水环管的出水口与各分水集管的进水口相连；

分水集管，各分水集管的出水口与各分水支管的一端相连；

分水支管，各分水支管的另一端与高炉冷却壁当前层的进水管相连；

其中，

通过所述旁通管、所述分支水管为所述冷却壁当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度。

上述方案中，所述装置还包括：

回水支管，各回水支管一端与所述冷却壁当前层的出水管相连，所述各回水支管的另一端与各回水集管的一端相连；

回水集管，各回水集管的另一端与回水环管的一端相连；

回水环管，所述回水环管的另一端与第二旁通管的一端相连；

第二旁通管，所述第二旁通管的另一端与回水总管相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第一连接管，所述各分水集管的进水口通过所述第一连接管与分水环管的出水口相连；

第一快接头，所述第一快接头设置在所述各分水支管的另一端，所述第一快接头通过金属软管与所述高炉冷却壁当前层的进水管相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第二连接管，所述回水环管的一端通过所述第二连接管与所述各回水集管的另一端相连；

第二快接头，所述第二快接头设置在所述各回水支管的另一端，所述第二快接头通过金属软管与所述高炉冷却壁当前层的出水管相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第一控制球阀，所述第一控制球阀安装在所述第一旁通管上，所述第一控制球阀的一端近所述第一旁通管的进水口；

第一调节蝶阀，所述第一调节蝶阀安装在所述第一旁通管上，且所述第一调节蝶阀的一端与所述第一控制球阀的另一端相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第二控制球阀，所述第二控制球阀安装在所述分水支管上，所述第二控制球阀的一端近所述分水支管的进水口；

第一球阀；所述第一球阀的第一端与所述第二控制球阀的另一端相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第二调节蝶阀，所述第二调节蝶阀安装在所述第一连接管上，且所述第二调节蝶阀的一端近所述第一连接管的进水口；

第一流量计，所述第一流量计的一端与所述第二调节蝶阀的另一端相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第三控制球阀，所述第三控制球阀安装在所述回水支管上，所述第三控制球阀的一端近所述回水支管的进水口；

第二球阀，所述第二球阀的第一端与所述第三控制球阀的另一端相连。

上述方案中，所述装置还包括：

第三调节蝶阀，所述第三调节蝶阀安装在所述第二连接管上，且所述第三调节蝶阀的一端近所述第二连接管的进水口；

第二流量计，所述第二流量计的一端与所述第三调节蝶阀的另一端相连。

上述方案中，所述第一调节蝶阀的开度为不小于35度。

本发明提供了一种软水分配装置，所述装置包括：给水总管，所述给水总管的一端与第一旁通管的一端相连；第一旁通管，所述第一旁通管的另一端与分水环管的进水口相连；分水环管，所述分水环管的出水口与各分水集管的进水口相连；分水集管，各分水集管的出水口与各分水支管的一端相连；分水支管，各分水支管的另一端与高炉冷却壁当前层的进水管相连；其中，通过所述旁通管、所述分支水管为所述冷却壁当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度；如此，该装置弥补了软水“一串到底”冷却模式的不足，并强化了高炉局部区域段冷却壁的冷却强度，有利于阻止高热流峰值造成高炉内衬的侵蚀和对冷却壁的伤害；针对高炉中后期水量增大的特点，可开启回水管路，对高炉的风口段、炉腹段冷却壁等关键区域进行较大规模的强化冷却，从而延长高炉使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的软水分配装置的整体结构示意图。

具体实施方式

为了可以根据高炉各区段的热量强度的变化及时调节水量，延长高炉使用，本发明提供了一种软水分配装置，所述装置包括：给水总管，所述给水总管的一端与第一旁通管的一端相连；第一旁通管，所述第一旁通管的另一端与分水环管的进水口相连；分水环管，所述分水环管的出水口与各分水集管的进水口相连；分水集管，各分水集管的出水口与各分水支管的一端相连；分水支管，各分水支管的另一端与高炉冷却壁当前层的进水管相连；其中，通过所述旁通管、所述分支水管为所述冷却壁当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

这里，为了能够更清楚地理解本文的技术方案，本文先对高炉现有的软水分配工艺进行描述，以具有192根冷却壁直管的高炉来说，高炉冷却壁一般分为16段(层)，冷却壁直管从高炉一段冷却水壁进水口处进去，上下串联，组成192根列管，软水直至高炉炉身上部最后一段冷却壁并从直管的出水口出来分别有序的接在一至四区(层)的回水管上，往复循环，第四区的回水管再与回水总管相连。

本实施例提供一种软水分配装置，如图1所示，所述装置包括：给水总管1、第一旁通管2、分水环管3、分水集管4、分水支管5及冷却壁6；其中，

所述给水总管1的一端与第一旁通管2的一端相连；所述第一旁通管2的另一端与分水环管3的进水口相连；其中，所述给水总管1的外径一般为900mm，所述旁通管2的外径为200mm，所述分水环管3的外径为200mm，所述分水环管3的进水口设置在所述分水环管3的一端。

所述分水环管3的出水口与各分水集管4的进水口相连；所述各分水集管4的出水口与各分水支管5的一端相连；其中，所述分水集管4的外径为150mm，所述各分水集管4的进水口通过第一连接管与分水环管3的进水口相连；所述分水环管2的出水口设置在所述分水环管3的另一端，所述分水集管4具体可以包括八个，每一个分水集管4与二十四支分水支管5相连，所述分水支管5共有192根，所述分水支管5的外径为65mm。所述分水集管4安装在高炉第六段。

所述各分水支管5的另一端设置有第一快接头，所述各分水支管5的另一端通过第一快接头与高炉冷却壁6当前层的进水管相连；所述冷却壁6当前层的进水管还通过跨接软管与下一层的出水管相连；其中，所述第一快接头的外径为65mm，所述跨接软管为跨接金属软管，所述冷却壁共包括16段，所述分水环管3设在第六段冷却壁6，所述分水集管4设置在第七段冷却壁6。

这里，所述装置还包括：第一控制球阀、第一调节蝶阀；所述第一控制球阀安装在所述第一旁通管2上，所述第一控制球阀的一端近所述第一旁通管2的进水口；所述第一调节蝶阀安装在所述第一旁通管2上，且所述第一调节蝶阀的一端与所述第一控制球阀的另一端相连。所述第一控制球阀及所述第一调节蝶阀用于调节水量。

所述装置还包括：第二控制球阀、第一球阀；所述第二控制球阀安装在所述各分水支管5上，所述第二控制球阀的一端近所述各分水支管5的进水口；所述第一球阀的第一端与所述第二控制球阀的另一端相连。所述第一球阀既可以为一路分水支管5提供水，也可以为两路分水支管5提供水。即所述第一球阀可以将相邻的分水支管5为当前层提供冷却水。所述第一球阀具体可以为T型球阀。

所述装置还包括：第二调节蝶阀及第一流量计，所述第二调节蝶阀安装在所述第一连接管上，且所述第二调节蝶阀的一端近所述第一连接管的进水口；所述第一流量计的一端与所述第二调节蝶阀的另一端相连。所述第二调节蝶阀用于调节进入分水集管4中的水量。当相应的分水支管5需要用水时，所述第一调节蝶阀及第二调节蝶阀处于打开状态，开度均为不小于35度，优选地为，优选地，为36、40、51、59、65、69、80或89度。当相应的分水支管5不需要用水时，第二调节蝶阀处于关闭状态。

这里，所述装置还包括：第一压力表，所述第一压力表安装在所述分水集管4上，用于显示所述分水集管4的压力。

进一步地，所述装置还包括：回水支管7、回水集管8、回水环管9、第二旁通管10及回水总管11；其中，各回水支管7一端设置有第二快接头，所述第二快接头通过金属软管与所述高炉冷却壁6当前层的出水管相连；所述各回水支管7的另一端与各回水集管8的一端相连。所述回水集管8包括八组，每一组回水集管8与相应的24根回水支管7相连。所述回水支管7的外径为65mm，所述回水集管7的外径为150mm，所述回水环管9的外径为200mm。

所述回水集管7安装在高炉第七段，所述高炉的第六、七段为高炉的炉腹段。

所述各回水集管8的另一端与回水环管9的一端相连；其中，所述回水环管9的一端通过所述第二连接管与所述各回水集管8的另一端相连。所述回水总管11上安装有第三流量计。

所述回水环管9的另一端与第二旁通管10的一端相连，所述第二旁通管10的另一端与回水总管11相连，至此，组成了一个软水循环回路。

所述装置还包括：第三控制球阀及第二球阀；所述第三控制球阀安装在所述回水支管7上，所述第三控制球阀的一端近所述回水支管7的进水口；所述第二球阀的第一端与所述第三控制球阀的另一端相连。所述第二球阀具体可以为T型球阀。

这里，所述装置还包括：第三调节蝶阀及第二流量计；所述第三调节蝶阀安装在所述第二连接管上，且所述第三调节蝶阀的一端近所述第二连接管的进水口；所述第二流量计的一端与所述第三调节蝶阀的另一端相连。所述第三调节蝶阀用于调节回水集管8的流量。

这里，所述装置还包括：第四控制球阀、第四调节蝶阀及第二压力表；，所述第四控制球阀及所述第四调节蝶阀安装在第二旁通管10上；所述第二压力表安装在所述回水集管8上。

本实施例中提供的软水分配装置通过所述第一旁通管2、所述分支水管5为所述冷却壁6当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度；通过回水支管7及回水集管8回收冷却水，使得冷却水循环使用。

实际应用时，当局部冷却壁热流强度高时，将第一旁通管2上的第一控制球阀全部打开，第一调节蝶阀的开度调节至35～50度，优选地为36、40或49度；并将第二旁通管10上的第四控制球阀、第四调节蝶阀关闭，第一连接管上的第二调节蝶阀与第二连接管上的第三调节蝶阀打开，且第二调节蝶阀与第三调节蝶阀的开度根据该处原软水压力进行调整，使得与原软水压力保持一致；这样直接为该处冷却壁直管补水，该补水与原来的冷却列管中的软水汇合至下而上继续走原列管通道回到四区回水管。

本实施例提供的软水分配装置，弥补了软水“一串到底”冷却模式的不足，并强化了高炉局部区域段冷却壁的冷却强度，有利于阻止高热流峰值造成高炉内衬的侵蚀和对冷却壁的伤害；针对高炉中后期水量增大的特点，可开启回水管路，对高炉的风口段、炉腹段冷却壁等关键区域进行较大规模的强化冷却，从而延长高炉使用寿命。

实施例二

本实施例中，对于高炉风口段来说，由于高炉风口段冷却壁6砖衬受到滴落的渣铁侵蚀，并且受到焦炭燃烧所产生的高温作用，随着砖衬的不断侵蚀，风口段冷却壁所承受的热流强度也不断增加，为避免风口段冷却壁损坏，在高炉服役前期，如：高炉强化初期，铁口区域部分直管和风口段冷却壁部分直管的冷却水温差大，该区域呈现较高的热流强度时，就可以根据实施例一提供的软水分配装置及风口段冷却壁冷却水的温差情况对冷却水量做适当调整。

具体地，可以根据公式(1)计算风口段冷却壁的冷却水量：

在公式(1)中，所述m₁为风口段冷却壁的冷却水量，所述q为热流强度(KJ/h.m²)，所述F为冷却面积，所述C为冷却水比热容，所述t₂为冷却水出水温度，所述t₁为冷却水进水温度。

当冷却水量计算出之后，可以利用本实施例提供的软水分配装置单独对于风口段冷却壁进行冷却：首先将该层冷却壁6的进水管与该区域对应的分支水管5一一对应相连，其次，打开第一旁通管2上的所述第一控制球阀及所述第一调节蝶阀，所述第一控制球阀为全部打开状态，并通过第一调节蝶阀控制水量；打开分水支管5上的第二控制球阀、第一球阀；打开第一连接管上的第二调节蝶阀；根据计算出的冷却水量调节第二调节蝶阀的开度，使得分水支管5中的水压与冷却壁6原直管中的水压基本一致。其中，所述第一调节蝶阀的开度为35～80度，优选地，为36、40、51、59、65、70或79度。

另外，该层冷却壁6的出水管与该区域对应的回水支管7通过金属软管一一对应相连，再打开第二旁通管10上的所述第四控制球阀及所述第四调节蝶阀，所述第四控制球阀为全部打开状态，并通过第四调节蝶阀控制水量；打开回水支管7上的第三控制球阀、第二球阀；打开第二连接管上的第三调节蝶阀；通过对第二调节蝶阀、第三调节蝶阀的开度进行调节，使得该处水压与原冷却壁6直管中的水压基本一致，原直管软水继续走原列管通道，补充到直管中的软水走回水支管7、回水集管8、回水环管9、旁通管10，直至回水总管11后再循环。

本实施例中，可以利用实施例一提供的软水分配装置，对高炉风口段的冷却壁进行强化冷却，延长高炉使用寿命。

实施例三

本实施例中，对于高炉炉腹段来说，高炉炉腹段区域是渣铁滴落区，该处的镶砖冷却壁的内衬随着高炉不断强化，其内衬很快被侵蚀掉，只能靠冷却壁冷却所形成的渣皮做保护；因此在高炉中期即使有高冷却强度的铜冷却壁也很难应付瞬间的高峰热流所带来的伤害，那么就可以利用实施例一提供的软水分配装置增大炉腹段区域的冷却水量。

具体地，可以根据公式(2)计算炉腹段冷却壁的冷却水量：

在公式(1)中，所述m₂为炉腹段冷却壁的冷却水量，所述q为热流强度(KJ/h.m²)，所述F为冷却面积，所述C为冷却水比热容，所述t₂为冷却水出水温度，所述t₁为冷却水进水温度。

当冷却水量计算出之后，可以利用本实施例提供的软水分配装置单独对于炉腹段冷却壁进行冷却：首先将该层冷却壁6的进水管与该区域对应的分支水管5一一对应相连，将该层冷却壁6的出水管与该区域对应的回水集管8相连；利用跨接金属软管将炉腹段的进水管与下一层的出水管相连，断开该层冷却壁6的直管回路。

其次，打开该处对应的分水支管5上的第一控制球阀及第一球阀；打开第一连接管上的第二调节蝶阀；打开对应回水支管7上的第三控制球阀及第二球阀，打开第二连接管上的第三调节蝶阀，打开第一旁通管2上的所述第一控制球阀及所述第一调节蝶阀，所述第一控制球阀为全部打开状态，通过第一调节蝶阀控制水量，使得分水支管5中的水压与冷却壁6原直管中的水压基本一致，对炉腹段冷却壁6进行冷却；其中，所述第一调节蝶阀的开度为35～60度，优选地，为36、40、51或59度。

另外，若还需加强的炉腹段冷却壁的冷却，可使用金属软管与该处的第一球阀快接头的一端相连，快接头的另一端与相邻的分水支管5上的快接头相连，使用相邻的分水支管5，即两支分水支管5为一个冷却壁6直管供水，为炉腹段补充冷却水量。

本实施例中，可以利用实施例一提供的软水分配装置，对高炉炉腹段的冷却壁进行强化冷却，延长高炉使用寿命。

实施例四

本实施例中，可以利用实施例一提供的软水分配装置对高炉的第五、六、七层冷却壁进行漏水检测及养护：

具体地，因为当风口段冷却壁6损坏时，由于该处漏水使得热电偶显示的温度降低，所以要看该处风口是否有水迹。一般风口段、炉腹段、炉身下部八-九段冷却壁损坏较大时均会发现风口处淌水或有水迹。而炉身上部冷却壁损坏时所漏的水很快被气化并被上升的煤气流带走，所以进行漏水检测时，首先可以根据高炉本体的热电偶显示的温度变化和风口段漏水区确定需要检查的区域。

当需要检查的区域确定之后，利用金属软管的一端与该区域对应的分水支管5的一端相连，分水支管5的另一端与该区域冷却壁6的进水管相连，其次，利用金属软管的一端与该区域对应的回水支管7的一端相连，金属软管的另一端与该区域冷却壁6的出水管相连，下一层冷却壁6直管的出水与上一层冷却壁直管的进水通过金属软管跨接断开该区域冷却壁6的直管供水。

然后打开第一旁通管2上的所述第一控制球阀及所述第一调节蝶阀，打开第二旁通管10上的第四控制球阀及第四调节蝶阀，并通过第一调节蝶阀及第四调节蝶阀调节水量；打开回水支管7上的第三控制球阀、第二球阀及第二连接管上的第三调节蝶阀，再打开分水支管5上的第二控制球阀、第一球阀及第一连接管上的第二调节蝶阀为该区域冷却壁直管进行供水，观察分水支管5上的第一流量计和回水支管7上第二流量计的变化，逐一确认该区域冷却壁的直管是否损坏。

当对冷却壁进行养护时，首先利用金属软管的一端与该区域对应的分水支管5的一端相连，分水支管5的另一端与冷却壁6的进水管相连；其次，利用跨接金属软管将该区域冷却壁6的下一层冷却壁6的进水管与该区域上一层冷却壁的进水管相连，断开该层冷却壁直管的软水通道，通过第一旁通管2供水；然后，打开回水支管7的第三控制球阀、第二球阀及第二连接管上的第三调节蝶阀，打开分水支管5上的第二控制球阀、第一球阀及第一连接管上的第二调节蝶阀该区域冷却壁直管进行供水，然后打开第四控制球阀、第四调节蝶阀；最后，调节第二连接管上的第三调节蝶阀的开度，将该处的软水压力控制位不大于高炉的炉身静压力，这样即能保证冷却水不漏入高炉内。

本实施例能够实现高炉在线生产时冷却壁查漏和养护工作，不需要高炉休风停炉处理，并且能使用多根金属软管与对应的冷却壁的直管连接，缩短了查漏时间，提高高炉生产效率，同时也降低了高炉的焦炭消耗。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种软水分配装置，其特征在于，所述装置包括：

给水总管，所述给水总管的一端与第一旁通管的一端相连；

第一旁通管，所述第一旁通管的另一端与分水环管的进水口相连；

分水环管，所述分水环管的出水口与各分水集管的进水口相连；

分水集管，各分水集管的出水口与各分水支管的一端相连；

分水支管，各分水支管的另一端与高炉冷却壁当前层的进水管相连；

第一控制球阀，所述第一控制球阀安装在所述第一旁通管上，所述第一控制球阀的一端近所述第一旁通管的进水口；

第一调节蝶阀，所述第一调节蝶阀安装在所述第一旁通管上，且所述第一调节蝶阀的一端与所述第一控制球阀的另一端相连；

第二控制球阀，所述第二控制球阀安装在所述分水支管上，所述第二控制球阀的一端近所述分水支管的进水口；

其中，通过所述旁通管、所述分水支管为所述冷却壁当前层的进水管中增加冷却水量，降低所述冷却壁当前层的热流强度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

回水支管，各回水支管一端与所述冷却壁当前层的出水管相连，所述各回水支管的另一端与各回水集管的一端相连；

回水集管，各回水集管的另一端与回水环管的一端相连；

回水环管，所述回水环管的另一端与第二旁通管的一端相连；

第二旁通管，所述第二旁通管的另一端与回水总管相连。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一连接管，所述各分水集管的进水口通过所述第一连接管与分水环管的出水口相连；

第一快接头，所述第一快接头设置在所述各分水支管的另一端，所述第一快接头通过金属软管与所述高炉冷却壁当前层的进水管相连。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二连接管，所述回水环管的一端通过所述第二连接管与所述各回水集管的另一端相连；

第二快接头，所述第二快接头设置在所述各回水支管的另一端，所述第二快接头通过金属软管与所述高炉冷却壁当前层的出水管相连。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一球阀；所述第一球阀的第一端与所述第二控制球阀的另一端相连。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二调节蝶阀，所述第二调节蝶阀安装在所述第一连接管上，且所述第二调节蝶阀的一端近所述第一连接管的进水口；

第一流量计，所述第一流量计的一端与所述第二调节蝶阀的另一端相连。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三控制球阀，所述第三控制球阀安装在所述回水支管上，所述第三控制球阀的一端近所述回水支管的进水口；

第二球阀，所述第二球阀的第一端与所述第三控制球阀的另一端相连。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三调节蝶阀，所述第三调节蝶阀安装在所述第二连接管上，且所述第三调节蝶阀的一端近所述第二连接管的进水口；

第二流量计，所述第二流量计的一端与所述第三调节蝶阀的另一端相连。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一调节蝶阀的开度为不小于35度。