CN106498106B - 改进型高炉软水密闭循环系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型高炉软水密闭循环系统及方法。该系统包括主机控制器、冷却壁冷却单元、膨胀及脱气单元、二次循环水单元及一次循环水供水单元。本发明采用多路供水主管，提高了系统冗余度，保证高炉生产安全；对冷却壁进行分区，方便分级检漏，减少检漏所需时间，为稳定生产降低成本提供保证；二次循环水设置合理减少二次循环水冷却设备工作压力降低漏水风险、减少一次和二次循环水中的含气量。

Description

改进型高炉软水密闭循环系统及方法

技术领域

本发明涉及一种钢水冶炼设备技术领域，尤其涉及改进型高炉软水密闭循环系统，还涉及一种方法。

背景技术

高炉冷却系统主要有工业水开路冷却系统、软水密闭循环冷却系统两种。软水密闭循环冷却系统比工业水开路冷却系统有以下主要优点：冷却管道不易结垢、水欠热度大(可采用较少循环水量)、损失水量少、水位势能可以利用、水中含氧量低等等，是一种更为节能、节省投资和运行费用的系统。2005年以后国内新建高炉基本采用软水密闭循环冷却系统，经过十几年的大规模工程实践，现有软水密闭循环冷却系统主要存在以下问题：

1)、现有的软水密闭循环冷却系统采用单一的主供水管供水，由于高炉冷却的连续性要求，除大修时间外，主供水管道上的阀门及检测设备没有检修更换的时间，加大了阀门和检测设备的工作时间，使得疲劳度增大，存在安全隐患；

2)、现有的软水密闭循环冷却系统的二次循环位于回水支管与脱气罐之间，二次循环冷却设备承受额外的系统静压，易造成漏水，而且二次循环冷却未经脱气处置增加二次循环冷却设备局部过热风险，存在安全隐患；

3)、现有的软水密闭循环冷却系统处于封闭状态，冷却壁数水管量众多，一旦出现泄露点查找定位时间长，而高炉炉体周围存在高炉煤气，不允许长时间进行查找定位冷却壁漏水点作业。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种改进型高炉软水密闭循环系统，该系统增设了分区给水支管和分区回水支管，以及在该系统的冷却壁层间设置金属软管及置于金属软管上的阀门和压力表，对冷却壁进行分区汇总，方便分级检漏，缩短定位检漏所需时间，为稳定生产降低成本提供保证。

本发明的另一目的在于提供一种改进型高炉软水密闭循环系统，该系统采用两路主供水管供水，提高了系统冗余度，在高炉冷却的连续性要求下，不仅供水管道上的阀门及检测设备可以随时检修更换，而且保证高炉生产安全。

本发明的另一目的在于提供一种改进型高炉软水密闭循环系统，二次循环在脱气罐后取水，在脱气罐前回水，避免二次循环冷却设备承受额外的系统静压而造成的漏水，同时二次循环冷却设备也不会出现局部过热的风险，消除了安全隐患。

本发明提供一种改进型高炉软水密闭循环系统包括冷却壁冷却单元，其包括冷却壁、分区给水支管、分区回水支管及回水总管，所述冷却壁的冷却水管采取上下层间串接，并将同区内冷却壁的冷却水管分别与分区给水支管、分区回水支管连接，分区给水支管与主供水管连接连通，分区回水支管与回水总管连接连通；在高炉的炉腹、炉腰、炉身中下部的冷却壁层间设置金属软管及置于金属软管上的第三阀门和压力表，金属软管两端连接冷却壁的冷却水管。

在上述结构的基础上，对冷却壁泄漏点进行定位查找，当判断系统泄漏时，检漏采用分级检测：首先，依次检测按照分区给水支管和分区回水支管所包括的各个分区是否泄漏，直到找到泄漏所在分区；其次，在泄漏所在分区，依次检测泄漏分区内上下串接的各路冷却水管是否泄漏，直到找到泄漏所在某路冷却水管；再次，在泄漏所在的这路冷却水管，检一半数量冷却水管是否泄漏，并在确定泄漏的范围内再次检查一半数量冷却壁管道是否泄漏，这种分级加半分法减少了检漏所需的检测数量，大大提高了检漏的效率。

此外，本发明提供一种改进型高炉软水密闭循环系统，该系统包括一次循环水供水单元，其包括一次循环泵及主供水管，两者相互连接，将软水由泵房输送至高炉下方，维持软水的循环的动力；所述主供水管采用两路主供水管供水，若有一路主供水管设备破损出现，可结合高炉生产高状况，在保证另一路主供水管供水正常情况下，将破损一路两端阀门关闭以进行检修，保证高炉的安保供水量，保障高炉的正常运行。

此外，本发明提供一种改进型高炉软水密闭循环系统，该系统包括膨胀及脱气单元，其包括膨胀罐及脱气罐，脱气罐与回水总管连接，膨胀罐由管道连接在脱气罐上，脱除循环水中的局部过热形成的气泡，降低溶解其中的氧气活度，吸收循环水升温导致的体积膨胀；二次循环水单元，其包括风口、热风炉阀门、二次循环水泵，风口与二次循环水泵串联、热风炉阀门与二次循环水泵串联后并联，二次循环水泵取水点位于脱气罐后，回水点位于脱气罐前。一次循环水经过脱气罐后的水流，进入需要风口、热风炉阀门气泡概率低，减少局部过热的可能；二次循环水回水在脱气罐前，随一次循环水一起进入脱气罐完成脱气，即二次循环水的气泡也脱除，避免对后续流程的影响。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是本发明改进型高炉软水密闭循环系统的结构示意图。

图中：1-一次循环水泵、2-主供水管、3-分区给水支管、4-第一阀门、5-冷却壁、6-第二阀门、7-分区回水支管、8-回水总管、9-脱气罐、10-膨胀罐、11-换热器、12-风口、13-热风炉阀门、14-二次循环水泵、15-第三阀门、16-压力表、17-金属软管、18-循环总管。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明改进型高炉软水密闭循环系统的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能没有在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

请结合参考图1，下面就通过这个给出的实施例来对本发明改进型高炉软水密闭循环系统进行示例性说明。

如图1所示，一种改进型高炉软水密闭循环系统，包括冷却壁冷却单元，其包括冷却壁5、分区给水支管3、分区回水支管7及回水总管8，所述冷却壁5的冷却水管采取上下层间串接，并将同区内冷却壁5的冷却水管分别与分区给水支管3、分区回水支管7连接，分区给水支管3与主供水管2连接连通，分区回水支管7与回水总管8连接连通。

在图1中，在冷却壁5层间设置金属软管17及置于金属软管上的第三阀门15和压力表16，金属软管17两端连接冷却壁5的冷却水管。

其中冷却壁5层间的第三阀门15、金属软管17、压力表16用于检漏和后续处理使用，出于投资的考虑可以将这些设施只布置在容易破损的冷却壁进出口处，例如高炉的炉缸、炉腹、炉腰、炉身的冷却壁。

在上述结构的基础上，对冷却壁泄漏点进行定位查找，当判断系统泄漏时，检漏采用分级检测：

首先，依次检测按照分区给水支管3和分区回水支管7所包括的各个分区是否泄漏，如图1中所示，将该系统分成1至n个分区，具体步骤为：1)记录分区回水支管7压力；2)关闭第一阀门4和第二阀门6；3)记录分区回水支管7压力；4)打开第一阀门4和第二阀门6；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无；

其次，在泄漏所在分区，依次检测泄漏分区内上下串接的各路冷却水管是否泄漏，具体步骤为：1)确定所在分区回水支管7内泄露；2)关闭该路冷却水管进口和出口的第三阀门；3)记录该路管压力；4)打开冷却水管进口和出口的第三阀门15；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无；

再次，在泄漏所在的这路冷却水管，检一半数量冷却水管是否泄漏，并在确定泄漏的范围内再次检查一半数量冷却壁管道是否泄漏：具体步骤为：1)确定所在这路冷却水管内泄露；2)关闭该分段的第三阀门15；3)记录该分段管压力；4)打开该分段的第三阀门15；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无。

此外，本发明包括一次循环水供水单元，其包括一次循环泵1及主供水管2，两者相互连接，将软水由泵房输送至高炉下方，维持软水的循环的动力。

在本实施例中，主供水管2采用两路主供水管供水，若有一路主供水管设备破损出现，可结合高炉生产高状况，在保证另一路主供水管供水正常情况下，将破损一路两端阀门关闭以进行检修，保证高炉的安保供水量，保障高炉的正常运行。

在此进行说明，正常一次循环冷却过程：软水由一次循环泵1提供动力，通过两路主供水管2送至冷却壁分区给水支管3，然后通过上下层串接的冷却水管吸收高炉内部传导出的热量，再通过回水支管7、回水总管8到脱气罐9、膨胀罐10完成脱除气泡和降低水中氧气活度，沿循环总管18进入换热器11释放所吸收热量，到达一次循环泵1入口完成一次循环。

此外，本发明包括膨胀及脱气单元，膨胀及脱气单元包括膨胀罐10及脱气罐9，脱气罐9与回水总管8连接，膨胀罐10由管道连接在脱气罐9上，脱除循环水中的局部过热形成的气泡，降低溶解其中的氧气活度，吸收循环水升温导致的体积膨胀。1台膨胀罐10、1台脱气罐9，设置于高炉炉体顶部平台上，其容积的确定取决于整个系统含水量。

在图1中，二次循环水单元包括风口12、热风炉阀门13、二次循环水泵14，风口与二次循环水泵串联、热风炉阀门与二次循环水泵串联后并联，二次循环水泵取水点位于脱气罐9后，回水点位于脱气罐9前。

一次循环水经过脱气罐9后的水流，进入需要风口、热风炉阀门气泡概率低，减少局部过热的可能；二次循环水回水在脱气罐9前，随一次循环水一起进入脱气罐9完成脱气，即二次循环水的气泡也脱除，避免对后续流程的影响。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明的改进型高炉软水密闭循环系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种改进型高炉软水密闭循环系统，其特征在于，该系统包括冷却壁冷却单元，其包括冷却壁(5)、分区给水支管(3)、分区回水支管(7)、回水总管(8)、第一阀门(4)及第二阀门(6)，所述冷却壁(5)的冷却水管采取上下层间串接，并将同区内冷却壁的冷却水管分别与分区给水支管(3)、分区回水支管(7)连接，分区给水支管(3)与主供水管(2)连接连通，分区回水支管(7)与回水总管(8)连接连通；在冷却壁(5)层间设置金属软管(17)及置于金属软管(17)上的第三阀门(15)和压力表(16)，金属软管(17)两端连接冷却壁(5)的冷却水管。

2.根据权利要求1所述的改进型高炉软水密闭循环系统，其特征在于，该系统包括一次循环水供水单元，其包括一次循环泵(1)及主供水管(2)，两者相互连接；所述主供水管(2)采用两路主供水管供水。

3.根据权利要求1或2所述的改进型高炉软水密闭循环系统，其特征在于，该系统包括膨胀及脱气单元，其包括膨胀罐(10)及脱气罐(9)，脱气罐(9)与回水总管(8)连接，膨胀罐(10)由管道连接在脱气罐(9)上；二次循环水单元，其包括风口(12)、热风炉阀门(13)、二次循环水泵(14)，风口(12)与二次循环水泵(14)串联、热风炉阀门(13)与二次循环水泵(14)串联后并联，二次循环水泵(14)取水点位于脱气罐(9)后，回水点位于脱气罐(9)前。

4.根据权利要求3所述的改进型高炉软水密闭循环系统，其特征在于，所述膨胀罐(10)和脱气罐(9)，设置于高炉炉体顶部平台上。

5.根据权利要求1或2所述的改进型高炉软水密闭循环系统，其特征在于，所述冷却壁(5)为高炉的炉缸、炉腹、炉腰、炉身的冷却壁。

6.一种基于权利要求1所述的改进型高炉软水密闭循环系统对冷却壁泄漏点进行定位查找的方法，按以下步骤具体进行：首先，依次检测按照分区给水支管(3)和分区回水支管(7)所包括的各个分区是否泄漏，将该系统分成1至n个分区，具体步骤为：1)记录分区回水支管(7)压力；2)关闭第一阀门(4)和第二阀门(6)；3)记录分区回水支管(7)压力；4)打开第一阀门(4)和第二阀门(6)；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无；其次，在泄漏所在分区，依次检测泄漏分区内上下串接的各路冷却水管是否泄漏，具体步骤为：1)确定所在分区回水支管(7)内泄露；2)关闭该路冷却水管进口和出口的第三阀门；3)记录该路管压力；4)打开冷却水管进口和出口的第三阀门(15)；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无；再次，在泄漏所在的这路冷却水管，检一半数量冷却水管是否泄漏，并在确定泄漏的范围内再次检查一半数量冷却壁管道是否泄漏：具体步骤为：1)确定所在这路冷却水管内泄露；2)关闭该分段的第三阀门(15)；3)记录该分段管压力；4)打开该分段的第三阀门(15)；5)比较前后两次记录，如果压力下降则判断泄露，反之则无。