CN107543421A - 产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，包括给水泵；汽包，与连通；预热段横水管，设置在加热炉炉膛内的预热段，其进气口与汽包的蒸汽出口连通，其出气口与加热炉外部过热蒸汽管网连通；以及至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种，加热段横水管设置在加热段，均热段横水管设置在均热段，跨越水管设置在加热炉炉膛内且其横跨预热段、加热段以及均热段，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的进水口与汽包的循环水出口连通，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的出水口与汽包的汽水混合物进口连通。本发明既提高了加热炉余热回收的能量品质，又降低了加热炉的燃料耗量。

Description

产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置

技术领域

本发明涉及加热炉汽化冷却装置技术领域，更为具体地，涉及一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置。

背景技术

目前，国内的轧钢厂对推钢式加热炉一般采用水冷和汽化冷却两种水管冷却方式来保证加热炉内支撑钢坯的水管限温的要求。水冷方式不仅不回收炉膛内水管的余热，还需要消耗大量的能源来维持水冷系统的运行，现行的推钢式加热炉水冷方式已很少在应用。汽化冷却方式不仅能回收余热，而且运行消耗的能源很少，然而目前汽化冷却系统均采用产饱和蒸汽的汽化冷却装置来冷却，产生的蒸汽一般不过热，导致所产的蒸汽品质很差，不能满足应用要求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，以解决现有技术的汽化冷却装置产生的蒸汽品质差的问题。

为例实现上述目的，本发明通过以下的技术方案来实现的：

一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，所述汽化冷却装置包括，

给水泵，加热炉外部给水通过所述给水泵泵入所述汽化冷却装置内；

汽包，其给水进口与给水泵的出水口连通；

预热段横水管，其设置在加热炉炉膛内的预热段，预热段横水管的进气口与汽包的蒸汽出口连通，预热段横水管的出气口与加热炉外部过热蒸汽管网连通；以及

至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种，所述加热段横水管设置在加热炉炉膛内的加热段，所述均热段横水管设置在加热炉炉膛内的均热段，所述跨越水管设置在加热炉炉膛内且其横跨所述预热段、所述加热段以及所述均热段，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的进水口与汽包的循环水出口连通，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的出水口与汽包的汽水混合物进口连通。

优选的是，所述汽化冷却装置包括加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的两种或三种，还包括分配联箱，分配联箱的循环水进口与所述汽包的循环水出口相连，分配联箱的循环水出口分别与加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的两种或三种的进水口相连。

优选的是，还包括减温水路和设置在减温水路上的减温水调节阀，减温水路的进水口与给水泵的出水口连通，减温水路的出水口与预热段横水管的进水口连通。

优选的是，所述预热段横水管、所述加热段横水管以及所述均热段横水管都是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的。

优选的是，所述预热段横水管通过双立柱固定在加热炉的炉底，所述双立柱为U形的空心管道，所述预热段横水管被所述双立柱分割成第一预热段横水管和第二预热段横水管，第一预热段横水管的进气口与所述汽包的蒸汽出口相连，第一预热段横水管的出气口与双立柱的进气口相连，第二预热段横水管的进气口与双立柱的出气口相连，第二预热段横水管的出气口与所述加热炉外部过热蒸汽管网连通。更优选的是，双立柱上相对设置的两外管壁通过连接板固定连接。

优选的是，所述加热段横水管、所述均热段横水管分别通过单立柱设置在加热炉炉底，所述单立柱为空心的管道，所述加热段横水管、所述均热段横水管与与所述单立柱垂直连通，所述单立柱内沿其长度方向还设置有芯管；更优选的是，芯管的上端设置有斜面剖口，所述斜面剖口迎着所述加热段横水管或所述均热段横水管中汽水流动的方向设置。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：本发明回收了推钢式加热炉运行过程中炉膛内支撑钢坯的水管中余热，同时在利用布置在加热炉炉膛内低温区域的的预热段横水管作为蒸汽过热器，依靠一路减温水来控制过热蒸汽出口温度，从而控制预热段横水管不超温，能安全支撑炉膛内前进的钢坯重量，产生能量品质高的过热蒸汽。同时由于预热段横水管中流经的是过热蒸汽，温度较饱和蒸汽高，对比与预热段横水管中经过饱和水来说，与炉膛内烟气的换热温差减小，导致换热量减少，因此本发明的汽化冷却装置带走的余热量较少，整个推钢式加热炉的燃料耗量也相应较少；综上所述，本发明既提高了加热炉余热回收的能量品质，又降低了加热炉的燃料耗量。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为本实施例的结构示意图；

图2为双立柱的结构示意图；

图3为单立柱的结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明的具体实施例进行详细描述。

如图1所示，一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，包括给水泵1、汽包2、预热段横水管3以及至少加热段横水管4、均热段横水管5、跨越水管6中的一种，在本实施例中，该汽化冷却装置包括加热段横水管4、均热段横水管5、跨越水管6三种水管，这就需要设置分配联箱7，将汽包2中的循环水进行均匀分配至该三种水管中，即汽包2的循环水出口与分配联箱7的循环水进口相连，分配联箱7上设置有三个循环水出口，三个循环水出口分别与加热段横水管4、均热段横水管5以及跨越水管6的进水口连通，加热段横水管4、均热段横水管5以及跨越水管6的出水口分别与汽包2的汽水混合物进口连通。给水泵1和汽包2设置在加热炉外，给水泵1的进水口与外部给水连通，给水泵1的出水口与汽包2的给水进口连通。在加热炉炉膛中，沿着钢坯前进的方向，根据炉膛中烟气温度的不同，分为三个区域：预热段、加热段和均热段，其中预热段的烟温为600～1000℃。在预热段的炉膛底部沿钢坯运动的方向布置有预热段横水管3，其中，预热段横水管3通过双立柱8固定在炉底。见图2，双立柱8为U形的空心管道，预热段横水管3被双立柱8分割成第一预热段横水管30和第二预热段横水管31，第一预热段横水管30的进气口与汽包2的蒸汽出口相连，第一预热段横水管30的出气口与双立柱8的进气口相连，第二预热段横水管31的进气口与双立柱8的出气口相连，第二预热段横水管31的出气口与加热炉外部过热蒸汽管网连通。预热段横水管3用U形的双立柱8固定，预热段的工作温度较高，故双立柱8长期处于高温下工作，容易坍塌，因此需要不断地对双立柱8进行降温来维持其安全工作。而预热段横水管3中流动的是蒸汽，蒸汽的密度小于水，故不方便用水循环来为双立柱8降温，因此需要将预热段横水管3中的蒸汽引入至双立柱8中，带走双立柱8上的温度，从而使得双立柱8一直保持在一个安全的温度而不至坍塌。此外，这样预热段横水管3中的蒸汽还可以进一步回收了预热段的余热。为了防止双立柱8在炉膛内受热变形或者受热发生位移，双立柱8上相对设置的两外管壁通过焊接连接钢板9固定在一起。本实施例的汽化冷却装置还包括减温水路14和设置在减温水路14上的减温水调节阀13，减温水路14的进水口与给水泵1的出水口连通，减温水路14的出水口与预热段横水管3的进水口连通

加热段的烟温为1000～1400℃，在加热段的炉膛底部沿钢坯运动的方向布置有加热段横水管4，加热段横水管4通过竖直布置的单立柱10固定在加热段炉底。均热段的烟温为1000～1400℃，在均热段的炉膛底部沿钢坯运动的方向布置有均热段横水管5，均热段横水管5也通过竖直设置的单立柱10固定在均热段炉底。其中，见图3，单立柱10为空心的管道，加热段横水管4以及均热段横水管5分别与单立柱10垂直连通，单立柱10内沿其长度方向还设置有芯管11；芯管11的上端设置有斜面剖口12，斜面剖口12迎着加热段横水管4或均热段横水管5中汽水流动的方向设置。工作时，加热段横水管4或者均热段横水管5中汽水在其中流动时，流至芯管11处从其上端的斜面剖口12流入至芯管11中，再从芯管11的下端出口流至芯管11与单立柱10的间隙中，汽水在该间隙中吸收单立柱10上的热量，进一步产生大量的热蒸汽，这样在该间隙中的汽水密度小于芯管中的汽水密度，故该间隙中的汽水会向上流至加热段横水管4或者均热段横水管5中，形成自循环。这样设置的单立柱10，不但可以带走单立柱10上的温度，防止其温度过高而坍塌，还能促进加热段横水管4或者均热段横水管5与单立柱10之间的自循环，此外在自循环过程中汽水进一步吸收加热段和均热段的余热。跨越水管7是放置于预热段横水管6、均热段横水管5和加热段横水管4上方，其横穿预热段、加热段以及均热段。

工作时，外部的给水(～30℃)通过给水泵1打入汽包2中，汽包2中的水经过管道进入分配联箱7中，再被分配至加热段横水管4、均热段横水管5和跨越水管6中，在这些水管中吸收加热炉炉膛内热量后形成汽水混合物进入汽包2中，依靠布置在吸热水管两端的介质重度差完成自然循环过程。进入汽包2中的汽水混合物经分离后，饱和水继续进入加热炉内各水管中吸收热量，饱和蒸汽则进入预热段横水管3中，吸收炉膛内预热段的烟气余热，形成过热蒸汽。而当预热段横水管3出气口的过热蒸汽温度过高或过低时，通过调节减温水路14上的减温水调节阀13，控制进入预热段横水管6中的减温水量，从而达到控制过热蒸汽温度的目的。

本发明回收了推钢式加热炉运行过程中炉膛内支撑钢坯的水管中余热，同时在利用布置在加热炉炉膛内低温区域的的预热段横水管3作为蒸汽过热器，依靠一路减温水来控制过热蒸汽出口温度，从而控制预热段横水管3不超温，能安全支撑炉膛内前进的钢坯重量，产生能量品质高的过热蒸汽。同时由于预热段横水管3中流经的是过热蒸汽，温度较饱和蒸汽高，对比预热段横水管3中经过饱和水来说，与炉膛内烟气的换热温差减小，换热量减少，因此本发明的汽化冷却装置带走的余热量较少，整个加热炉的燃料耗量也相应较少。综上所述，本发明既提高了推钢式加热炉余热回收的能量品质，又降低了加热炉的燃料耗量。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (8)

1.一种产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述汽化冷却装置包括，

给水泵，加热炉外部给水通过所述给水泵泵入所述汽化冷却装置内；

汽包，其给水进口与给水泵的出水口连通；

预热段横水管，其设置在加热炉炉膛内的预热段，预热段横水管的进气口与汽包的蒸汽出口连通，预热段横水管的出气口与加热炉外部过热蒸汽管网连通；以及

至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种，所述加热段横水管设置在加热炉炉膛内的加热段，所述均热段横水管设置在加热炉炉膛内的均热段，所述跨越水管设置在加热炉炉膛内且其横跨所述预热段、所述加热段以及所述均热段，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的进水口与汽包的循环水出口连通，至少加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的一种的出水口与汽包的汽水混合物进口连通。

2.如权利要求1所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述汽化冷却装置包括加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的两种或三种，还包括分配联箱，分配联箱的循环水进口与所述汽包的循环水出口相连，分配联箱的循环水出口分别与加热段横水管、均热段横水管、跨越水管中的两种或三种的进水口相连。

3.如权利要求1所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，还包括减温水路和设置在减温水路上的减温水调节阀，减温水路的进水口与给水泵的出水口连通，减温水路的出水口与预热段横水管的进水口连通。

4.如权利要求1所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述预热段横水管、所述加热段横水管以及所述均热段横水管都是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的。

5.如权利要求1所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述预热段横水管通过双立柱固定在加热炉的炉底，所述双立柱为U形的空心管道，所述预热段横水管被所述双立柱分割成第一预热段横水管和第二预热段横水管，第一预热段横水管的进气口与所述汽包的蒸汽出口相连，第一预热段横水管的出气口与双立柱的进气口相连，第二预热段横水管的进气口与双立柱的出气口相连，第二预热段横水管的出气口与所述加热炉外部过热蒸汽管网连通。

6.如权利要求5所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，双立柱上相对设置的两外管壁通过连接板固定连接。

7.如权利要求1所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述加热段横水管、所述均热段横水管分别通过单立柱设置在加热炉炉底，所述单立柱为空心的管道，所述加热段横水管、所述均热段横水管均与所述单立柱垂直连通，所述单立柱内沿其长度方向还设置有芯管。

8.如权利要求7所述的产过热蒸汽的推钢式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，芯管的上端设置有斜面剖口，所述斜面剖口迎着所述加热段横水管或所述均热段横水管中汽水流动的方向设置。