CN114367552A - 一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法，装置包括自水冷管路、流量调节反馈装置，冷却水自供水节点进入自水冷管路继而进入进水管然后被输送到冷却器供水管并通往各组冷却器内并在冷却器底部形成保护水层循环流通后从出水管流至接水槽然后通过排水管路排至指定排水沟；就地控制器采集本装置信号并与远程控制器交换数据从而控制流量调节反馈装置，远程控制器监控本装置运行状态并记录输出数据。本发明的一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法能够实现精确的流量控制，使用过程大幅减少了人工干预，提高了控制效率以及自水冷循环可靠性，节约了人力成本，提高了冷却器使用寿命，并且装置的设计便于监控和日常维护。

Description

一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法

技术领域

本发明涉及中厚板厂控轧控冷领域，尤其涉及一种流量可远程自动调节、冷却水循环可视化的自水冷循环保护装置。

背景技术

在中厚板生产中，控轧控冷是必不可少的流程。中厚板控轧控冷设备主要由冷却器以及管路系统构成，冷却器布置于输送辊道面的上方位置，对通过的钢板进行喷水冷却。针对不同钢种及冷却工艺，冷却器不是处于常开状态，不开启的冷却器在高温通过的钢板烘烤下，存在变形损坏的风险，为此需要对冷却器进行自水冷保护，使冷却器内长期流通少量冷却水。传统的自水冷系统需要人工频繁对冷却器供水管路上的控制球阀进行粗略调节，同时循环后的冷却水收集管路为封闭式设计，如果内部出现堵塞也无法及时发现维护，总体使用效果不理想，人工维护成本很高，且不能保证自水冷保护的可靠性，降低了冷却器使用寿命。

发明内容

本发明实施例提供了一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法，不仅可以避免冷却器自水冷系统远程不可控、必须人工现场调节，而且可以避免冷却器自水冷系统无法精确控制流量以及自水冷循环效果不可视等问题，使装置冷却器寿命提高，实现精确的流量控制，节约了人力成本，提高了装置控制效率及自水冷循环可靠性，设计便于监控和日常维护装置。

为解决上述发明目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，包括自水冷管路，所述自水冷管路的一端为供水节点，在所述自水冷管路上连通有多个进水管，所述自水冷管路上依次安装流量调节反馈装置，所述流量调节反馈装置包括手动阀、进水端流量计、调节阀，所述进水管与冷却器供水管相连，每个所述冷却器供水管均连接有冷却器，所述冷却器上设有喷管，冷水在冷却器底部形成保护水层，所述冷却器形成冷却区域，高温钢板在所述冷却区域内冷却，所述冷却器与出水管连通，所述出水管与接水槽连通，所述接水槽分若干段设置并采用开口设计，所述接水槽与排水管路连通，所述排水管路上设置有出水端流量计；

所述装置还包括控制器，所述控制器接收所述进水端流量计、所述出水端流量计和调节阀的信号，所述控制器控制所述调节阀的开口度。

示例性的，所述自水冷管路设在所述装置的一侧立柱上方，所述立柱固定在检修平台上，所述自水冷管路覆盖整个冷却器安装区域。

示例性的，所述控制器包括就地控制器和远程控制器，所述就地控制器包括计算机处理器、信号I/O接口、通讯部件；所述远程控制器包括计算机处理器、通讯部件、人机接口部件；

所述就地控制器采集所述装置的所有电气信号经分析再通过通讯部件发送给远程控制器，所述远程控制器经过分析处理计算再通过通讯部件发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器收到信号后再向所述流量调节反馈装置发送控制信号调节开口度。

示例性的，所述装置同时对6-24组所述冷却器进行自水冷保护，所述冷却器横跨输送辊道；所述自水冷管路直径为φ25-φ168mm。

示例性的，所述进水管直径为φ6-φ57mm，所述出水管直径为φ7-φ70mm；所述出水管与所述进水管直径比大于1.2。

示例性的，所述接水槽由焊接在所述装置立柱上的支架进行支撑并分1-24段设置，单段开口长度为200-25000mm，单段开口宽度为100-600mm。

示例性的，所述排水管路有1-24根，将收集后的冷却水排至指定排水沟中，所述单根排水管路管道直径为φ32-φ219mm。

一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，所述方法利用所述可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，所述方法包括以下步骤：

S1：高温钢板经所述输送辊道输送进入由若干组所述冷却器构成的冷却区域内；

S2：自水冷冷却水由所述供水节点供给，所述远程控制器模型设定调节阀开口度以调节进入所述冷却器的冷却水流量，所述冷却水从所述供水节点进入所述自水冷管路到达所述进水管，所述进水端流量计将流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器；

S3：所述冷却水从所述进水管被输送到所述冷却器供水管，继而被输送到若干组所述冷却器内，所述冷却水在所述冷却器底部形成保护水层，循环后通过所述出水管循环流通至所述接水槽，自水冷收集反馈装置将流出的冷却水进行集中收集，所述出水端流量计将冷却水流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器；

S4：所述远程控制器判断进出口流量是否平衡，若平衡则设备正常工作，若出口流量低于进口流量则所述远程控制器发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器发送信号给所述流量调节反馈装置进行所述调节阀开口度微调节；

S5：收集后的所述冷却水通过所述排水管路排至指定排水沟中。

示例性的，所述就地控制器采集所述装置上所有电气信号并反馈输出信号，所述就地控制器计算冷却水注入量和收集回槽量并对所述冷却水注入量和所述收集回槽量进行动态比对，然后通过通讯部件将相关信号发送至所述远程控制器，所述远程控制器发送控制信号至所述就地控制器，所述就地控制器将控制信号发送给所述流量调节反馈装置的调节阀进行开口度控制调节。

示例性的，所述远程控制器通过无线通讯与所述就地控制器进行数据交换，根据工艺设定自动进行流量平衡计算，并输出调节阀控制信号，所述远程控制器在中控室或控制机房内对整个所述自水冷装置运行状态进行监控，并记录输出相关历史数据和发送警报。

上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

上述方案，可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，本装置的就地控制器采集本装置信号并与装置的远程控制器交换数据从而控制装置的流量调节反馈装置，与现有技术人工调节冷却器供水管路上的控制器相比，本装置的使用过程大幅减少了人工干预，提高了控制效率以及自水冷循环可靠性，节约了人力成本且使用本装置能够实现精确的流量控制。

可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，本装置的所述接水槽采用开口设计，可以随时进行内部观测，便于监控和日常维护本装置，从而提高了冷却器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置的自水冷循环保护系统俯视图；

图2为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置的自水冷循环保护系统左视图；

图3为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置的自水冷循环保护系统控制流程图；

图4为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置的就地控制器功能示意图；

图5为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置的远程控制器功能示意图；

图6为本发明可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法实施例的流程图。

其中附图标记说明如下：

1、自水冷管路；2、冷却器；3、输送辊道；4、高温钢板；5、检修平台；6、供水节点；7、手动阀；8、进水端流量计；9、调节阀；10、冷却器供水管；11、出水管；12、接水槽；13、支架；14、排水管路；15、出水端流量计；16、进水管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

需要说明的是，本发明中使用的“上”、“下”、“左”、“右”“前”“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明针对如今市场上中厚板冷却器的自水冷系统远程不可控、必须人工现场调节、无法精确控制流量以及自水冷循环效果不可视等等问题提供了一种可以使使用过程中减少人为干预、提高控制效率，可节约人力成本，实现精确流量控制，提高使用寿命并便于监控和日常维护的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置及方法。

如图1、图2所示，本发明实施例提供了一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，包括自水冷管路1、流量调节反馈装置、自水冷收集反馈装置、就地控制器、远程控制器；所述就地控制器包括计算机处理器、信号I/O接口、通讯部件；所述远程控制器包括计算机处理器、通讯部件、人机接口部件；本装置同时对6-24组冷却器2进行自水冷保护。

所述自水冷管路1直径为φ25-φ168mm，覆盖整个冷却器安装区域，设置在本装置的一侧立柱上方，所述立柱固定在检修平台5上，所述自水冷管路1一端为供水节点6，所述自水冷管路1上连通多个直径为φ6-φ57mm的进水管16，所述自水冷管路1上依次安装流量调节反馈装置，所述流量调节反馈装置包括手动阀7、进水端流量计8、调节阀9。

所述进水管16与冷却器供水管10相连，每个所述冷却器供水管10均连接有冷却器2，所述冷却器2上设有喷管，冷却水如果流量过大，将从所述冷却器喷管中直接流出，影响不需冷却钢板的表面质量。

冷却水可以在冷却器2底部形成保护水层；所述多组冷却器2横跨输送辊道3，形成冷却区域，高温钢板4在所述冷却区域内冷却；所述多组冷却器2一端与直径为φ7-φ70mm的出水管11连通，所述出水管11与所述进水管16直径比大于1.2；所述出水管11与接水槽12连通，所述接水槽12分1-24段设置并采用开口设计，可以随时进行内部观测，单段开口长度为200-25000mm，单段开口宽度为100-600mm；所述接水槽12由焊接在本装置另一侧立柱上的支架13进行支撑固定，并与1-24根管道直径为φ32-φ219mm的排水管路14连通，所述排水管路14上设置有出水端流量计15，所述排水管路14将收集后的冷却水排至指定排水沟中。

所述就地控制器采集所述装置的所有电气信号经分析再通过通讯部件发送给远程控制器，所述远程控制器经过分析处理计算再通过通讯部件发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器收到信号后再向所述流量调节反馈装置发送控制信号调节开口度。

本装置的所述接水槽12采用开口设计，可以随时进行内部观测，便于监控和日常维护本装置，从而提高了冷却器的使用寿命。

如图3、图6所示，本发明实施例提供了一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，包括以下步骤：

第一步，高温钢板4经所述输送辊道3输送进入由若干组所述冷却器2构成的冷却区域内。

第二步，自水冷冷却水由所述供水节点6供给，所述远程控制器模型设定所述调节阀9开口度以调节进入所述冷却器2的冷却水流量，所述冷却水从所述供水节点6进入所述自水冷管路1到达所述进水管16，所述进水端流量计8将流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器。

第三步，所述冷却水从所述进水管16被输送到所述冷却器供水管10，继而被输送到若干组所述冷却器2内，所述冷却水在所述冷却器2底部形成保护水层，循环后通过所述出水管11循环流通至所述接水槽12，所述自水冷收集反馈装置将流出的冷却水进行集中收集，所述出水端流量计15将冷却水流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器。

第四步，所述远程控制器判断进出口流量是否平衡，若平衡则设备正常工作，若出口流量低于进口流量则所述远程控制器发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器发送信号给所述流量调节反馈装置进行所述调节阀9开口度微调节。

第五步，收集后的所述冷却水通过所述排水管路14排至指定排水沟中。

所述就地控制器采集所述本装置上所有电气信号并反馈输出信号，所述就地控制器计算冷却水注入量和收集回槽量并对所述冷却水注入量和所述收集回槽量进行动态比对，然后通过通讯部件将相关信号发送至所述远程控制器，所述远程控制器发送控制信号至所述就地控制器，所述就地控制器将控制信号发送给所述流量调节反馈装置的调节阀9进行开口度控制调节，保证冷却水动态平衡。

所述远程控制器通过无线通讯与所述就地控制器进行数据交换，根据工艺设定自动进行流量平衡计算，并输出调节阀9控制信号，所述远程控制器在中控室或控制机房内对整个所述自水冷装置运行状态进行监控，并记录输出相关历史数据和发送警报。

本装置的使用方法，通过本装置的就地控制器采集本装置信号并与装置的远程控制器交换数据从而控制装置的流量调节反馈装置，与现有技术人工调节冷却器供水管路上的控制器相比，本装置的使用过程大幅减少了人工干预，提高了控制效率以及自水冷循环可靠性，节约了人力成本且使用本装置能够实现精确的流量控制。

如图3所示，本发明实施例提供的装置的自水冷循环保护系统控制流程逻辑是：在进水端调节阀9初设定后，冷却水如果流量过大，将从所述冷却器2喷管中直接流出，影响不需冷却钢板的表面质量，因此需要对进水流量进行控制，使进出口流量保持动态平衡。

如图4所示，本发明实施例提供的装置中的就地控制器的功能是：所述就地控制器负责接收各阀门、流量计的输入及反馈输出信号，并通过通讯部件将相关信号发送至所述远程控制器；所述远程控制器发送控制信号至所述就地控制器，所述就地控制器将控制信号发送给所述调节阀9进行开口度控制调节。

如图5所示，本发明实施例提供的装置中的远程控制器的功能是：所述远程控制器接收所述就地控制器发送的各信号后，根据工艺设定自动进行流量平衡计算，并输出所述调节阀9控制信号；同时经过长时间使用后，部分所述出水管11会出现淤堵情况，此时所述远程控制器将对流量异常进行记录，并在人机界面进行报警，维护人员可根据报警情况，现场对所述接水槽12处的所述出水管11的排水状态进行检查维护。

如图6所示，本发明的一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法的工作过程如下：

S1：高温钢板经装置的输送辊道输送进入由若干组冷却器构成的冷却区域内。

S2：自水冷冷却水由装置的供水节点供给，本装置的远程控制器模型设定调节阀开口度以调节进入冷却器的冷却水流量，冷却水从供水节点进入自水冷管路到达进水管，装置的进水端流量计将流量测量数据反馈至装置的就地控制器再发送至装置的远程控制器。

S3：冷却水从装置的进水管被输送到冷却器供水管，继而被输送到若干组冷却器内，冷却水在冷却器底部形成保护水层，循环后通过装置的出水管循环流通至装置的接水槽，装置的自水冷收集反馈装置将流出的冷却水进行集中收集，出水端流量计将冷却水流量测量数据反馈至就地控制器再发送至远程控制器。

S4：远程控制器判断进出口流量是否平衡，若平衡则设备正常工作，若出口流量低于进口流量则远程控制器发送信号给就地控制器，就地控制器发送信号给装置的流量调节反馈装置进行调节阀开口度微调节。

S5：收集后的冷却水通过排水管路排至指定排水沟中。

S6：装置的出水管出现淤堵情况，出水端流量计将冷却水流量异常数据反馈至就地控制器再通过通讯部件发送至远程控制器，远程控制器对流量异常数据进行记录并在人机界面报警。

有以下几点需要说明：

(1)本发明实施例附图只涉及到与本发明实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本发明的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，包括自水冷管路，所述自水冷管路的一端为供水节点，在所述自水冷管路上连通有多个进水管，所述自水冷管路上依次安装流量调节反馈装置，所述流量调节反馈装置包括手动阀、进水端流量计、调节阀，所述进水管与冷却器供水管相连，每个所述冷却器供水管均连接有冷却器，所述冷却器上设有喷管，冷水在冷却器底部形成保护水层，所述冷却器形成冷却区域，高温钢板在所述冷却区域内冷却，所述冷却器与出水管连通，所述出水管与接水槽连通，所述接水槽分若干段设置并采用开口设计，所述接水槽与排水管路连通，所述排水管路上设置有出水端流量计；

所述装置还包括控制器，所述控制器接收所述进水端流量计、所述出水端流量计和调节阀的信号，所述控制器控制所述调节阀的开口度。

2.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述自水冷管路设在所述装置的一侧立柱上方，所述立柱固定在检修平台上，所述自水冷管路覆盖整个冷却器安装区域。

3.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述控制器包括就地控制器和远程控制器，所述就地控制器包括计算机处理器、信号I/O接口、通讯部件；所述远程控制器包括计算机处理器、通讯部件、人机接口部件；

所述就地控制器采集所述装置的所有电气信号经分析再通过通讯部件发送给远程控制器，所述远程控制器经过分析处理计算再通过通讯部件发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器收到信号后再向所述流量调节反馈装置发送控制信号调节开口度。

4.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述装置同时对6-24组所述冷却器进行自水冷保护，所述冷却器横跨输送辊道；所述自水冷管路直径为φ25-φ168mm。

5.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述进水管直径为φ6-φ57mm，所述出水管直径为φ7-φ70mm；所述出水管与所述进水管直径比大于1.2。

6.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述接水槽由焊接在所述装置的立柱上的支架进行支撑并分1-24段设置，单段开口长度为200-25000mm，单段开口宽度为100-600mm。

7.根据权利要求1所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，其特征在于，所述排水管路有1-24根，将收集后的冷却水排至指定排水沟中，所述单根排水管路管道直径为φ32-φ219mm。

8.一种可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1～7任一项所述可视化中厚板冷却器自水冷循环保护装置，所述方法包括以下步骤：

S1：高温钢板经所述输送辊道输送进入由若干组所述冷却器构成的冷却区域内；

S2：自水冷冷却水由所述供水节点供给，所述远程控制器模型设定调节阀开口度以调节进入所述冷却器的冷却水流量，所述冷却水从所述供水节点进入所述自水冷管路到达所述进水管，所述进水端流量计将流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器；

S3：所述冷却水从所述进水管被输送到所述冷却器供水管，继而被输送到若干组所述冷却器内，所述冷却水在所述冷却器底部形成保护水层，循环后通过所述出水管循环流通至所述接水槽，自水冷收集反馈装置将流出的冷却水进行集中收集，所述出水端流量计将冷却水流量测量数据反馈至所述就地控制器再发送至所述远程控制器；

S4：所述远程控制器判断进出口流量是否平衡，若平衡则设备正常工作，若出口流量低于进口流量则所述远程控制器发送信号给所述就地控制器，所述就地控制器发送信号给所述流量调节反馈装置进行所述调节阀开口度微调节；

S5：收集后的所述冷却水通过所述排水管路排至指定排水沟中。

9.根据权利要求8所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，其特征在于，所述就地控制器采集所述装置上所有电气信号并反馈输出信号，所述就地控制器计算冷却水注入量和收集回槽量并对所述冷却水注入量和所述收集回槽量进行动态比对，然后通过通讯部件将相关信号发送至所述远程控制器，所述远程控制器发送控制信号至所述就地控制器，所述就地控制器将控制信号发送给所述流量调节反馈装置的调节阀进行开口度控制调节。

10.根据权利要求8所述的可视化中厚板冷却器自水冷循环保护方法，其特征在于，所述远程控制器通过无线通讯与所述就地控制器进行数据交换，根据工艺设定自动进行流量平衡计算，并输出调节阀控制信号，所述远程控制器在中控室或控制机房内对整个所述自水冷装置运行状态进行监控，并记录输出相关历史数据和发送警报。

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