CN114457201A - 高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法，属于循环冷却水系统技术领域，包括冷却座、回收塔、回收散热机构，冷却座的顶部一端固定连接有回收塔，回收塔的内部安装有回收散热机构，冷却座的顶部在远离回收塔的一端设置有冷却池。冷却座的顶部在靠近回收塔的位置处设置有烘干室，且烘干室与回收塔连通。回收散热机构包括固定安装有回收塔顶部的抽气扇和连接在回收塔顶部一侧的散热扇，抽气扇与散热扇传动连接。在高温水进入回收塔之后，抽气扇转动并将高温水散热出来的高温水蒸气抽入烘干室，通过设置回收散热机构既能加快高温水热量的散发，又能对热能进行回收利用，实现节能的效果。
Description
技术领域
本发明涉及循环冷却水系统技术领域，具体为高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法。
背景技术
高炉炼铁是钢铁工业中十分重要的工艺环节，这一过程运行的安全稳定水平和能耗是钢铁企业生产运行能力的重要体现。高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，高炉的循环水系统主要用于冷却高炉炉壁，是维护高炉安全、稳定和经济运行不可缺少的组成部分。
循环冷却水系统向高炉冷却壁中供给具有一定温度和流量的循环水，在循环水将炉内多余的热量吸收后其自身温度升高，然后这部分温度较高的循环水回到冷却系统，冷却系统需要对其进行降温再向高炉冷却壁供给，但是现有的循环冷却水系统的冷却模式单一，在温度较高的循环水从高炉冷却壁内排出后直接通入冷却系统内，导致高温水的热量难以散发出来，导致冷却的速度较慢，并且无法对高温水刚排出时的热量进行收集利用，导致热量能源的浪费。
针对上述问题，本发明提供了高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法，在高温水进入回收塔之后启动抽气扇，抽气扇转动并将高温水散热出来的高温水蒸气抽入导气管，高温水蒸气进入烘干室内部的蒸汽腔内，当蒸汽腔内储存一定量的高温水蒸气之后，烘干室内部的温度会逐渐升高，工作人员可以在烘干腔内放置燃料，在烘干架上放置衣物等，烘干室可以对衣物进行烘干，保持燃料的干燥。设置回收散热机构既能加快高温水热量的散发，又能对热能进行回收利用，实现节能的效果，从而解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，包括冷却座、回收塔、回收散热机构，冷却座的顶部一端固定连接有回收塔，回收塔的内部安装有回收散热机构，冷却座的顶部在远离回收塔的一端设置有冷却池。冷却座的顶部在靠近回收塔的位置处设置有烘干室，且烘干室与回收塔连通。回收散热机构包括固定安装有回收塔顶部的抽气扇和连接在回收塔顶部一侧的散热扇，抽气扇与散热扇传动连接。
进一步地，回收塔上在远离冷却池的一侧贯通连接有进水管，回收塔上在靠近冷却池的一侧设置有散热壁，散热壁的顶部为弧形并与回收塔的内腔连通，散热壁的底部延伸至冷却池的顶端，冷却池上在远离回收塔的一侧贯通连接有排水管，冷却池的内部安装有传动机构和搅动机构。高炉冷却壁中排出的高温水通过进水管进入回收室，经过回收室回收一部分热量之后通过散热壁落入冷却池中，高温水在冷却池的内部进一步冷却，最后通过排水管循环进入高炉冷却壁内。
进一步地，回收塔的顶部中心贯通连接有导气管，导气管远离回收塔的一端贯通连接在烘干室的顶端，烘干室的内壁中开设有蒸汽腔，蒸汽腔与导气管连通，烘干室的底部开设有烘干腔，烘干室的内壁上固定连接有若干个烘干架，烘干室的外部设置有阀门。
进一步地，回收塔的顶部在靠近导气管的位置处固定安装有抽气扇，抽气扇的输出轴上固定连接有第一驱动带轮，回收塔的顶部在靠近散热壁的位置处转动连接有驱动轴，驱动轴的底端固定连接有散热扇，驱动轴上固定连接有第二驱动带轮，第一驱动带轮与第二驱动带轮之间套设有驱动皮带。
进一步地，传动机构包括传动轴、传动架，散热壁的底部固定连接有支架，支架上转动连接有传动轴，传动轴上固定连接有若干个传动架，传动轴远离传动架的一端固定连接有第一锥齿轮，冷却池的底端竖直转动连接有从动轴，从动轴的顶端固定连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合连接。
进一步地，搅动机构包括第一传动带轮、第二传动带轮，从动轴的底端固定连接有第一传动带轮，冷却池的底端中心转动连接有转轴，转轴的底端固定连接有第二传动带轮，第一传动带轮与第二传动带轮之间套设有传动皮带，转轴的外壁上固定连接有若干个搅动板。
进一步地，冷却座的一侧在靠近转轴的位置固定安装有曝气机，搅动板上开设有若干个曝气孔，转轴的中部设为空腔并与曝气孔连通，且转轴的底端与曝气机连通。
进一步地，回收塔和散热壁的高度高于冷却池，散热壁的顶端靠近回收塔的顶部。当高温水在回收塔内部的液面高度高于散热壁的顶端时，高温水从散热壁上倾斜而下，在下落之前高温水会在回收塔内停留一段时间，便于抽气扇将高温蒸汽抽走。
进一步地，进水管位于回收塔的底部，在高温水从进水管进入回收塔内部时先流进回收塔的底部再逐渐上升。
根据本发明的另一个方面，提供一种高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：打开进水管，将高炉冷却壁中排出的高温水通过进水管通入回收塔，启动抽气扇，高温水在经过回收室回收一部分热量之后通过散热壁落入冷却池中；
步骤二：高温水的重力和冲击力驱动传动机构和搅动机构运行，启动曝气机，搅动机构带动搅动板转动，加快对高温水的冷却速度；
步骤三：高温水在冷却池的内部进一步冷却，冷却完成之后打开排水管，使得冷却后的水循环进入高炉冷却壁内。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法，在高温水进入回收塔之后启动抽气扇，抽气扇转动并将高温水散热出来的高温水蒸气抽入导气管，高温水蒸气进入烘干室内部的蒸汽腔内，当蒸汽腔内储存一定量的高温水蒸气之后，烘干室内部的温度会逐渐升高，工作人员可以在烘干腔内放置燃料，在烘干架上放置衣物等，烘干室可以对衣物进行烘干，保持燃料的干燥。设置回收散热机构既能加快高温水热量的散发，又能对热能进行回收利用，实现节能的效果。
2、本发明提供的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法，在抽气扇转动时，抽气扇的输出轴带动驱动轴进行转动，驱动轴带动散热扇对经过散热壁的高温水进行吹气，加快高温水的冷却。并且在高温水从散热壁上落下的过程中，散热壁能够对高温水进行一定程度的散热降温。
3、本发明提供的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置及其方法，高温水在经过传动架时，高温水的重力和冲击力驱动传动机构运行，传动机构带动搅动机构运行，搅动机构中的搅动板对冷却池中的高温水进行搅动，加快高温水的冷却速度，并且搅动机构的运行不需要增设额外的动力源，从而达到节能的效果。在搅动机构运行时启动曝气机，使得搅动板一边转动一边曝气，能够让冷空气与高温水均匀混合，进一步提高对高温水的冷却效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明图1的侧视图；
图3为本发明图1的正剖视图；
图4为本发明搅动机构的结构示意图；
图5为本发明烘干室的结构示意图；
图6为本发明图5的正剖视图；
图7为本发明图1所示的A部放大示意图；
图8为本发明的回收塔的结构示意图；
图9为本发明图8的侧剖视图；
图10为本发明图2所示的B部放大示意图。
图中：1、冷却座；2、回收塔；21、散热壁；22、导气管；23、烘干室；231、烘干腔；232、蒸汽腔；233、烘干架；234、阀门；3、冷却池；4、进水管；5、排水管；6、回收散热机构；61、抽气扇；62、第一驱动带轮；63、驱动皮带；64、第二驱动带轮；65、驱动轴；66、散热扇；7、传动机构；71、支架；72、传动轴；73、传动架；74、第一锥齿轮；75、从动轴；76、第二锥齿轮；8、搅动机构；81、第一传动带轮；82、传动皮带；83、第二传动带轮；84、转轴；85、搅动板；9、曝气机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1和图9，高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，包括冷却座1、回收塔2、回收散热机构6，冷却座1的顶部一端固定连接有回收塔2，回收塔2的内部安装有回收散热机构6，冷却座1的顶部在远离回收塔2的一端设置有冷却池3。冷却座1的顶部在靠近回收塔2的位置处设置有烘干室23，且烘干室23与回收塔2连通。回收散热机构6包括固定安装有回收塔2顶部的抽气扇61和连接在回收塔2顶部一侧的散热扇66，抽气扇61与散热扇66传动连接。
参阅图1，回收塔2上在远离冷却池3的一侧贯通连接有进水管4，回收塔2上在靠近冷却池3的一侧设置有散热壁21，散热壁21的顶部为弧形并与回收塔2的内腔连通，散热壁21的底部延伸至冷却池3的顶端，冷却池3上在远离回收塔2的一侧贯通连接有排水管5，冷却池3的内部安装有传动机构7和搅动机构8。高炉冷却壁中排出的高温水通过进水管4进入回收室，经过回收室回收一部分热量之后通过散热壁21落入冷却池3中，高温水在冷却池3的内部进一步冷却，最后通过排水管5循环进入高炉冷却壁内。
参阅图1、图5和图6，回收塔2的顶部中心贯通连接有导气管22，导气管22远离回收塔2的一端贯通连接在烘干室23的顶端，烘干室23的内壁中开设有蒸汽腔232，蒸汽腔232与导气管22连通，烘干室23的底部开设有烘干腔231，烘干室23的内壁上固定连接有若干个烘干架233，烘干室23的外部设置有阀门234。
参阅图8-9，回收塔2的顶部在靠近导气管22的位置处固定安装有抽气扇61，抽气扇61的输出轴上固定连接有第一驱动带轮62，回收塔2的顶部在靠近散热壁21的位置处转动连接有驱动轴65，驱动轴65的底端固定连接有散热扇66，驱动轴65上固定连接有第二驱动带轮64，第一驱动带轮62与第二驱动带轮64之间套设有驱动皮带63。在高温水进入回收塔2之后启动抽气扇61，抽气扇61转动并将高温水散热出来的高温水蒸气抽入导气管22，高温水蒸气进入烘干室23内部的蒸汽腔232内，当蒸汽腔232内储存一定量的高温水蒸气之后，烘干室23内部的温度会逐渐升高，工作人员可以在烘干腔231内放置燃料，在烘干架233上放置衣物等，烘干室23可以对衣物进行烘干保持燃料的干燥。并且在抽气扇61转动时，抽气扇61的输出轴带动第一驱动带轮62转动，第一驱动带轮62通过驱动皮带63和第二驱动带轮64带动驱动轴65进行转动，驱动轴65带动散热扇66对经过散热壁21的高温水进行吹气，加快它的冷却。散热壁21的上方设置有若干个驱动轴65和散热扇66，驱动轴65与驱动轴65之间传动连接。
参阅图2、图7和图10，传动机构7包括传动轴72、传动架73，散热壁21的底部固定连接有支架71，支架71上转动连接有传动轴72，传动轴72上固定连接有若干个传动架73，传动轴72远离传动架73的一端固定连接有第一锥齿轮74，冷却池3的底端竖直转动连接有从动轴75，从动轴75的顶端固定连接有第二锥齿轮76，第二锥齿轮76与第一锥齿轮74啮合连接。在高温水从散热壁21上落下的过程中，散热壁21能够对高温水进行一定程度的散热降温，并且高温水在经过传动架73时，通过传动架73上的水斗对传动架73进行推动，传动架73带动传动轴72进行转动，传动轴72通过第一锥齿轮74和第二锥齿轮76带动从动轴75进行转动。
参阅图3-4，搅动机构8包括第一传动带轮81、第二传动带轮83，从动轴75的底端固定连接有第一传动带轮81，冷却池3的底端中心转动连接有转轴84，转轴84的底端固定连接有第二传动带轮83，第一传动带轮81与第二传动带轮83之间套设有传动皮带82，转轴84的外壁上固定连接有若干个搅动板85。从动轴75转动时通过第一传动带轮81和第二传动带轮83带动转轴84进行转动，转轴84带动其上的若干个搅动板85进行转动，搅动板85对冷却池3中的高温水进行搅动，加快高温水的冷却速度。
参阅图1和图4，冷却座1的一侧在靠近转轴84的位置固定安装有曝气机9，搅动板85上开设有若干个曝气孔，转轴84的中部设为空腔并与曝气孔连通，且转轴84的底端与曝气机9连通。在转轴84转动时启动曝气机9，曝气机9将冷空气输入转轴84内，冷空气通过搅动板85上的曝气孔进入高温水内，对其进行降温，并且搅动板85一边转动一边曝气，能够使得冷空气与高温水均匀混合，进一步提高对高温水的冷却效率。
参阅图1和图9，回收塔2和散热壁21的高度高于冷却池3，散热壁21的顶端靠近回收塔2的顶部。当高温水在回收塔2内部的液面高度高于散热壁21的顶端时，高温水从散热壁21上倾斜而下，在下落之前高温水会在回收塔2内停留一段时间，便于抽气扇61将高温蒸汽抽走。
参阅图9，进水管4位于回收塔2的底部，在高温水从进水管4进入回收塔2内部时先流进回收塔2的底部再逐渐上升。
参阅图1-10，为了更好的展现高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置的实施方法流程，本实施例现提出一种高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置的实施方法，包括以下步骤：
步骤一：打开进水管4，将高炉冷却壁中排出的高温水通过进水管4通入回收塔2，启动抽气扇61，高温水在经过回收室回收一部分热量之后通过散热壁21落入冷却池3中；
步骤二：高温水的重力和冲击力驱动传动机构7和搅动机构8运行，启动曝气机9，搅动机构8带动搅动板85转动，加快对高温水的冷却速度；
步骤三：高温水在冷却池3的内部进一步冷却，冷却完成之后打开排水管5，使得冷却后的水循环进入高炉冷却壁内。
综上所述：在高温水进入回收塔2之后启动抽气扇61，抽气扇61转动并将高温水散热出来的高温水蒸气抽入导气管22，高温水蒸气进入烘干室23内部的蒸汽腔232内，当蒸汽腔232内储存一定量的高温水蒸气之后，烘干室23内部的温度会逐渐升高，工作人员可以在烘干腔231内放置燃料，在烘干架233上放置衣物等，烘干室23可以对衣物进行烘干保持燃料的干燥。并且在抽气扇61转动时，抽气扇61的输出轴带动第一驱动带轮62转动，第一驱动带轮62通过驱动皮带63和第二驱动带轮64带动驱动轴65进行转动，驱动轴65带动散热扇66对经过散热壁21的高温水进行吹气，加快它的冷却。散热壁21的上方设置有若干个驱动轴65和散热扇66，驱动轴65与驱动轴65之间传动连接。
在高温水从散热壁21上落下的过程中，散热壁21能够对高温水进行一定程度的散热降温，并且高温水在经过传动架73时，通过传动架73上的水斗对传动架73进行推动，传动架73带动传动轴72进行转动，传动轴72通过第一锥齿轮74和第二锥齿轮76带动从动轴75进行转动。从动轴75转动时通过第一传动带轮81和第二传动带轮83带动转轴84进行转动，转轴84带动其上的若干个搅动板85进行转动，搅动板85对冷却池3中的高温水进行搅动，加快高温水的冷却速度。在转轴84转动时启动曝气机9，曝气机9将冷空气输入转轴84内，冷空气通过搅动板85上的曝气孔进入高温水内，对其进行降温，并且搅动板85一边转动一边曝气，能够使得冷空气与高温水均匀混合，进一步提高对高温水的冷却效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：包括冷却座（1）、回收塔（2）、回收散热机构（6），所述冷却座（1）的顶部一端固定连接有回收塔（2），回收塔（2）的内部安装有回收散热机构（6），冷却座（1）的顶部在远离回收塔（2）的一端设置有冷却池（3）；所述冷却座（1）的顶部在靠近回收塔（2）的位置处设置有烘干室（23），且烘干室（23）与回收塔（2）连通；所述回收散热机构（6）包括固定安装有回收塔（2）顶部的抽气扇（61）和连接在回收塔（2）顶部一侧的散热扇（66），抽气扇（61）与散热扇（66）传动连接。
2.根据权利要求1所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述回收塔（2）上在远离冷却池（3）的一侧贯通连接有进水管（4），回收塔（2）上在靠近冷却池（3）的一侧设置有散热壁（21），散热壁（21）的顶部为弧形并与回收塔（2）的内腔连通，散热壁（21）的底部延伸至冷却池（3）的顶端，冷却池（3）上在远离回收塔（2）的一侧贯通连接有排水管（5），冷却池（3）的内部安装有传动机构（7）和搅动机构（8）。
3.根据权利要求2所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述回收塔（2）的顶部中心贯通连接有导气管（22），导气管（22）远离回收塔（2）的一端贯通连接在烘干室（23）的顶端，烘干室（23）的内壁中开设有蒸汽腔（232），蒸汽腔（232）与导气管（22）连通，烘干室（23）的底部开设有烘干腔（231），烘干室（23）的内壁上固定连接有若干个烘干架（233），烘干室（23）的外部设置有阀门（234）。
4.根据权利要求3所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述回收塔（2）的顶部在靠近导气管（22）的位置处固定安装有抽气扇（61），抽气扇（61）的输出轴上固定连接有第一驱动带轮（62），回收塔（2）的顶部在靠近散热壁（21）的位置处转动连接有驱动轴（65），驱动轴（65）的底端固定连接有散热扇（66），驱动轴（65）上固定连接有第二驱动带轮（64），第一驱动带轮（62）与第二驱动带轮（64）之间套设有驱动皮带（63）。
5.根据权利要求2所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述传动机构（7）包括传动轴（72）、传动架（73），散热壁（21）的底部固定连接有支架（71），支架（71）上转动连接有传动轴（72），传动轴（72）上固定连接有若干个传动架（73），传动轴（72）远离传动架（73）的一端固定连接有第一锥齿轮（74），冷却池（3）的底端竖直转动连接有从动轴（75），从动轴（75）的顶端固定连接有第二锥齿轮（76），第二锥齿轮（76）与第一锥齿轮（74）啮合连接。
6.根据权利要求5所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述搅动机构（8）包括第一传动带轮（81）、第二传动带轮（83），从动轴（75）的底端固定连接有第一传动带轮（81），冷却池（3）的底端中心转动连接有转轴（84），转轴（84）的底端固定连接有第二传动带轮（83），第一传动带轮（81）与第二传动带轮（83）之间套设有传动皮带（82），转轴（84）的外壁上固定连接有若干个搅动板（85）。
7.根据权利要求6所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述冷却座（1）的一侧在靠近转轴（84）的位置固定安装有曝气机（9），搅动板（85）上开设有若干个曝气孔，转轴（84）的中部设为空腔并与曝气孔连通，且转轴（84）的底端与曝气机（9）连通。
8.根据权利要求2所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述回收塔（2）和散热壁（21）的高度高于冷却池（3），散热壁（21）的顶端靠近回收塔（2）的顶部。
9.根据权利要求2所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置，其特征在于：所述进水管（4）位于回收塔（2）的底部，在高温水从进水管（4）进入回收塔（2）内部时先流进回收塔（2）的底部再逐渐上升。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的高炉冷却壁循环冷却水系统节能装置的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：打开进水管（4），将高炉冷却壁中排出的高温水通过进水管（4）通入回收塔（2），启动抽气扇（61），高温水在经过回收室回收一部分热量之后通过散热壁（21）落入冷却池（3）中；
步骤二：高温水的重力和冲击力驱动传动机构（7）和搅动机构（8）运行，启动曝气机（9），搅动机构（8）带动搅动板（85）转动，加快对高温水的冷却速度；
步骤三：高温水在冷却池（3）的内部进一步冷却。
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