CN115232897B - 一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法 - Google Patents

一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，通过脱气罐‑膨胀罐控制系统的前后阀门控制，同时利用仪表检测在调节过程中水量和水压变化的临界态，从而实现增加水量后系统平稳运行，实现高炉冷却水量的在线快速精准调节，实现高炉软水密闭循环系统的稳定运行，保证高炉所需的冷却能力。

Description

一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法
技术领域
本发明涉及高炉冷却设备技术领域，具体涉及一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法。
背景技术
高炉软水密闭循环冷却系统是一种高效、精密的冷却系统；高炉在不同生产状态下，对水量的需求不用；在高炉开炉后，由于炉缸热量不足，此时对水量的需求小于高炉在高产时所需的水量，在高炉不断增产的过程中，高炉需要不断增加水量，直至高炉炉役后期，水量达到最大；同时在高炉特殊炉况时，也需要临时调整高炉部分区域的冷却水量；
高炉软水密闭循环冷却系统冷却水量较大，普遍的用水量在4000m3/h以上，系统压力在0.75MPa以上，系统内支管较多，管径、流速和压力不同，特别是干管直径较大；若系统在开炉前已调试好，系统内各处流速和压力达到平衡，当需要调整水量时，系统内各处的流量都会发生变化，进而带来压力变化，若此时没有调整好系统内压力平衡，则会在系统管道内产生湍流甚至射流；一旦系统内干管内产生射流，系统压力会发生较大波动，管道振动和噪音会明显增大，系统压力波动超过管路设计压力阈值时，会使管路崩裂，同时可能会吸入空气在系统内产生气隙，若产生的气隙积累到一定程度时，也会使各支管压力、流速与系统不匹配，影响冷却效果，且严重时会加剧泵组叶轮的磨损，影响系统稳定运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，实现高炉冷却水量的在线快速精准调节，实现高炉软水密闭循环系统的稳定运行，保证高炉所需的冷却能力
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，循环冷却系统压力P原>P低，说明此时系统水量Q未达系统设计上限；P低为系统所需最小供水压力，P原为原系统供水压力；
高炉软水密闭循环冷却系统包括脱气罐-膨胀罐控制系统，
所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法包括以下步骤：
1)将膨胀罐的水位补充到高位，同时开膨胀罐的氮气阀门N1；
2)全开脱气罐-膨胀罐控制系统前端的阀门V7；
3)缓慢增大脱气罐-膨胀罐控制系统后端的阀门V6的开度，同时观察系统水量变化，使系统水量会缓慢增加一定量，记录此时系统水量Q1，系统供水压力P会缓慢下降至P1；
4)缓慢减小阀门V7开度，同时观察系统水量及压力变化，在的开始阶段系统压力及水量不会发生变化，随着阀门V7的开度逐步减小，系统供水压力会突然上升至P2，系统水量会突然同时减小至Q2，同时管道内噪音会明显减弱，此时停止动作阀门V7；
5)缓慢增大阀门V7开度，当系统压力回至P1时，停止动作阀门V7；记录此时系统水量为Q2，系统水压为P1；
6)若此时P1>P低时，重复步骤1)～5)，直至P1＝P低，供水量达到要求；
7)当供水量达到要求时，观察供水压力变化，若1h内供水压力波动范围小于0.005MPa时，系统达到平衡，代表增加水量成功。
按照上述技术方案，在所述的步骤3)中，每次使系统水量增加的一定量为总水量的5％；即本方法以每次增加最大水量为总水量的5％(ΔQ1)为基准，待水量增加5％时，此时Q1＝Q原+ΔQ1，停止动作阀门V7；记录此时的系统水量Q1及系统水压P1。
按照上述技术方案，膨胀罐-脱气罐控制系统包括膨胀罐和脱气罐，膨胀罐的一端通过阀门V8分别与脱气罐的一端和阀门V7连接，脱气罐的另一端与阀门V6连接。
按照上述技术方案，膨胀罐上设有因差水位计。
按照上述技术方案，膨胀罐的上端设有溢流阀E2，膨胀罐的下端设有溢流阀E3。
按照上述技术方案，膨胀罐上端连接有止回阀V10。
按照上述技术方案，膨胀罐上端连接有压力调节阀V11。
按照上述技术方案，膨胀罐-脱气罐控制系统还包括氮气旁通阀V12和氮气减压阀V13，膨胀罐的上端与氮气阀N1的一端和氮气旁通阀V12的一端连接，氮气阀N1的另一端与氮气减压阀V13的一端连接，氮气减压阀V13的另一端与氮气旁通阀V12的另一端连接。
按照上述技术方案，高炉软水密闭循环冷却系统还包括阀门V3、节能装置、阀门V2和阀门V1，阀门V6与阀门V3的一端和中高压回水管路连接，阀门V3的另一端与节能装置的一端连接，节能装置的另一端与阀门V2的一端连接，阀门V2的另一端与阀门V1的一端、中高压进水管路和冷却壁回水主旁通连接，阀门V1的另一端与炉底冷却回水管路连接。
按照上述技术方案，节能装置包括节能阀T2、调节阀V4、节流孔板和调节阀V5，节能阀T2的一端和阀门V5的一端与阀门V3连接，阀门V5的另一端与节流孔板的一端连接，节流孔板的另一端与阀门V4的一端连接，节能阀T2的另一端与阀门V4的另一端和阀门V2连接。
本发明具有以下有益效果：
本方法通过脱气罐-膨胀罐控制系统的前后阀门控制，同时利用仪表检测在调节过程中水量和水压变化的临界态，从而实现增加水量后系统平稳运行，是在调整水量的过程中，通过供水压力和水量的变化来确定系统阀门的开度，来实现高炉冷却水量的在线快速精准调节，实现高炉软水密闭循环系统的稳定运行，保证高炉所需的冷却能力。
附图说明
图1是本发明实施例中高炉软水密闭循环冷却系统的炉顶局部结构示意图；
图中，1-膨胀罐，2-脱气罐，3-节流孔板，4-中高压回水，5-中高压进水，6-冷却壁回水主旁通，7-炉底冷却回水，8-因差水位计，9-回水总管；
确定需将水量调节至Q需(m3/h)，原总水量为Q原(m3/h)，原系统供水压力为P原(MPa)；系统所需最小供水压力为P低。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1所示，本发明提供的一个实施例中的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，循环冷却系统压力P原>P低，说明此时系统水量Q未达系统设计上限；供水压力无波动，系统处于平衡状态；P低为系统所需最小供水压力，P原为原系统供水压力；
高炉软水密闭循环冷却系统包括脱气罐-膨胀罐控制系统，
调节水量的方法包括以下步骤：
1)将膨胀罐的水位补充到高位，同时开膨胀罐的氮气阀门N1，避免在调节水量的过程中补水，造成压力波动；
2)全开脱气罐-膨胀罐控制系统前端的阀门V7，此时系统压力及流量不会发生变化；
3)缓慢增大脱气罐-膨胀罐控制系统后端的阀门V6的开度，同时观察系统水量变化，使系统水量会缓慢增加一定量，记录此时系统水量Q1，系统供水压力P会缓慢下降至P1，同时管道内噪音会明显增大；
4)缓慢减小阀门V7开度，同时观察系统水量及压力变化，在的开始阶段系统压力及水量不会发生变化，随着阀门V7的开度逐步减小，系统供水压力会突然上升至P2，系统水量会突然同时减小至Q2，同时管道内噪音会明显减弱，此时停止动作阀门V7；
5)缓慢增大阀门V7开度，当系统供水压力回至P1时，停止动作阀门V7；记录此时水量为Q2，水压为P1；
6)若此时P1>P低时，重复步骤1)～5)，直至P1＝P低，供水量达到要求；P1＝P低说明水量已达至上限，不能继续增加水量；
7)当供水量达到要求时，观察供水压力变化，若1h内供水压力波动范围小于0.005MPa时，系统达到平衡，代表增加水量成功。
本方法是在调整水量的过程中，通过供水压力和水量的变化来确定系统阀门的开度，来实现冷却水量的在线快速精准调节。
进一步地，氮气阀N1用于向膨胀罐内充氮气，保证系统与空气隔绝，同时配合V11可增加系统压力。
本方法中系统压力和系统水量均是通过高炉软水密闭循环冷却系统的供水主管上的流量计和压力表来测量，流量计和压力表可设置于主泵的出口端。
进一步地，在所述的步骤3)中，每次使系统水量增加的一定量为总水量的5％；即本方法以每次增加最大水量为总水量的5％(ΔQ1)为基准，待水量增加5％时，此时Q1＝Q原+ΔQ1，停止动作V1阀；记录此时的系统水量Q1及系统水压P1。
进一步地，膨胀罐-脱气罐控制系统包括膨胀罐和脱气罐，膨胀罐的一端通过阀门V8分别与脱气罐的一端和阀门V7连接，脱气罐的另一端与阀门V6连接；阀门V6调节总水量，阀门V7调节系统平衡稳定水压的作用，阀门V8作为主回水管和膨胀罐连通阀。
进一步地，膨胀罐上设有因差水位计。
进一步地，膨胀罐的上端设有溢流阀E2，膨胀罐的下端设有溢流阀E3；溢流阀E2和E3的出口与阀门V7和阀门V8之间的管道连接，溢流阀E3与膨胀罐之间连接有阀门V9，作为膨胀罐手动排污阀，溢流阀E2补水泵故障不能停机时打开，避免憋压。
进一步地，膨胀罐上端连接有止回阀V10；当系统大泄露时，避免空气进入系统。
进一步地，膨胀罐上端连接有压力调节阀V11。
进一步地，膨胀罐-脱气罐控制系统还包括氮气旁通阀V12和氮气减压阀V13，膨胀罐的上端与氮气阀N1的一端和氮气旁通阀V12的一端连接，氮气阀N1的另一端与氮气减压阀V13的一端连接，氮气减压阀V13的另一端与氮气旁通阀V12的另一端连接。
进一步地，高炉软水密闭循环冷却系统还包括阀门V3、节能装置、阀门V2和阀门V1，阀门V6与阀门V3的一端和中高压回水管路连接，阀门V3的另一端与节能装置的一端连接，节能装置的另一端与阀门V2的一端连接，阀门V2的另一端与阀门V1的一端、中高压进水管路和冷却壁回水主旁通连接，阀门V1的另一端与炉底冷却回水管路连接；可调节休风状态下中高压系统的水量，也可在关闭阀门V2和V3的状态下，更换节能装置的阀门T2及阀门V4和阀门V5之间的节流孔板。
进一步地，节能装置包括节能阀T2、调节阀V4、节流孔板和调节阀V5，节能阀T2的一端和阀门V5的一端与阀门V3连接，阀门V5的另一端与节流孔板的一端连接，节流孔板的另一端与阀门V4的一端连接，节能阀T2的另一端与阀门V4的另一端和阀门V2连接；T2阀为节能阀，高炉长时间休风的情况下，关闭该阀，可使系统其中一台主泵、中压泵和高压泵停机，减少炉缸热量损失，同时保证风口、二套及热风阀足够的冷却能力，从而降低电能消耗。
综上所述，高炉在不同的生产时期，高炉本体的热状态有很大的不同，对于冷却水量的需求不一样，本方法主要用于精确调节软水密闭循环系统的水量，同时保证水量调整后系统内各处压力平衡，防止系统内产生射流引起压力波动，进而引起管道振动甚至发生管道崩裂。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，循环冷却系统压力P原>P低，说明此时系统水量Q未达系统设计上限；P低为系统所需最小供水压力，P原为原系统供水压力；
高炉软水密闭循环冷却系统包括脱气罐-膨胀罐控制系统，
所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法包括以下步骤：
1）将膨胀罐的水位补充到高位，同时开膨胀罐的氮气阀N1；
2）全开脱气罐-膨胀罐控制系统前端的阀门V7；
3）缓慢增大脱气罐-膨胀罐控制系统后端的阀门V6的开度，同时观察系统水量变化，使系统水量会缓慢增加一定量，记录此时系统水量Q1，系统供水压力P会缓慢下降至P1；
4）缓慢减小阀门V7开度，同时观察系统水量及压力变化，在开始阶段系统压力及水量不会发生变化，随着阀门V7的开度逐步减小，系统供水压力会突然上升至P2，系统水量会突然同时减小至Q2，同时管道内噪音会明显减弱，此时停止动作阀门V7；
5）缓慢增大阀门V7开度，当系统压力回至P1时，停止动作阀门V7；记录此时系统水量为Q2，系统水压为P1；
6）若此时P1>P低时，重复步骤1）~5），直至P1=P低，供水量达到要求；
7）当供水量达到要求时，观察供水压力变化，若1h内供水压力波动范围小于0.005MPa时，系统达到平衡，代表增加水量成功。
2.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，在所述的步骤3）中，每次使系统水量增加的一定量为总水量的5%。
3.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐-脱气罐控制系统包括膨胀罐和脱气罐，膨胀罐的一端通过阀门V8分别与脱气罐的一端和阀门V7连接，脱气罐的另一端与阀门V6连接。
4.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐上设有因差水位计。
5.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐的上端设有溢流阀E2，膨胀罐的下端设有溢流阀E3。
6.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐上端连接有止回阀V10。
7.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐上端连接有压力调节阀V11。
8.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，膨胀罐-脱气罐控制系统还包括氮气旁通阀V12和氮气减压阀V13，膨胀罐的上端与氮气阀N1的一端和氮气旁通阀V12的一端连接，氮气阀N1的另一端与氮气减压阀V13的一端连接，氮气减压阀V13的另一端与氮气旁通阀V12的另一端连接。
9.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，高炉软水密闭循环冷却系统还包括阀门V3、节能装置、阀门V2和阀门V1，阀门V6与阀门V3的一端和中高压回水管路连接，阀门V3的另一端与节能装置的一端连接，节能装置的另一端与阀门V2的一端连接，阀门V2的另一端与阀门V1的一端、中高压进水管路和冷却壁回水主旁通连接，阀门V1的另一端与炉底冷却回水管路连接。
10.根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环冷却系统调节水量的方法，其特征在于，节能装置包括节能阀T2、调节阀V4、节流孔板和调节阀V5，节能阀T2的一端和调节阀V5的一端与阀门V3连接，调节阀V5的另一端与节流孔板的一端连接，节流孔板的另一端与调节阀V4的一端连接，节能阀T2的另一端与调节阀V4的另一端和阀门V2连接。
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大型高炉冷却水系统控制参数分析;刘栋梁;胡正刚;;武钢技术(第04期);全文 *

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