CN1940093A - 转炉复合循环汽化冷却装置 - Google Patents
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Abstract
一种转炉复合循环汽化冷却装置，包括低压强制循环部，高压强制循环部和自然循环部。本发明具有节能优点及安全可靠的优点，其可根据不同部分工作环境及结构特点而采用不同的循环方式。由活动烟罩与除氧器、低压循环泵相连接组成的低压强制循环部使冷却构件的柔性连接容易处理，升降方便，并延长活动烟罩的寿命，又可将回收的热量作为热力除氧器的热源。由炉口固定段和可移动段与汽包、高压循环泵相连接组成的高压强制循环部与全自然循环相比，可以减少上升管和下降管的数量，且避免发生热强度高引起的局部冷却不均的现象，提高设备的使用寿命。另外，中下段、中段、中上段及末段部分采用自然循环汽化冷却，从而节约电能。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢铁冶金学科和节能技术学科领域的冷却装置，特别是涉及一种转炉复合循环汽化冷却装置。
背景技术
现有技术的转炉汽化冷却装置通常采用全自然循环和全强制循环两种方式。
请参阅图1及图2所示，图1是现有技术的采用全自然循环的转炉汽化冷却装置的结构示意图，图2是现有技术的采用全强制循环的转炉汽化冷却装置的结构示意图。
采用全自然循环的汽化冷却装置包括：汽化冷却烟道、汽包2、上升管UPD及下降管DND。其中，汽化冷却烟道一般是依次由活动烟罩11、炉口固定段12、可移动段13、中下段14、中段15、中上段16、末段17组成，但上述的烟道的分段是根据工程不同而会具有不同的分段方式，且汽化冷却装置的分段方式并不局限于此，在此，仅以如述的结构构成进行说明。设置在上述汽化冷却烟道一端的活动烟罩11贴设在转炉的排烟口上，设置在另一端的末端与烟气除尘装置18连接。
上述汽包2的上侧分别设有与在末段17与中上段16相接一端的上侧连通设置的上升管UPD、与在中上段16与末段17相接一端的上侧连通设置的上升管UPD、与在中段15与中上段16相接一端的外侧连通设置的上升管UPD、与在中下段14与中段15相接一端的上侧连通设置的上升管UPD、与在可移动段13与中下段14相接一端的上侧连通设置的上升管UPD、与在炉口固定段12与可移动段13相接一端的外侧连通设置的上升管UPD、以及与在活动烟罩11的外侧上部连通设置的上升管UPD；另外，上述汽包2的下侧分别设置有与末段17的底端相连通设置的下降管DND、与在中上段16与中段15相接一端的内侧连通设置的下降管DND、与在中段15与中下段14相接一端的下侧连通设置的下降管DND、与在中下段14与可移动段13相接一端的下侧连通设置的下降管DND、与在可移动段13与炉口固定段12相接一端的内侧连通设置的下降管DND、与在炉口固定段12与活动烟罩11相接一端的内侧连通设置的下降管DND、以及与在活动烟罩11的内侧上部连通设置的上升管UPD。还有，在上述汽包2的上侧还设有多条蒸汽管。
在上述采用全自然循环的汽化冷却装置中，转炉冶炼产生的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至1000℃以下，然后，进入后部的烟气除尘装置18。
向上述汽包2内输入的经过除盐的水首先通过除氧器3进行除氧，然后由锅炉给水泵4将上述除氧除盐的水通过锅炉给水管42输入至上述汽包2中，该汽包2内的水由下降管DND进入汽化冷却烟道，水吸收烟气的热量后部分蒸发变成汽水混合物，由于汽水混合物的重度比水的重度小，汽水混合物从上升管UPD自然上升返回汽包2，在汽包2内将蒸汽与水分离，蒸汽通过蒸汽管送往钢厂或其他地方供生产或生活使用，汽包2内分离出的水则由下降管DND进入汽化冷却烟道继续循环。
全自然循环汽化冷却装置不需要强制循环水泵且节约电能，但由于汽化冷却烟道的活动烟罩11、炉口固定段12、可移动段13等部分结构复杂且工作环境恶劣，易出现水循环不顺，在6～10个月就会因局部冷却不均匀而出现爆管。
采用全强制循环的汽化冷却装置包括：汽化冷却烟道、汽包2、上升管UPD、下降管DND、强制循环泵。其中，汽化冷却烟道的组成与上述全自然循环的汽化冷却装置的相同，且烟道的分段是根据工程不同而会具有不同的分段方式，另外，强制循环泵根据工作压力不同可分为低压循环泵5和高压循环泵6。
与全自然循环汽化冷却装置不同的是，采用全强制循环的汽化冷却装置加设高压循环泵6及低压循环泵5从而也改变了上升管UPD及下降管DND的设置，并通过强制循环泵提供动力实现水循环，即，全强制循环的汽化冷却装置不是利用水与汽水混合物的重度差，因此水循环分配均匀，不会出现局部冷却不均匀的过烧现象。采用全强制循环后，汽化冷却烟道的活动烟罩11、炉口固定段12、可移动段13等结构复杂、工作环境恶劣的部分，出现爆管的时间由6～10个月延长至12～20个月，可以延长一倍，但上述采用全强制循环的汽化冷却装置耗电量非常大，且需要较高的投资。
由此可见，上述现有的汽化冷却装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决汽化冷却装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的汽化冷却装置，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的汽化冷却装置存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的转炉复合循环汽化冷却装置，能够改进一般现有的汽化冷却装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的汽化冷却装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的转炉复合循环汽化冷却装置，所要解决的技术问题是使其采用将全强制循环与全自然循环相结合的循环方式，改善了水循环，且大幅度提高转炉汽化冷却烟道的寿命，并最大限度减少电能消耗，节约了能源，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种转炉复合循环汽化冷却装置，其包括：低压强制循环部，其包括：活动烟罩，其紧密贴设在转炉口上；除氧器，通过设置于其上侧的上升管与上述活动烟罩内侧的上部连通设置，且在除氧器下侧设有将除氧器内进行除氧处理后的水输出至上述活动烟罩的下降管；及低压循环泵，设置于使上述除氧器下侧与上述活动烟罩外侧上部相连通的下降管中，并使除氧器中输出的水向活动烟罩内泵入；高压强制循环部，其包括：炉口固定段，其一侧与上述活动烟罩相连通设置；可移动段，其一侧与上述炉口固定段的另一侧连通设置；汽包，其上侧设有与上述炉口固定段及可移动段的外侧上部分别连通设置的上升管，其下侧设有与上述炉口固定段及可移动段的内侧下部连通的下降管，且该汽包上侧设有多数条将汽包中分离出的蒸汽输出的蒸汽管；锅炉给水泵，设置于使上述除氧器下侧与上述汽包下侧相连通的锅炉给水管中，使上述除氧器内进行除氧处理后的水向上述汽包内泵入；及高压循环泵，设置于使上述汽包下侧与上述炉口固定段及可移动段内侧下部连通设置的下降管中，并使汽包中分离出的水向上述炉口固定段及可移动段内泵入；以及自然循环部，其包括依次连接于上述可移动段另一侧的的中下段、中段、中上段、及末段，且在上述的中下段、中段、中上段、及末段的外侧上部分别设有与上述汽包的上侧连通设置的上升管，在上述的中下段、中段、中上段、及末段的内侧下部分别设有与上述汽包的下侧连通设置的下降管。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施来进一步实现。
前述的转炉复合循环汽化冷却装置，其中所述的炉口固定段和所述的可移动段包括氧枪口、副枪口、及下料口。
借由上述技术方案，本发明转炉复合循环汽化冷却装置至少具有下列优点：
本发明转炉复合循环汽化冷却装置即具有全自然循环方式的节能优点，又具有全强制循环方式安全可靠的优点，其可根据不同部分工作环境及结构特点而采用不同的循环方式，其中将活动烟罩与除氧器、低压循环泵相连接组成低压强制循环部，这样冷却构件的柔性连接容易处理，升降方便，可以延长活动烟罩的寿命，同时，既达到冷却的目的，又可将回收的这部分热量作为热力除氧器热源的一部分。由于炉口固定段和可移动段所处的环境较差，结构复杂，为保证其安全可靠，并延长其寿命，将炉口固定段和可移动段与汽包、高压循环泵相连接组成高压强制循环部。与全自然循环相比，可以减少该部分的上升管和下降管的数量，易于实现可移动段的开出，可以避免热强度较高引起的局部冷却不均现象的发生，从而提高设备的使用寿命。另外，中下段、中段、中上段及末段由于工作环境相对较好，烟道结构也简单，具备在该部分采用全自然循环汽化冷却的条件，从而达到节约电能的目的。
另外，现有技术的全自然循环汽化冷却装置中活动烟罩、炉口固定段及可移动段的通常在6～10个月就会因局部冷却不好出现爆管；本发明复合循环汽化冷却装置中活动烟罩、炉口固定段及可移动段一般是在12～20个月才会出现爆管，使用寿命延长了一倍。另外，本发明复合循环汽化冷却装置中循环水泵功率较现有技术的全强制循环汽化冷却装置所用的小，且其电能消耗减少了40％。同时，本发明复合循环汽化冷却装置投资较现有技术全强制循环汽化冷却装置少，系统可靠性比现有技术的全自然循环汽化冷却装置高，且本发明复合循环汽化冷却装置管路系统也较为简单。
综上所述，本发明特殊结构的转炉复合循环汽化冷却装置，采用将全强制循环与全自然循环相结合的循环方式，改善了水循环，且大幅度提高转炉汽化冷却烟道的寿命，并最大限度减少电能消耗，节约了能源。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在装置结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的汽化冷却装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是现有技术的采用全自然循环的汽化冷却装置的结构示意图。
图2是现有技术的采用全强制循环的汽化冷却装置的结构示意图。
图3是本发明转炉复合循环汽化冷却装置的结构示意图。
11：活动烟罩 12：炉口固定段
13：可移动段 14：中下段
15：中段 16：中上段
17：末段 18：烟气除尘装置
2：汽包 22：蒸汽管
3：除氧器 32：软化水输入部
4：锅炉给水泵 42：锅炉给水管
5：低压循环泵 6：高压循环泵
UPD：上升管 DND：下降管
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的转炉复合循环汽化冷却装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图3所示，图3是本发明转炉复合循环汽化冷却装置的结构示意图。
本发明转炉复合循环汽化冷却装置包括：低压强制循环部；高压强制循环部；以及自然循环部。
低压强制循环部，其包括：活动烟罩11，其紧密贴设在转炉口上，可耐高温及热强度大的烟气，且在冶炼过程中可依需要经常升降；除氧器3，通过上侧设置的上升管UPD与上述活动烟罩11的内侧上部连接，使该活动烟罩11内的汽水混合物经过上升管UPD进入除氧器3，另外，通过设置在除氧器3上部的软化水输入部32输入经过除盐处理的软化水，上述汽水混合物及输入的经过除盐的软化水在除氧器3内进行除氧，分别通过下侧设置的下降管DND及锅炉给水管42将除氧的水输出；以及低压循环泵5，设置在使除氧器3与活动烟罩11外侧上部相连通的下降管DND上，并将除氧器3输出的水泵入活动烟罩11中。
高压强制循环部，包括：炉口固定段12，其一侧与上述活动烟罩11相连通设置；可移动段13，其一侧与上述炉口固定段12的另一侧连通设置；汽包2，其上侧设有与上述炉口固定段12及可移动段13的外侧上部分别连通设置的上升管UPD，其下侧设有与上述炉口固定段12及可移动段13的内侧下部连通的下降管DND，通过该上升管UPD将上述炉口固定段12及可移动段13中的汽水混合物导入汽包2中，并且在汽包2内将蒸汽与水分离，通过该下降管DND将汽包2中分离出的水导入上述炉口固定段12及可移动段13中，另外，汽包2上侧设有多条蒸汽管，通过该蒸汽管将汽包2中分离出的蒸汽输出；锅炉给水泵4，设置于使上述除氧器3下侧与上述汽包2下侧相连通的锅炉给水管42中，使上述除氧器3内进行除氧处理后的水向上述汽包2内泵入；高压循环泵6，设置在上述汽包2与上述炉口固定段12及可移动段13的内侧下部连通设置的下降管DND中，将汽包2中分离出的水泵入上述炉口固定段12及可移动段13中。其中，炉口固定段12和可移动段13中包括氧枪口、副枪口、及下料口。
自然循环部，其包括有依次连接于上述可移动段13另一侧的的中下段14，中段15，中上段16及末段17。上述中下段14、中段15、中上段16及末段17的外侧上部是分别通过上述上升管UPD与上述汽包2的上侧连通设置的，其内侧下部是分别通过上述下降管DND与上述汽包2的下侧连通设置的。其中，通过该上升管UPD将中下段14、中段15、中上段16、及末段17中的汽水混合物分别导入汽包2中，通过该下降管DND将汽包2中分离出的水分别导入中下段14、中段15、中上段16、及末段17中。
本发明转炉复合循环汽化冷却装置即具有全自然循环方式的节能优点，又具有全强制循环方式安全可靠的优点，其可根据不同部分工作环境及结构特点而采用不同的循环方式，其中将活动烟罩11与除氧器3、低压循环泵5相连接组成低压强制循环部，这样冷却构件的柔性连接容易处理，升降方便，可以延长活动烟罩11的寿命，同时，既达到冷却的目的，又可将回收的这部分热量作为热力除氧器3热源的一部分。由于炉口固定段12和可移动段13所处的环境较差，结构复杂，为保证其安全可靠，并延长其寿命，将炉口固定段12和可移动段13与汽包2、高压循环泵6、上升管UPD、下降管DND相连接组成高压强制循环部。与全自然循环相比，可以减少该部分的上升管UPD和下降管DND的数量，易于实现可移动段13的开出。可以避免由于热强度较高引起的局部冷却不均现象的发生，从而提高设备的使用寿命。另外，中下段14、中段15、中上段16及末段17由于工作环境相对较好，烟道结构也简单，具备在该部分采用全自然循环汽化冷却的条件，从而达到节约电能的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1、一种转炉复合循环汽化冷却装置，其特征在于其包括：
低压强制循环部，其包括：
活动烟罩，其紧密贴设在转炉口上；
除氧器，通过设置于其上侧的上升管与上述活动烟罩内侧的上部连通设置，且在除氧器下侧设有将除氧器内进行除氧处理后的水输出至上述活动烟罩的下降管；及
低压循环泵，设置于使上述除氧器下侧与上述活动烟罩外侧上部相连通的下降管中，并使除氧器中输出的水向活动烟罩内泵入；
高压强制循环部，其包括：
炉口固定段，其一侧与上述活动烟罩相连通设置；
可移动段，其一侧与上述炉口固定段的另一侧连通设置；
汽包，其上侧设有与上述炉口固定段及可移动段的外侧上部分别连通设置的上升管，其下侧设有与上述炉口固定段及可移动段的内侧下部连通的下降管，且该汽包上侧设有多数条将汽包中分离出的蒸汽输出的蒸汽管；
锅炉给水泵，设置于使上述除氧器下侧与上述汽包下侧相连通的锅炉给水管中，使上述除氧器内进行除氧处理后的水向上述汽包内泵入；及
高压循环泵，设置于使上述汽包下侧与上述炉口固定段及可移动段内侧下部连通设置的下降管中，并使汽包中分离出的水向上述炉口固定段及可移动段内泵入；以及
自然循环部，其包括依次连接于上述可移动段另一侧的的中下段、中段、中上段、及末段，且在上述的中下段、中段、中上段、及末段的外侧上部分别设有与上述汽包的上侧连通设置的上升管，在上述的中下段、中段、中上段、及末段的内侧下部分别设有与上述汽包的下侧连通设置的下降管。
2、根据权利要求1所述的转炉复合循环汽化冷却装置，其特征在于其中所述的炉口固定段和所述的可移动段包括氧枪口、副枪口、及下料口。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |