CN201305622Y - 热浸镀锌工艺余热高效利用的节能装置 - Google Patents

Abstract

一种热浸镀锌工艺余热高效利用的节能装置。该装置利用工艺冷却槽的热水，经过合适的水处理技术，作为热载体进入利用镀锌炉烟气余热加热的换热器；控制系统主导的优先分配机构，按各种工况时段下，二次加热后热载体所具备的实时热能品位，合理分配至工艺所需要的各用热负荷。该装置把各时段的工艺余热高效率用于生产所需。

Description

热浸镀锌工艺余热高效利用的节能装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种热浸镀锌工艺余热利用装置，尤其是钢结构件作批量热浸镀锌的高效节能装置。

背景技术

目前，公路护栏、灯柱、通信塔、电塔等钢结构件，均采用批量热浸镀锌方法；由于生产的非连续性，加工产品的特质，气温差异等不确定因素，工艺加热槽的供热系统采用分区域独立供热，各热源留有较多的备用热量。工艺加热槽内距离镀锌炉最远的碱洗脱脂槽、水洗槽采用一台专用蒸汽锅炉供热；距离镀锌炉最近的溶剂助渡槽，利用镀锌炉地底烟道绕道流经不锈钢制成的助渡槽底，以镀锌烟气余热供热；调节过量的烟气经旁通道烟道直接排走，以维持助镀液的温度在60℃-80℃。工艺冷却槽采用液面吹风或定期加入冷水法降温。各自独立的热量管理方式，除了引致工作环境变劣，对水资源、能源的有效利用造成浪费，而且需要使用昂贵的不锈钢制造溶剂助渡槽。

发明内容

为了改善现有热镀锌工艺余热利用装置工作环境差、余热利用率低、耗用不锈钢材多的不足，本实用新型提供一种热镀锌工艺余热利用装置，该装置不仅消除上述不足，而且综合利用低品位的热能资源，在节能方面达到更高效益。

本实用新型的技术方案可以用以下技术措施来实现，一种热浸镀锌工艺余热高效利用的节能装置，包括：工艺冷却槽、热源、工艺加热槽、控制系统；其特征是；工艺加热槽至少有一个额外空间，该空间由槽壁往外扩张形成，空间内安装一个通热水的并联管加热器，并且与工艺加热槽构成容积式换热器；工艺冷却槽的水经水处理装置，与网路循环水泵、二次热源、加热器构成供热环路；控制系统根据传感器的温度数据，维持二次热源流出水温在给定值。

本实用新型作如下改进，可利用未经改造的工艺冷却槽来实现余热高效利用；其中，水处理装置在工艺冷却槽的一端，经一段连通管连通至一个容器，容器内装有过滤网，槽内的水经投药、沉淀、过滤后进入供热环路。

本实用新型作进一步改进，可用于电力加热镀锌生产线的余热利用；其特征是：二次热源是一段管道，沿水流方向装设浸沉式电热管。

工艺冷却槽内的热水，经过合适的水处理技术，作为热载体经网路循环水泵，进入可提升其温度的二次热源后，经供热管道至安装于工艺加热槽内的并联管加热器，在加热槽内释放热能后，经回水管道回到冷却槽，组成热水供热环路。带外接给定值配置的控制仪，输入端接换热器水温传感器，输出端与循环水泵变频器的外接频率设定4-20mA端连接，构成温度反馈控制系统；该系统自动调节流水量，以维持水温在给定值范围。二次热源是一个安装于浸锌炉烟道出口与烟卤之间的烟气/水换热器；在烟气到达换热器之前的位置设有烟气温度传感器，传感器提前反映稍后时间换热器将会产生的热量。烟气温度传感器经温度变送器变换为电流信号，进入可编程控制器的模拟量输入模块，根据在设定时间内采集的烟气平均温度，内部电路把镀锌线生产周期划分为四种工况时段；第一时段是休息、停工待料时段，此时锌炉盖上保温罩，平均烟温440℃以下，烟气量为标称值15％以下；第二时段是小休、交接班、来料不足时段，平均烟温441℃----460℃，烟气量为16％----30％；第三时段是小型加工件连续生产时段，平均烟温461℃----490℃，烟气量31％----80％；第四时段是大型加工件连续生产时段，平均烟温491℃以上，烟气量81％以上。在各个时段调整控制仪的外接给定值，使供热环路在给定温度范围内有适当的流水量；在第一时段，主要由冷却槽热水供热，控制仪的给定值设置为冷却水温减5℃，第二时段设置为冷却槽水温加15℃，第三时段设置为冷却槽水温加30℃，第四时段设置为90℃。设置工作由冷却槽水温传感器采集数据，经温度变送器传至可编程控制器的模拟量输入模块与上述各时段预存数据运算的结果，再由模拟量输出模块转换为与温度相对应的4-20mA信号，信号进入控制仪的外接给定端子后自动完成。供热管道及各用热负荷内部都装有水温传感器，并经各自的温度变送器连接可编程控制器的模拟量输入模块。各用热负荷对应的加热器，经各自的电动闸阀接驳至供热环路；其供热所需的最小温度差，最高温度限制，及其按温度稳定对工艺流程重要性的优先次序排列，编程时写入可编程控制器内部，这些数据与外部装置组成优先分配机构。当供热所需最小温差为6℃时，可编程控制器定时采集供热管道水温与各用热负荷当前温度作减法运算，差值不小于6℃及当前温度不超过其最高温度限制，并且优先次序排在首位用热负荷相对应的电动闸阀被开启。流量分配过程是利用变频器的脉冲频率列输出信号，传送到可编程控制器输入接口，计算水泵工作频率间接求得流量，按实时流量开启当前最优先供热的一或二个阀门。定时更新的数据，使各时段的工艺余热得到充分利用。

本实用新型的有益效果是，在不影响生产工艺、品质的同时，改善了工作环境，节省水资源、能源；溶剂助渡槽以钢筋混凝土结构取代不锈钢结构，省去一台蒸汽锅炉及其附属设备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型第一个实施例的共网供热系统图。

图2是本实用新型第一个实施例控制系统构成原理图。

图3是本实用新型第二个实施例共网供热系统图。

图4是本实用新型第二个实施例的控制系统构成原理图。

图5是本实用新型第一和第二个实施例内工艺加热槽局部结构图。

图6是图5的A-A剖视图。

图中1、除污口和投药处，2、过滤器，3、连通管，4、容器，5、冷却槽，6、镀锌炉，7-1溶剂助渡槽，7-2碱洗脱脂槽，7-3水洗槽，8-1至8-3加热器，9、蓄热水池，10、闸阀，11、循环水泵，12-1冷却槽水温传感器，12-2供热管道水温传感器，12-3二次热源水温传感器，13换热器，14-1至14-4电动闸阀，15、安全阀，16、压力表，17、管道，18、电热管，19、底部凸缘，20、额外空间，21、两侧凸缘。

具体实施方式

在图1所示实施例中，工艺冷却槽(5)的回水管入口处往外扩张，增加的空间设置除污口和投药处(1)；定期向水中投加磷系水质稳定剂、分散剂，使供热环路减缓腐蚀，阻止结垢，防止微生物生长。因工件冷却而带入的灰沙、泥尘杂质被分散成微粒，悬浮于水中流动，经过除垢口和投药处(1)时流速减慢，悬浮物被栏网阻隔并定期清除。过滤器(2)在工艺冷却槽(5)另一个增加的空间，顺水流方向由三块间距300mm，孔径由3mm递减至60目的不锈钢网板构成，顶部加盖，防止跌入冷却槽的锌灰、什物带入供热环路。供热环路的用热负荷有四个，按优先次序排列分别是：溶剂助渡槽(7-1)，碱洗脱脂槽(7-2)，水洗槽(7-3)，蓄热水池(9)；其对应的工艺介质最高加热温度限制分别是75℃，80℃，70℃，60℃。工艺加热槽的补水由蓄热水池(9)供给，当蓄热水池(9)水温达60℃，报警装置通知员工把该水池热水抽住生活区后另注入新水。供热环路热水网路的水力计算是以变频器输出36-50HZ时，同时供水至两个用热负荷；热水网路设置最小循环量限制，其对应的变频器输出18HZ，此时水泵扬程大于最远用热负荷所需的扬程。热水网路和工艺冷却槽、各用热负荷外面均敷设内层聚氨酯，外壳玻璃钢的保温材料，使其外面温度不超过30℃。溶剂助渡槽内壁敷设四层以上玻璃钢，并且与其外面保温层、路面防腐层连为一体，防止工艺介质渗入保温材料。

在图2所示实施例中，温度控制仪采用日本神港公司FC系列模糊自动调较PID控制仪，设置在冷却模式工作；传感器直接连接输入端，并设置传感器类别和设定工作范围0-200℃，其温度与外接给定值4-20mA相对应，使控制仪显示温度数值。变频器选用水泵类负荷专用变频器，其频率输出上限设定为50HZ，下限设定为18HZ；使用软起动功能，并根据需要延长其升速时间和降速时间，以避免管道水压冲击和水锤效应。

在图3的另一个实施例中，除污口和投药处(1)设在工艺冷却槽(5)之内；水处理装置在工艺冷却槽(5)的一段，经一段连通管(3)连通至一个容器(4)，容器(4)内装有过滤网。工艺冷却槽(5)的水经水处理装置，与网路循环水泵、二次热源、加热器构成供热环路；二次热源是一段管道(17)沿水流方向装设浸沉式电热管(18)。

在图4的实施例中，温度控制仪设为冷却模式输出，给定值设定为85℃；控制系统根据二次热源水温传感器反馈的温度数据，调节供热环路的流水量，维持二次热源流出水温在给定值。碱洗脱脂槽内装有水温传感器，并且与冷却槽水温传感器分别连接至加热槽温控器和冷却槽温控器，当冷却槽水温下降至预设40℃以下，或碱洗脱脂槽水温上升至预设80℃以上。中间断电器动作，使供热环路暂停工作，以节省能源。

在图5中，工艺加热槽长型开口两端，各自有一个额外的空间(20)，该空间有槽壁往外扩张形成。空间内安装一个通热水的并联管加热器，并且与工艺加热槽构成容积式换热器。

在图6中，额外空间(20)的底部倾斜，避免工艺介质的溶解物淤塞。额外空间的底部凸缘(19)、两侧凸缘(21)，用于固定不锈钢制成的防护栏及工件承重支架。

Claims (3)

1.一种热浸镀锌工艺余热高效利用的节能装置，包括：工艺冷却槽、热源、工艺加热槽、控制系统，其特征是：工艺加热槽至少有一个额外的空间(20)，该空间由槽壁往外扩张形成，空间内安装一个通热水的并联管加热器，并且与工艺加热槽构成容积式换热器；工艺冷却槽的水经水处理装置，与网路循环水泵、二次热源、加热器构成供热环路；控制系统根据传感器的温度数据，维持二次热源流出水温在给定值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：水处理装置在工艺冷却槽(5)的一端，经一段连通管(3)连通至一个容器(4)，容器(4)内装有过滤网。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：二次热源是一段管道(17)，沿水流方向装设浸沉式电热管(18)。

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