CN201637283U - 加热炉被冷却件的余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加热炉被冷却件的余热回收系统，该系统包括：至少一个用热装置，在所述用热装置中储存有冷却水，在所述用热装置上开设有出水口和回水口；冷却构件，所述冷却构件与所述被冷却件相接触，在所述冷却构件上设有输入口和输出口；出水管路连接于所述出水口与所述输入口之间；回水管路连接于所述回水口与所述输出口之间；循环泵组设置在所述出水管路上，用于所述的冷却水加压。本实用新型具有能够回收加热炉被冷却件的热量，实现加热炉节能降耗，降低设备成本、节约用水的优点。

Description

加热炉被冷却件的余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及一种余热回收系统，尤其涉及一种加热炉被冷却件的余热回收系统，依靠用热装置中的储存水作为冷源，吸收加热炉被冷却件的热量，并且为用热装置提供较高温度的水，减少了加热用热装置的耗能，达到余热回收和利用的目的。

背景技术

众所周知，在冶金行业中使用加热炉轧钢时，钢坯在加热炉内的温度高达1250℃～1300℃，同时加热炉的炉门、炉顶过梁、装钢杆及出料杆等部件也具有很高的温度，为保证设备的正常运行，需要对上述部件进行冷却，上述这些需要冷却的部件也被称作被冷却件。

目前，通常利用净循环水与上述被冷却件进行热交换的方式来降低上述被冷却件的温度。图1为现有的加热炉冷却系统的结构示意图。如图1所示，该冷却系统包括冷却塔101、出水管路102和回水管路103，以及与被冷却件100相接触的冷却水管104。其中，出水管路102与冷却塔101底部的水池106相连接，回水管路103与冷却塔101上部的喷头105相连接。这样，冷却塔101、出水管路102、冷却水管104、回水管路103形成一循环回路。其具体工作过程如下：

经冷却塔101冷却后的冷却水储存于所述冷却塔底部的水池106中，冷却水通过出水管路102将冷却水输送到并联设置的各个冷却水管104，将冷却水通入各个被冷却件100(出钢杆1001、装钢杆1002、炉门过梁1003、炉内压下过梁1004、出料炉门1005和装料炉门1006等)，对各被冷却件100进行冷却。而后，吸收了被冷却件热量的冷却水经回水管路103输送至冷却塔101上部的喷头105进行喷洒。在喷洒过程中，冷却水与冷却塔101中的冷空气进行热质交换，冷空气吸收热量并凝结水分形成湿蒸气，被放散到大气中；而冷却水被冷却后落入冷却塔101底部的水池106中，再由水泵107加压循环使用。

上述结构虽然能够使被冷却件冷却，但存在有如下不足之处：

1、由于冷却水的热量在冷却塔中被冷空气吸收后，直接排放到大气中，热量没有得到回收利用，造成热能资源的严重浪费。

2、由于冷却塔中的冷空气与冷却水的一部分结合形成湿蒸汽而被排放到大气中，造成冷却水损失量较大，因此需要不断向冷却系统补充大量的水，以保证冷却水的使用量，导致水资源的浪费。

3、为满足冷却水的使用量，设置在冷却塔底部的水池容积也要较大，造成设备投资大，提高了系统的成本。

而现有的用热装置需要进行加热，以保证设备的正常运行。例如现有的除氧器是利用蒸汽进行加热，因此需要大量的高温蒸汽，而生成高温蒸汽又需要耗费大量的能源，不利用节能降耗。

为此，如何既能回收和利用加热炉被冷却件的热量，实现加热炉的节能降耗，又能降低设备成本、减少用水量，已成为本领域技术人员急于解决的一型重要技术问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种加热炉被冷却件的余热回收系统，该系统通过用热装置中的储存水作为加热炉的冷却水与加热炉的被冷却件进行热交换，从而对被冷却件进行冷却，且吸热后的冷却水通入用热装置，以减少用热装置所用的蒸汽量，实现加热炉被冷却件余热的回收利用，且能降低设备成本、减少用水量和能源消耗量。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种加热炉被冷却件的余热回收系统，所述系统包括：至少一个用热装置，在所述用热装置中储存有冷却水，在所述用热装置上开设有出水口和回水口；冷却构件，所述冷却构件与所述多个被冷却件相接触，在所述冷却构件上设有输入口和输出口；出水管路，所述的出水管路连接于所述出水口与所述输入口之间；回水管路，所述的回水管路连接于所述回水口与所述输出口之间；循环泵组，所述的循环泵组设置在所述出水管路上。

在本实用新型中，所述的用热装置包括除氧器和软水箱，所述的出水口包括分别设置在所述除氧器和软水箱的下部的第一出水口和第二出水口，所述的回水口包括分别设置在所述除氧器和软水箱的上部的第一回水口和第二回水口；所述出水管路一端分别与所述的第一出水口和第二出水口相连接，其另一端与所述的冷却构件的输入口相连接，所述回水管路一端分别与所述的第一回水口和第二回水口相连接，其另一端与所述的冷却构件的输出口相连接。

在本实用新型中，在所述第二回水口前端的回水管路上设有溢流阀。

在本实用新型中，所述的用热装置为除氧器，所述的出水口为设在所述除氧器底部的第一出水口，所述的回水口为设在所述除氧器上部的第一回水口，所述出水管路连接于所述第一出水口与所述冷却构件的输入口之间；所述回水管路连接于所述第一回水口与所述冷却构件的输出口之间。

在本实用新型中，所述的用热装置为软水箱，所述的出水口为设在所述软水箱底部的第二出水口，所述的回水口为设在所述软水箱顶部的第二回水口，所述出水管路连接于所述的第二出水口与所述冷却构件的输入口之间；所述回水管路连接于所述第二回水口与所述冷却构件的输出口之间。

在本实用新型中，所述的冷却构件包括并联设置的若干个冷却部件，所述的冷却部件分别通入所述的各个的被冷却件中。

在本实用新型中，所述的冷却部件为管束、蛇形管、螺旋形管或开设在被冷却件上的通槽或贯通被冷却件的空腔。

在本实用新型中，所述的各个冷却部件围绕于其所对应的所述被冷却件设置。

在本实用新型中，在所述的各个冷却部件上设置有流量测量装置及流量调节阀。

在本实用新型中，所述的循环泵组包括并联设置的两台电动循环泵，进一步还包括一台柴油循环泵，所述的柴油循环泵与所述两台电动循环泵并联设置。

与现有结构相较之下，本实用新型具有以下的特点和优点：

1、本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统及其方法，利用用热装置中的储存水作为加热炉的冷却水，冷却水通过冷却构件与加热炉的被冷却件进行热交换，从而对被冷却件进行冷却，并且可向用热装置提供热水，减少了用于加热水的蒸汽用量，实现了对加热炉被冷却件余热的回收和利用；节省了水资源和蒸汽能源。

2、由于本实用新型利用传统的除氧器和软水箱作为用热装置，并利用除氧器和软水箱中的储存水作为加热炉的冷却水，冷却水经出水管路通入冷却构件，与被冷却件进行热交换，使得被冷却件冷却，而冷却水吸热后升温，具有较高温度的冷却水再从冷却构件中流出，由回水管路通入用热装置，以向用热装置提供热水。在上述余热回收过程中，只需利用传统的除氧器和软水箱即可实现加热炉被冷却件的余热回收和利用，与现有技术中利用冷却塔将吸热后的冷却水中的热量排放到大气中相比，本实用新型不必使用冷却塔，节约了设备成本，节省了设备的占地面积，同时也避免了冷却水的大量散失，节约了水资源。

3、并且，本实用新型的冷却构件由若干个冷却部件组成，各个冷却部件分别通入各个被冷却件，使得冷却水分流至各冷却部件后，能够充分地与各个被冷却件进行热交换，换热效率高，提高了加热炉被冷却件的余热回收率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1为现有的加热炉冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统实施例一的结构示意图；

图3为本实用新型的冷却构件的结构示意图；

图4为本实用新型的循环泵组的结构示意图；

图5为本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统实施例二的结构示意图；

图6为本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统实施例三的结构示意图；

附图标记说明：

现有技术：

100-被冷却件；1001-出钢杆；1002-装钢杆；1003-炉门过梁；1004-炉内压下过梁；1005-出料炉门；1006-装料炉门；101-冷却塔；102-出水管路；103-回水管路；104-冷却水管；105-喷头；106-水池；107-水泵。

本实用新型：

1-除氧器；11-第一出水口；12-第一回水口；2-软水箱；21-第二出水口；22-第二回水口；3-冷却构件；31-输入口；32-输出口；33-冷却管路；34-流量测量装置；35-流量调节阀；4-出水管路；5-回水管路；6-循环泵组；61-电动循环泵；62-柴油循环泵；7-被冷却件；71-出钢杆；72-装钢杆；73-过梁；74-出料炉门；75-装料炉门。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。本实用新型的技术方案是以现有的加热炉被冷却件的冷却系统为基础，利用用热装置(如除氧器、软水箱等)中的储存水作为冷却水，其中除氧器中的冷却水可以由软水箱或其他给水装置提供，通过用热装置、出水管路、回水管路与冷却构件组成循环回路，并在出水管路上设置循环泵组，使得所述的冷却水在所述循环回路中流动。当冷却水流经冷却构件时，利用热交换原理，使冷却水与加热炉被冷却件进行热交换。既可对被冷却件进行冷却，又可将被加热的冷却水输送至用热装置，对其进行加热，实现了加热炉被冷却件余热的回收利用。本实用新型的实施例中用热装置采用了除氧器和/或软水箱，但本实用新型的技术方案并不仅限于除氧器和软水箱，本领域的技术人员应可较容易的联想到本实用新型的技术方案也可稍加变换而利用加热炉中其它用热装置进行余热回收。

实施例一

图2为本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统实施例一的结构示意图。如图2所示，本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统，包括：由除氧器1及软水箱2与出水管路4、冷却构件3、回水管路5和循环泵组6组成的循环回路。其中，在除氧器1和软水箱2中分别具有储存水。在本实施例中，该储存水可作为加热炉的冷却水；冷却水经冷却构件3通入被冷却件7内，并与加热炉的被冷却件7相接触，通过冷却构件3中流过的冷却水与被冷却件7进行热交换。除氧器1及软水箱2通过出水管路4与回水管路5与冷却构件3相连接。

如图2所示，上述循环回路的具体结构为：在除氧器1和软水箱2上均分别开设有出水口和回水口，即在除氧器1的下部开设有与除氧器1中的冷却水相连通的第一出水口11，在除氧器1的上部开设有第一回水口12，用于将吸热后的冷却水引入除氧器1中；在软水箱2的下部开设有与软水箱2中的冷却水相连通的第二出水口21，在软水箱2的上部开设第二回水口22，用于将吸热后的冷却水引入软水箱2中。

请一并参见图3，图3为本实用新型的冷却构件的结构示意图。冷却构件3上开设有输入口31和输出口32，冷却构件3由若干个并联设置的冷却部件33组成，每一个冷却部件33对应一个输入口31和一个输出口32，使得冷却水能够分别流入和流出各个冷却部件33。各个冷却部件33分别通入对应的各个被冷却件7中，并与相对应的各个被冷却件7接触。其中，在本实施例中被冷却件7为出钢杆71、装钢杆72、过梁73、出料炉门74和装料炉门75，但被冷却件7不仅限于上述部件，也可以是加热炉的需要被冷却的其他部件或部分。

请再参见图2，在冷却构件3的输入口31通过出水管路4分别与除氧器1的第一出水口11和软水箱2的第二出水口21相连接，使得冷却水能够分别从除氧器1与软水箱2中进入出水管路4，再经出水管路4进入冷却构件3的各个冷却部件33，进而通入加热炉中，对各个被冷却件7进行冷却。相应地，冷却构件3的输出口32通过回水管路5分别与除氧器1的第一回水口12和软水箱2的第二回水口22相连接，使得吸热后的冷却水能够流至除氧器1和软水箱2中，对其进行加热。

进一步的，冷却部件33围绕于其对应的被冷却件7设置，冷却部件33为管束、蛇形管、螺旋形管或开设在被冷却件上的通槽或贯通于被冷却件的空腔等。但冷却部件的形状也不限于此，可以根据被冷却件的形状和位置进行适宜的变化，只要冷却部件中能够通入冷却水，以对被冷却件进行冷却。

另外，在各个冷却部件33上还设置有流量测量装置34及流量调节阀35。根据本系统中被冷却件与冷却水之间预设的热交换量，计算出冷却水的流量，通过调整流量调节阀35的开启度，使流量测量装置34的测量流量等于计算流量。这样可精确的控制被冷却件所需要的冷却水量，使得被冷却件得到有效的冷却。

并且，在出水管路4上设置有循环泵组6，用于对冷却水加压，以保证冷却水在该循环回路中的流动速度。

进一步的，请参见图4，为本实用新型实施例一的循环泵组的结构示意图。如图所示，循环泵组6包括两台并联设置的电动循环泵61，在正常工作时，启动电动循环泵61中的一台或两台工作，为冷却水提供足够的压力，以保证冷却水在循环回路中的流动速度。循环泵组6还包括一台柴油循环泵62，该柴油循环泵62作为备用循环泵与两台电动循环泵61并联设置。当遇到停电或电动循环泵61发生事故时，启动作为备用循环泵的柴油循环泵62，通过柴油发电机63带动柴油循环泵运行，以保证冷却水的工作压力。

进一步的，如图2所示，在靠近软水箱2的第二回水口22处的回水管路5上设有溢流阀8。由于溢流阀8设置一预定压力，该预定压力通常设为0.2MPa～0.3MPa，使得回水管路5中的冷却水首先进入除氧器1中，当除氧器的水箱水位高于设定水位时，通过控制除氧器上的电磁阀的开启度，减少由回水管进入除氧器的冷却水量，回水管路5中的压力随之升高，当压力超出溢流阀8的预定压力时，溢流阀8打开，这样冷却水中的一部分被分流至软水箱2中，可为软水箱2提供较高温度的热水，同时避免由于冷却水量过大而造成的不安全隐患，提高了系统的安全性。

本实用新型的工作原理和具体工作过程是，利用热交换原理，依靠除氧器1及软水箱2中的储存水作为冷却水，通过出水管路4进入冷却构件3，在冷却构件3中的冷却水与加热炉的高温的被冷却件7进行热交换。在热交换过程中，冷却水吸收被冷却件的热量，对被冷却件进行冷却；同时，冷却水的温度升高至60℃～80℃，再经由回水管路流至除氧器及软水箱中加以利用，除氧器及软水箱在工作过程中可利用高温的冷却水进行除氧及软化水质的作业，此技术在本领域中较为常见，在此不再赘述。吸热后的冷却水加热用热装置后被储存在除氧器及软水箱中，通过循环泵再次流入出水管路中，以循环利用。

由于采用上述结构，本实用新型利用除氧器及软水箱中的储存水作为加热炉的冷却水与被冷却件进行热交换，可对被冷却件进行冷却，降低了冷却塔的冷却负荷，并且利用加热炉设备中常用的除氧器及软水箱为加热炉提供冷却水，无需增加设备，减少了设备投资。同时，本实用新型中的冷却水经过热交换后，可以为除氧器及软水箱提供热水，实现了加热炉的余热回收和节能降耗。

实施例二

请参考图5，为本实用新型实施例二的结构示意图。在本实施例中与实施例一相同的部件，采用相同的标号。

如图5所示，本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统包括由除氧器1、出水管路4、冷却构件3和回水管路5组成的循环回路。其中，除氧器1为用热装置，除氧器1中的储存水作为冷却水，具体结构为：除氧器1的底部设置第一出水口11，除氧器1的上部设置第一回水口12，出水管路4连接在第一出水口11与冷却构件3的输入口31之间；回水管路5连接在所述的第一回水口12与所述冷却构件3的输出口32之间。这样，除氧器1的冷却水在上述循环回路中流动，冷却水通过冷却构件3与被冷却件进行热交换，实现加热炉被冷却件的余热回收和利用。

本实施例的其他结构、工作原理和有益效果与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

请参考图6，为本实用新型实施例三的结构示意图。在本实施例中与实施例一相同的部件，采用相同的标号。

如图6所示，本实用新型加热炉被冷却件的余热回收系统包括由软水箱2、出水管路4、冷却构件3和回水管路5组成的循环回路。其中，软水箱2为用热装置，软水箱2中的储存水作为冷却水，具体结构为：软水箱2的底部设置第二出水口21，软水箱2的顶部设置第二回水口22，出水管路4连接在所述的第二出水口21与所述冷却构件3的输入口31之间；回水管路5连接在所述的第二回水口22与所述冷却构件3的输出口32之间。这样，软水箱2底部的冷却水通过第二出水口21进入出水管路4，经由出水管路4和冷却构件3的输入口31进入冷却构件3，再由冷却构件3的输出口32进入回水管路5，通过回水管路5输送软水箱2中。冷却水通过冷却构件与被冷却件进行热交换，实现加热炉被冷却件的余热回收和利用。

本实施例的其他结构、工作原理和有益效果与实施例一相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (11)

1.一种加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述系统包括：

至少一个用热装置，在所述用热装置中储存有冷却水，在所述用热装置上开设有出水口和回水口；

冷却构件，所述冷却构件与所述多个被冷却件相接触，在所述冷却构件上设有输入口和输出口；

出水管路，所述的出水管路连接于所述出水口与所述输入口之间；

回水管路，所述的回水管路连接于所述回水口与所述输出口之间；

循环泵组，所述的循环泵组设置在所述出水管路上。

2.根据权利要求1所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的用热装置包括除氧器和软水箱，所述的出水口包括分别设置在所述除氧器和软水箱的下部的第一出水口和第二出水口，所述的回水口包括分别设置在所述除氧器和软水箱的上部的第一回水口和第二回水口；所述出水管路一端分别与所述的第一出水口和第二出水口相连接，其另一端与所述的冷却构件的输入口相连接，所述回水管路一端分别与所述的第一回水口和第二回水口相连接，其另一端与所述的冷却构件的输出口相连接。

3.根据权利要求2所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，在所述第二回水口前端的回水管路上设有溢流阀。

4.根据权利要求1所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的用热装置为除氧器，所述的出水口为设在所述除氧器底部的第一出水口，所述的回水口为设在所述除氧器上部的第一回水口，所述出水管路连接于所述第一出水口与所述冷却构件的输入口之间；所述回水管路连接于所述第一回水口与所述冷却构件的输出口之间。

5.根据权利要求1所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的用热装置为软水箱，所述的出水口为设在所述软水箱底部的第二出水口，所述的回水口为设在所述软水箱顶部的第二回水口，所述出水管路连接于所述的第二出水口与所述冷却构件的输入口之间；所述回水管路连接于所述第二回水口与所述冷却构件的输出口之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的冷却构件包括并联设置的若干个冷却部件，所述的冷却部件分别通入所述的各个的被冷却件中。

7.根据权利要求6所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，，所述的各个冷却部件围绕于其所对应的所述被冷却件设置。

8.根据权利要求6所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的冷却部件为管束、蛇形管、螺旋形管或开设在被冷却件上的通槽或贯通被冷却件的空腔。

9.根据权利要求7所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的冷却部件为管束、蛇形管、螺旋形管或开设在被冷却件上的通槽或贯通被冷却件的空腔。

10.根据权利要求6所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，在所述的各个冷却部件上设置有流量测量装置及流量调节阀。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的加热炉被冷却件的余热回收系统，其特征在于，所述的循环泵组包括并联设置的两台电动循环泵，进一步还包括一台柴油循环泵，所述的柴油循环泵与所述两台电动循环泵并联设置。

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