CN203657457U - 蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，包括依次相连的汽包、循环水泵进水联箱、循环水泵出水联箱，以及与循环水泵出水联箱相连的四组固定梁冷却回路和三组活动梁冷却回路，所述活动梁冷却回路包括两个由3段活动支撑梁构成的回路、一个由2段活动支撑梁构成的回路；所述固定梁冷却回路包括两个由3段固定支撑梁构成的回路、两个由2段固定支撑梁构成的回路。本实用新型是对现有蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统的优化改进，通过优化系统流程，减少了炉底循环系统的设备投入和汽化冷却循环系统的装机容量，减少了工厂的电力消耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种加热炉，尤其是涉及一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统。
背景技术
目前我国是钢铁产量大国，钢铁生产企业是能源消耗和排放大户，节约减排不仅是社会可持续性发展的必然要求，而且对企业降低成本提高效益有明显的作用。汽化冷却技术从上世纪60年代开始在推钢式加热炉就开始采用，90年代中后期，步进梁式加热炉汽化冷却技术开始运用，经过多年的设计及使用积累了很多经验。由于燃料成本的持续增长，蓄热式燃烧技术使低热值燃料高炉煤气得到充分利用，蓄热式加热炉在市场中得到广泛认可及应用，随着建筑用钢需求的不断增加，新建加热炉中蓄热式棒线材步进梁式加热炉占很大比例。
蓄热式棒线材步进梁式加热炉的坯料规格150～165×150～165×10000～12000，加热能力120～180t/h，炉长18～26米。加热炉支撑梁分为固定梁与活动梁，炉底汽化冷却系统对应分为固定梁冷却回路系统和活动梁冷却回路系统，各回路冷却水靠循环泵提供的动力进行冷却，以确保炉底支撑梁有足够的强度支撑炉内钢坯进行步进运动。棒线材步进炉一般设置5根固定支撑梁、4根活动支撑梁，支撑梁采用双层厚壁管设计，依靠单柱和双柱支撑，双柱接循环回路进出管道冷却，单柱靠密度差自然循环冷却。
汽化冷却各回路的常用系统连接方式如图1所示：单列支撑梁高温段和低温段串联在一起组成一个回路，5根固定梁组成5个固定梁冷却回路，4根活动梁组成4个活动梁冷却回路；固定梁冷却回路由固定梁给水总管供水，各回路设置手动调节阀7，流量检测装置6，回路出口管段设置有止回阀8；活动梁回路由给水总管、进水步进装置4，回水步进装置5等组成，各回路设置有手动调节阀7、流量检测装置6、止回阀8等，回路流量及动力由电动循环泵2或柴油循环泵3提供，循环回路的出水经回水管流入汽包1进行汽水分离。
步进装置的功能主要是配合活动梁的运动，活动梁的动作是：提升→前进→下降→后退，并做周期性的运动，这种运动是由加热炉的步进机构带动的。对于汽化冷却系统由于压力和温度较高，以及频繁的周期运动，对步进装置的柔性接头性能要求比较高。
步进装置主要由上集箱、闸阀、柔性组件、下集箱、排气装置等组成。上集箱固定在炉底机械设备的金属框架上，随炉底框架做周期性运动，下集箱固定在炉底基础上。柔性组件是步进装置的主要部件，每套柔性组件由3个球形旋转接头、管件及连接管组成，依靠3个旋转接头的转动来完成相应的动作。为了达到动作灵活、平稳，在其上设置了导向装置、防震装置及恒力弹簧吊架等装置来实现这一目的。旋转接头是柔性组件的主要部件，也是关键设备。
常用串联汽化冷却系统把前后两段的一根水梁串接在一起，由于各支路水梁的结构基本相同，就可以保证了各个回路受热管段的热负荷基本相同。棒线材步进炉水梁规格φ114×16，内径φ82，棒线材步进炉水梁表面热流11000kcal/m2·h，汽化冷却系统运行压力0.8Mpa，临界循环流速0.4m/s，实际运行中流速2m/s。实际运行流速远大于临界流速，虽然可以保证水梁的冷却效果，但回路阻力增大，系统循环流量增大，导致循环泵的扬程增高、流量加大，设备功率增高，系统投入费用及运行费用都相应较高。
如图1所示，每排活动梁和固定梁前后两段支撑梁串联组成一个回路，全炉共计9个循环回路，回路给回水总管DN250，各回路进水管和串联管道DN100，各回路回水支管DN125；每个回路设置一个DN100的手动调节阀，1个DN100的流量检测装置，1个DN125的止回阀；4组活动梁循环回路前后设置有1进水步进装置和回水步进装置，每套步进装置设有4组柔性旋转组件，共计需要旋转接头24个；各循环回路设定正常循环流量50m3/h，最大流量55m3/h；2台电动循环泵，1台柴油循环泵，流量495m3/h，扬程0.5Mpa。
实用新型内容
本实用新型是对现有蓄热式步进梁式加热炉汽化冷却系统循环流程的改进，提供一种改良后的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，采用本实用新型可有效降蓄热式低棒线材加热炉汽化冷却系统的投入，降低生产能耗和运行费用。其技术方案如下所述：
一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，包括依次相连的汽包、循环水泵进水联箱、循环水泵出水联箱，以及与循环水泵出水联箱相连的四组固定梁冷却回路和三组活动梁冷却回路，所述活动梁冷却回路包括两个由3段活动支撑梁构成的回路、一个由2段活动支撑梁构成的回路；所述固定梁冷却回路包括两个由3段固定支撑梁构成的回路、两个由2段固定支撑梁构成的回路。
所述循环水泵进水联箱与循环水泵出水联箱之间设置有提供回路流量及动力的电动循环泵和柴油循环泵，所述循环水泵出水联箱与固定梁冷却回路和活动梁冷却回路相连接。
所述固定梁冷却回路包括手动调节阀、流量检测装置，在回路出口管段设置有止回阀，每条固定梁冷却回路的两端分别与循环水泵出水联箱和汽包相连接。
所述活动梁回路包括活动支撑梁前端的进水步进装置、活动支撑梁后端的回水步进装置、手动调节阀、流量检测装置，在回路出口管段设置有止回阀，每条活动梁回路的两端分别与旋转接头组进水活动联箱和旋转接头组回水活动联箱相连接，所述旋转接头组进水活动联箱与循环水泵出水联箱之间设置有旋转接头组进水固定联箱，所述旋转接头组回水活动联箱与汽包之间设置有旋转接头组回水固定联箱。
所述活动梁冷却回路中，由3段活动支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，由2段活动支撑梁构成的回路包括两个单列支撑梁高温段。
所述固定梁冷却回路中，由2段固定支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段，由3段固定支撑梁构成的其中一个回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，另一个回路包括两个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段。
所述进水步进装置和回水步进装置每个都设置有3个旋转接头，所述活动梁回路中共有18个旋转接头。
所述循环水泵出水联箱连接有回路给回水总管，所述回路给回水总管连接到旋转接头组进水固定联箱和固定梁冷却回路。
所述电动循环泵和柴油循环泵提供流量为385m3/h，扬程0.5Mpa。
所述固定梁冷却回路或活动梁冷却回路的循环流量为50m3/h-55m3/h。
本实用新型是对现有蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统的优化改进，通过优化系统流程，减少炉底循环系统的设备投入和汽化冷却循环系统的装机容量，减少工厂的电力消耗，因此，本实用新型的应用对蓄热式棒线材加热炉的节能具有重要的意义。
附图说明
图1是现有蓄热式加热炉的结构示意图；
图2是本实用新型提供的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统的结构示意图。
具体实施方式
蓄热式棒线材进梁式加热炉由于其燃烧特性，加热炉内从装料端至出料端的炉温温差不是很大，支撑钢坯的水梁在炉内始终处于高温状态，各段支撑梁的热负荷偏差很小，根据炉底支撑梁的热负荷分配情况，将固定梁或活动梁的几段梁串联起来，使各回路在满足冷却的情况下，减少回路数量，也使得循环泵在保证足够压头的同事，流量满足回路冷却要求。
图1中是以某140t/h棒线材加热炉为例，炉子有效长度20米，炉内设置5排固定梁，4排活动梁，每排固定梁与活动梁各有前后两段支撑梁组成，水梁规格φ114×20。
优化后的系统如图2所示，所述蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统包括汽包1、循环水泵进水联箱10、循环水泵出水联箱20，和与循环水泵出水联箱20相连接的四组固定梁冷却回路和三组活动梁冷却回路，所述循环水泵进水联箱10与循环水泵出水联箱20之间设置有提供回路流量及动力的电动循环泵2和柴油循环泵3，所述循环水泵出水联箱10与固定梁冷却回路和活动梁冷却回路相连接，所述循环水泵出水联箱10连接有回路给回水总管DN250，所述回路给回水总管DN250连接到旋转接头组进水固定联箱30和固定梁冷却回路。
所述活动梁冷却回路包括两个由3段活动支撑梁构成的回路、一个由2段活动支撑梁构成的回路；所述固定梁冷却回路包括两个由3段固定支撑梁构成的回路、两个由2段固定支撑梁构成的回路。全炉共计7个循环回路。
所述活动梁冷却回路中，由3段活动支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，由2段活动支撑梁构成的回路包括两个单列支撑梁高温段。
所述活动梁回路包括活动支撑梁前端的进水步进装置4、活动支撑梁后端的回水步进装置5、手动调节阀7、流量检测装置6，在回路出口管段设置有止回阀8，每条活动梁回路的两端分别与旋转接头组进水活动联箱40和旋转接头组回水活动联箱60相连接，所述旋转接头组进水活动联箱与循环水泵出水联箱之间设置有旋转接头组进水固定联箱，所述旋转接头组回水活动联箱与汽包之间设置有旋转接头组回水固定联箱。
所述固定梁冷却回路中，由2段固定支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段，由3段固定支撑梁构成的其中一个回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，另一个回路包括两个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段。
所述固定梁冷却回路包括手动调节阀7、流量检测装置6，在回路出口管段设置有止回阀8，每条固定梁冷却回路的两端分别与循环水泵出水联箱20和汽包1相连接。
每套步进装置设有3组柔性旋转组件，共计需要旋转接头18个；各循环回路设定正常循环流量50m3/h，最大流量55m3/h；2台电动循环泵，1台柴油循环泵，流量385m3/h，扬程0.5Mpa；
比较前后系统的变化，减少了2个手动调节阀，2个流量检测装置，2个止回阀，6个旋转接头；循环水泵功率由110kw/h减为90kw/h，年节省用电12万千瓦时。
可见，以同样棒线材的步进炉为例，优化前后加热炉汽化冷却循环系统设备投入进行比较，优化后的循环系统比优化前更加合理。
Claims (10)
1.一种蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：包括依次相连的汽包、循环水泵进水联箱、循环水泵出水联箱，以及与循环水泵出水联箱相连的四组固定梁冷却回路和三组活动梁冷却回路，所述活动梁冷却回路包括两个由3段活动支撑梁构成的回路、一个由2段活动支撑梁构成的回路；所述固定梁冷却回路包括两个由3段固定支撑梁构成的回路、两个由2段固定支撑梁构成的回路。
2.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述循环水泵进水联箱与循环水泵出水联箱之间设置有提供回路流量及动力的电动循环泵和柴油循环泵，所述循环水泵出水联箱与固定梁冷却回路和活动梁冷却回路相连接。
3.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述固定梁冷却回路包括手动调节阀、流量检测装置，在回路出口管段设置有止回阀，每条固定梁冷却回路的两端分别与循环水泵出水联箱和汽包相连接。
4.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述活动梁回路包括活动支撑梁前端的进水步进装置、活动支撑梁后端的回水步进装置、手动调节阀、流量检测装置，在回路出口管段设置有止回阀，每条活动梁回路的两端分别与旋转接头组进水活动联箱和旋转接头组回水活动联箱相连接，所述旋转接头组进水活动联箱与循环水泵出水联箱之间设置有旋转接头组进水固定联箱，所述旋转接头组回水活动联箱与汽包之间设置有旋转接头组回水固定联箱。
5.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述活动梁冷却回路中，由3段活动支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，由2段活动支撑梁构成的回路包括两个单列支撑梁高温段。
6.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述固定梁冷却回路中，由2段固定支撑梁构成的回路包括一个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段，由3段固定支撑梁构成的其中一个回路包括一个单列支撑梁高温段和两个单列支撑梁低温段，另一个回路包括两个单列支撑梁高温段和一个单列支撑梁低温段。
7.根据权利要求4所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述进水步进装置和回水步进装置每个都设置有3个旋转接头，所述活动梁回路中共有18个旋转接头。
8.根据权利要求2所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述循环水泵出水联箱连接有回路给回水总管，所述回路给回水总管连接到旋转接头组进水固定联箱和固定梁冷却回路。
9.根据权利要求2所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述电动循环泵和柴油循环泵提供流量为385m3/h，扬程0.5Mpa。
10.根据权利要求1所述的蓄热式棒线材步进炉汽化冷却系统，其特征在于：所述固定梁冷却回路或活动梁冷却回路的循环流量为50m3/h-55m3/h。
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