CN205277842U - 水泵助动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水泵助动系统，包括水轮机、离合器、双轴伸水泵、自控阀门、切断阀门、压力计、辅助控制系统，其中，水轮机的入口与冷却水总管相通，水轮机的出口与水池相通，水轮机的动力输出端通过离合器与双轴伸水泵的轴伸的一端连接，电动机的动力输出端与双轴伸水泵的轴伸的另一端连接；其中，自控阀门安装在冷却水总管与水轮机的入口之间的管路上，压力计安装在自控阀门与冷却水总管之间的管路上，切断阀门安装在水轮机的出口与水池之间的管路上；其中，压力计、自控阀门、切断阀门通过控制线路和辅助控制系统连接。通过回水势能驱动水轮机，能够减轻电动机耗电量，解决了循环水的能量未充分利用，造成能量浪费、环境污染等问题。

Description

水泵助动系统

技术领域

本实用新型涉及一种循环水能量再利用系统，具体地说，涉及一种水泵助动系统。

背景技术

热轧带钢(包括紧凑式热轧带钢生产线CSP)是间歇生产,在整个生产过程中，基本上有一半时间是处于轧钢状态，另一半时间是处于待轧状态或检修状态。由于热轧用水量很大、间歇时间短(一般为1～3分钟)等多种原因，不能采用间歇供水方式，也不宜采用变频调速方式、液力或磁力耦合器调速方式改变冷却水量，一般是通过总管稳压调节阀把间歇过程中未使用的冷却水直接排放到水处理系统。这样不仅造成环境污染，而且对设备损害(如气蚀)严重，影响使用寿命。目前，国内近百套热轧生产线均采用上述间歇排放水生产方式，国外更多热轧生产线也如此。

热轧冷却水处理系统主要包括：

——高压浊环水(压力1.0～1.6MPa)，用于冷却轧辊、带钢等；

——低压浊环水(压力0.4～0.6MPa)，用于冷却生产线辊道、卷取机等；

——层流冷却水(压力约0.2～0.3MPa)，用于冷却精轧出口带钢；

冷却水处理系统高压浊环水、低压浊环水分别采用不同扬程的离心泵组向热轧线供水。如图1所示，在轧钢状态时，电动机3、水泵2通过管道向热轧线供水，热轧厂12的回水进入水处理系统进行水处理。在待轧状态或检修状态时，冷却水总管稳压调节阀1会根据压力变化自动调节多余的水量，减压后从地沟排放到水处理系统。冷却水流量由热轧厂生产线水量控制阀和总管稳压调节阀1根据过钢与非过钢情况协调动作，即过钢时从粗轧、精轧到卷取顺次交替用水，通过稳压调节阀1排放少量水或不排放；不过钢或换辊时从粗轧、精轧到卷取用水很少，甚至局部不用水(如机架间冷却)，通过稳压调节阀1或直接通过轧机工作管路排放大量有压冷却水，冷却水压力能以噪音、振动及磨损等方式消耗掉，同时造成环境污染。层流冷却水压力低，不过钢或换辊时基本不用冷却水，通过高位水箱溢流管路直接排放到地沟，虽然噪音、振动小，但压力能同样消耗在管路阀门上。

针对相关技术中循环水的能量未充分利用，造成能量浪费、环境污染等问题，还未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水泵助动系统，以至少解决相关技术中循环水的能量未充分利用，造成能量浪费、环境污染等问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种水泵助动系统，包括水轮机、离合器、双轴伸水泵、自控阀门、切断阀门、压力计、辅助控制系统，其中，所述水轮机的入口与冷却水总管相通，所述水轮机的出口与水池相通，水轮机的动力输出端通过所述离合器与双轴伸水泵的轴伸的一端连接，水泵的轴伸的另一端和电动机的动力输出端连接；其中，所述自控阀门安装在所述冷却水总管与所述水轮机的入口之间的管路上，所述压力计安装在所述自控阀门与所述冷却水总管之间的管路上，所述切断阀门安装在所述水轮机的出口与水池之间的管路上。其中，所述压力计、所述自控阀门、所述切断阀门通过控制线路和所述辅助控制系统连接。

可选地，所述离合器由输入组件、输出组件和滑移组件组成，所述输入组件与所述水轮机的输出端连接，所述输出组件与水泵连接，所述滑移组件根据所述输入组件的转速大于或等于所述输出组件的转速，将所述输入组件和所述输出组件啮合，所述滑移组件根据所述输入组件的转速小于所述输出组件的转速，将所述输入组件和所述输出组件分离。

可选地，所述水轮机动力输出端具有向所述辅助控制系统输出所述水轮机的转速信号的转速计。

可选地，所述自控阀门和所述切断阀门由所述辅助控制系统根据压力信号比例控制开度。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种水泵助动系统，包括水轮机、离合器、双轴伸电动机、自控阀门、切断阀门、压力计、辅助控制系统，其中，所述水轮机的入口与冷却水总管相通，所述水轮机的出口与水池相通，水轮机的动力输出端通过所述离合器与双轴伸电动机的轴伸的一端连接，水泵的动力输入端与双轴伸电动机的轴伸的另一端连接；其中，所述自控阀门安装在所述冷却水总管与所述水轮机的入口之间的管路上，所述压力计安装在所述自控阀门与所述冷却水总管之间的管路上，所述切断阀门安装在所述水轮机的出口与水池之间的管路上；其中，所述压力计、所述自控阀门、所述切断阀门通过控制线路和所述辅助控制系统连接。

通过本实用新型的水泵助动系统，利用回水势能驱动水轮机，能够减轻电动机耗电量，解决了循环水的能量未充分利用，造成能量浪费、环境污染等问题。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1示出了常规热轧厂冷却水处理系统示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的水泵助动系统的框架示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的水泵助动系统的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行调整。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

本实用新型提供一种水泵助动系统，如图2所示，该水泵助动系统，是在热轧厂原有循环冷却水处理的基础上，增加了水轮机5、离合器6、自控阀门7、切断阀门8、压力计9、辅助控制系统10。水轮机5的入口与冷却水总管相通，水轮机5的出口与水池4相通；水轮机5的动力输出端通过离合器6与水泵2进行连接，水泵2为双驱动水泵，其左端和电动机3连接，其右端和离合器6连接。原有水处理系统是通过电动机3带动水泵2给热轧线供水。而通过离合器6，引入水轮机5的动力，可以减轻电动机3的负荷。自控阀门7安装在冷却水总管与水轮机5的入口之间的管路上，压力计9安装在自控阀门7与冷却水总管之间的管路上，切断阀门8安装在水轮机5的出口与水池4之间的管路上。其中，切断阀门8用于防止水池4向水轮机5流水，如果水池4最高水位低于水轮机5或回水管路最低标高，可以不设置切断阀门8。

通过该水泵助动系统，利用回水动力驱动水轮机运转，进而带动水泵给热轧生产线供水，降低了电动机的耗电量，达到环保节能的目的。

此外，水轮机5也可以安装在电动机一侧，由此，需要采用双轴伸电动机，即电动机具有双伸出端，电动机的一端和水轮机的动力输出端连接，电动机的另一端和水泵的动力输入端连接，由水轮机带动电动机，进而带动水泵做功。

下面结合附图2，以高压浊环水为例，对热轧厂循环冷却水处理水泵助动系统具体实施作进一步说明。低压浊环水和层流冷却水的处理方式类似，在此不做描述。

热轧处于待轧状态或检修状态时，用水量减少，冷却水总管压力上升，由回水总管压力计9检测管路压力值，并将压力值传输给辅助控制系统10，当压力值上升到自控阀门7控制的压力时，辅助控制系统10给自控阀门7电信号，使得自控阀门7开启到相应开度，由于稳压调节阀1设定开启压力大于自控阀门7设定开启压力，所以稳压调节阀1处于关闭状态。回水通过管路进入水轮机5的入口，水轮机5在回水势能的作用下运转，水轮机5的出口连通到水池4，水池4中的水不需经过处理再次进入冷却水总管，如此循环。水轮机5通过离合器6利用回流冷却水的势能，驱动水轮机5带动水泵2做功，以回收损耗在稳压调节阀1上的能量。由于水泵2是恒速运行，水轮机5的转速有超过水泵2转速的趋势时，离合器6使水轮机5与水泵2啮合对水泵2做功，从而减少电动机3的耗电量。当回水流量达到一定程度，可完全由水轮机5带动水泵2运行而不需要电动机3做功。甚至当回水流量短期达到更大程度，水轮机5不仅带动水泵2运行，同时使电动机3处于发电状态。

当热轧处于轧制状态，用水量增加至设计流量，冷却水总管压力下降，冷却水总管压力计9检测到压力下降值后，迅速关闭自控阀门7到对应开度，水轮机5在有压回水作用减少情况下对水泵2做功降低，当回水总管水流量不足以维持水轮机5与水泵2同步转速时，离合器6自动使水轮机5与水泵2分离，周而复始。如果水泵助动系统发生故障导致压力上升到稳压调节阀1设定值，自控阀门7自动关闭,稳压调节阀1自动打开而保持原来工作状态。

另外，水轮机可为反击式，也可为冲击式。结合原有水泵组的布置方式，水轮机也可为立式或卧式。具体选用何种机型和布置方式，主要取决于水力压头、流量及现有工厂布置等环境。

在一个可选实施例中，离合器为机械式自动超越式离合器。该离合器由输入组件、输出组件和滑移组件组成，输入组件与水轮机的输出端连接，输出组件与水泵连接，滑移组件可轴向左右滑移，实现离合器的啮合/分离。离合器的啮合/分离过程，只取决于输入、输出两端转速的变化，当输入端的转速大于或等于输出端的转速时，离合器啮合；反之，离合器分离。也就是说，当水轮机的转速大于或等于水泵的转速时，离合器啮合。当水轮机的转速小于水泵的转速时，离合器分离。离合器与水泵刚性连接，以传递水力势能。采用机械式自动超越式离合器，能够结合水轮机转速自动控制水泵的运转，且结构简单，易于实现。

如图2所示，在一个可选实施例中，水泵助动系统还包括安装在水轮机5的动力输出端的转速计11，该转速计11通过电缆和辅助控制系统10相连，将水轮机5的转速实时传输到辅助控制系统10，当离合器6出现故障使水轮机5与水泵2啮合困难时，水轮机5的转速会持续上升，通过转速计11，控制程序会使自控阀门7快速关闭，防止水轮机5超速运行造成严重损害。

在一个可选实施例中，辅助控制系统10通过接收的转速计11和压力计9的运行参数信息，控制水轮机5的转速、水管压力，以及自控阀门7、切断阀门8的开闭。而且，辅助控制系统10可以根据回水压力的大小按比例调节自控阀门7的开闭程度。无论离合器是处于啮合还是分离状态，辅助控制系统10可以通过水轮机5上的自控阀门7和切断阀门8对冷却水总管压力进行实时控制，以满足热轧生产对水压、水量要求。

综上所述，通过本实用新型的水泵助动系统，利用热轧水处理系统的回水势能，增设水轮机等设备及管路，通过水轮机驱动水泵做功，降低电动机耗电量，通过辅助控制系统实现水轮机转速控制、水管压力采集，入口自控阀门开度连续调节和出口阀门连锁控制，达到节约能源的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水泵助动系统，其特征在于，包括水轮机、离合器、双轴伸水泵、自控阀门、切断阀门、压力计、辅助控制系统，

其中，所述水轮机的入口与冷却水总管相通，所述水轮机的出口与水池相通，水轮机的动力输出端通过所述离合器与双轴伸水泵的轴伸的一端连接，电动机的动力输出端与双轴伸水泵的轴伸的另一端连接；

其中，所述自控阀门安装在所述冷却水总管与所述水轮机的入口之间的管路上，所述压力计安装在所述自控阀门与所述冷却水总管之间的管路上，所述切断阀门安装在所述水轮机的出口与水池之间的管路上；

其中，所述压力计、所述自控阀门、所述切断阀门通过控制线路和所述辅助控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的水泵助动系统，其特征是在于，所述离合器由输入组件、输出组件和滑移组件组成，所述输入组件与所述水轮机的输出端连接，所述输出组件与水泵连接，所述滑移组件根据所述输入组件的转速大于或等于所述输出组件的转速，将所述输入组件和所述输出组件啮合，所述滑移组件根据所述输入组件的转速小于所述输出组件的转速，将所述输入组件和所述输出组件分离。

3.根据权利要求1所述的水泵助动系统，其特征在于，所述水轮机动力输出端具有向所述辅助控制系统输出所述水轮机的转速信号的转速计。

4.根据权利要求1所述的水泵助动系统，其特征在于，所述辅助控制系统根据压力大小按比例控制所述自控阀门和所述切断阀门的开度。

5.一种水泵助动系统，其特征在于，包括水轮机、离合器、双轴伸电动机、自控阀门、切断阀门、压力计、辅助控制系统，

其中，所述水轮机的入口与冷却水总管相通，所述水轮机的出口与水池相通，水轮机的动力输出端通过所述离合器与双轴伸电动机的轴伸的一端连接，水泵的动力输入端与双轴伸电动机的轴伸的另一端连接；

其中，所述自控阀门安装在所述冷却水总管与所述水轮机的入口之间的管路上，所述压力计安装在所述自控阀门与所述冷却水总管之间的管路上，所述切断阀门安装在所述水轮机的出口与水池之间的管路上；

其中，所述压力计、所述自控阀门、所述切断阀门通过控制线路和所述辅助控制系统连接。