CN207091452U - 转炉烟气汽化冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种转炉烟气汽化冷却系统，包括活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道、尾部烟道、低压循环泵、高压循环泵、除氧器和汽包，其特征在于：还包括止回阀a和/或止回阀b，止回阀a并联在低压循环泵上，止回阀b并联在高压循环泵上。该系统可以在保持汽化烟道正常冷却的情况下，有效利用转炉下枪吹氧后产生的自然循环压头，减少循环泵流量，减少其电机功率，节约电能，该系统对现有系统改动不大，适合改造和新建工程，减少了设备本体及基础投资。
Description
技术领域
本实用新型属于转炉煤气余热回收领域，具体涉及一种转炉烟气汽化冷却系统。
背景技术
现有转炉煤气余热回收一般采用汽化冷却方式，而转炉烟气汽化冷却系统一般分为全自然循环、全强制循环以及自然循环与强制循环分离的复合循环，其中复合循环最常用，其原理如图1所示，包括依次连接的活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道和尾部烟道以及低压循环泵、高压循环泵、除氧器和汽包，活动烟罩、除氧器和低压循环泵通过管道连接形成低压强制循环子系统，炉口段烟道、汽包和高压循环泵通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道、汽包和尾部烟道通过管道连接形成高压自然循环子系统。
目前的低压循环泵和高压循环泵均采用定频水泵，确定了水泵扬程及流量，均无法利用上升管道中的汽水混合物和下降管道中冷却水因密度差而形成自然循环压头，因此低压循环泵和高压循环泵的流量都较高，电机功率较高，因而消耗电能较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种转炉烟气汽化冷却系统，该系统可以在保持汽化烟道正常冷却的情况下，有效利用转炉下枪吹氧后产生的自然循环压头，减少循环泵流量，减少其电机功率，节约电能，该系统对现有系统改动不大，适合改造和新建工程，减少了设备本体及基础投资。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种转炉烟气汽化冷却系统，包括依次连接的活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道和尾部烟道以及低压循环泵、高压循环泵、除氧器和汽包，活动烟罩、除氧器和低压循环泵通过管道连接形成低压强制循环子系统，炉口段烟道、汽包和高压循环泵通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道、汽包和尾部烟道通过管道连接形成高压自然循环子系统；转炉烟气汽化冷却系统还包括止回阀a和/或止回阀b，止回阀a并联在低压循环泵上，止回阀b并联在高压循环泵上。
进一步地，并联有止回阀a的低压循环泵为流速小于0.5m/s的定频水泵，并联有止回阀b的高压循环泵为流速小于0.5m/s的定频水泵。
本实用新型的有益效果是：
给循环泵设置并联的止回阀，可以在保持汽化烟道正常冷却的情况下，有效利用转炉下枪吹氧后产生的自然循环压头，减少循环泵流量，减少其电机功率，节约电能；该转炉烟气汽化冷却系统与单纯的自然循环相比，由于有循环泵的存在，避免了吹氧初期自然循环建立缓慢，循环滞后导致的烟道管壁周期性超温而破裂；该转炉烟气汽化冷却系统对现有系统改动不大，适合改造和新建工程，减少了设备本体及基础投资。
附图说明
图1是自然循环与强制循环分离的复合循环。
图2是本实用新型实施例的示意图。
图中：1-活动烟罩；2-炉口段烟道；3-固定烟道；4-尾部烟道；5-除氧器；6-汽包；7-低压循环泵；8-高压循环泵；9-止回阀a；10-止回阀b。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图2所示，一种转炉烟气汽化冷却系统，包括依次连接的活动烟罩1、炉口段烟道2、固定烟道3和尾部烟道4以及低压循环泵7、高压循环泵8、除氧器5、汽包6、止回阀a9和止回阀b10，活动烟罩1、除氧器5和低压循环泵7通过管道连接形成低压强制循环子系统，炉口段烟道2、汽包6和高压循环泵8通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道3、汽包6和尾部烟道4通过管道连接形成高压自然循环子系统，止回阀a9并联在低压循环泵7上，止回阀b10并联在高压循环泵8上。
给循环泵设置并联的止回阀，可以在保持汽化烟道正常冷却的情况下，有效利用转炉下枪吹氧后产生的自然循环压头，减少循环泵流量，减少其电机功率，节约电能，具体实现过程为如下。
对于低压强制循环子系统：
转炉下枪吹氧之前，冷却水通过下降管道从除氧器5进入低压循环泵7，经过低压循环泵升压进入活动烟罩1，冷却水在活动烟罩1内吸热升温，对活动烟罩1进行冷却并降低烟气温度，然后升温的冷却水通过上升管道回到除氧器5，因低压循环泵7出口压力大于入口压力，因此止回阀a9处于关闭状态，低压循环系统内的流量等于低压循环泵7的出口流量，系统循环动力全部来自于低压循环泵7，系统处于小流量状态；
当转炉下枪吹氧，转炉炉口溢出的高温烟气瞬间增大，高温烟气经过活动烟罩1，将热量传递给活动烟罩1内的冷却水，由于高温烟气流量大，温度高，冷却水部分汽化而形成汽水混合物，随后汽水混合物进入上升管道，此时上升管道中的汽水混合物和下降管道中冷却水因密度差而形成自然循环压头，随着汽水混合物中蒸汽增多，自然循环压头逐渐增大，当自然循环压头大于低压循环泵7的扬程头时，止回阀a9将会被打开，此时部分冷却水经过止回阀a9然后与低压循环泵7出口的冷却水汇合进入活动烟罩1，对活动烟罩1中的烟气进行冷却，在活动烟罩1内吸热后再通过上升管道进入除氧器，系统循环动力来自于低压循环泵7和自然循环压头，系统处于大流量状态；
当转炉停止吹氧，活动烟罩1内无高温烟气通过，冷却水不再被汽化，自然循环压头消失，止回阀a9关闭，系统循环动力全部来自于低压循环泵7，系统再次处于小流量状态，由此完成了一个完整的汽水循环。
对于高压强制循环子系统：
转炉下枪吹氧之前，冷却水通过下降管道进入高压循环泵8，经过高压循环泵8升压后进入炉口段烟道2，在炉口段烟道2中吸热升温，对炉口段烟道2进行冷却，然后通过上升管道回到汽包6，系统循环动力全部来自于高压循环泵8，系统处于小流量状态；
当转炉下枪吹氧，转炉炉口溢出的高温烟气瞬间增大，烟气经过活动烟罩1或进入炉口段烟道2，对炉口段烟道2内的冷却水进行加热，同时降低烟气温度，炉口段烟道2内的冷却水被部分汽化形成汽水混合物，随后汽水混合物进入上升管道，上升管道中汽水混合物与下降管道中冷却水因密度差而形成自然循环压头，随着汽水混合物中蒸汽增多，自然循环压头逐渐增大，当自然循环压头大于高压循环泵8的扬程时，止回阀b10打开，在自然循环压头推动下，冷却水通过止回阀b10与高压循环泵出口的冷却水汇合，然后进入炉口段烟道2，对炉口段烟道2中的烟气进行冷却，然后炉口段烟道2出口的汽水混合物通过上升管道回到汽包，此时系统循环动力来自于高压循环泵8和自然循环压头，系统处于大流量状态；
当转炉停止吹氧，冷的2内无高温烟气通过，冷却水不再被汽化，自然循环压头消失，止回阀b10关闭，系统循环动力全部来自于高压循环泵8，系统再次处于小流量状态，由此完成了一个完整的汽水循环。
对于高压自然循环子系统：
转炉下枪吹氧之前，固定烟道3和尾部烟道4中无高温烟气通过，固定烟道3和尾部烟道4中的冷却水没有被加热，上升管道内冷却水没有被汽化，没有产生汽水混合物，因此没有产生自然循环压头，故循环处于停滞状态；
当转炉下枪吹氧，高温烟气通过活动烟罩1和炉口段烟道2依次进入固定烟道3和尾部烟道4，对固定烟道3和尾部烟道4内的冷却水进行加热，同时降烟气温度降低到900度左右，冷却水被高温烟气加热并部分汽化行程汽水混合物，进入上升管道的汽水混合物与下降管道的冷却水密度差形成自然循环压头，冷却水在自然循环压头的推动下通过上升管道回到汽包；
当转炉停止吹氧，无高温烟气通过固定烟道3和尾部烟道4，固定烟道3和尾部烟道4内的冷却水不再被加热，自然循环压头消失，此时循环停滞，由此完成了一个完整的汽水循环。
理论计算表明，更换流量更小的循环泵，将循环泵流量减少至现有流量的1/3，保持汽化烟道小管内循环水流速0.3～0.5m/s即可保持汽化烟道正常冷却，考虑到自然循环压头存在，循环泵流量只须现在的1/3，由此可以节约大量的电能，以180t转炉为例，低压循环泵7功率为75Kw，高压循环泵8功率为185kw，合计为260Kw，以每度电0.5元考虑，每年消耗电能：365×24×260×0.5＝114万元，如果将循环泵流量减少至1/3，故每年消耗电能：365×24×260×0.5÷3＝38万元，由此可见一台180t转炉每年可节约76万元。
该转炉烟气汽化冷却系统与单纯的自然循环相比，由于有循环泵的存在，避免了吹氧初期自然循环建立缓慢，循环滞后导致的烟道管壁周期性超温而破裂。该转炉烟气汽化冷却系统对现有系统改动不大，适合改造和新建工程，减少了设备本体及基础投资。
值得注意的是，在本实施例中，止回阀a9和止回阀b10同时设置，节能效果最好，实际上止回阀a9和止回阀b10也可以各自单独设置，单独设置时，只能起到部分节能效果。对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种转炉烟气汽化冷却系统，包括依次连接的活动烟罩、炉口段烟道、固定烟道和尾部烟道以及低压循环泵、高压循环泵、除氧器和汽包，活动烟罩、除氧器和低压循环泵通过管道连接形成低压强制循环子系统，炉口段烟道、汽包和高压循环泵通过管道连接形成高压强制循环子系统，固定烟道、汽包和尾部烟道通过管道连接形成高压自然循环子系统，其特征在于：还包括止回阀a和/或止回阀b，止回阀a并联在低压循环泵上，止回阀b并联在高压循环泵上。
2.如权利要求1所述的转炉烟气汽化冷却系统，其特征在于：并联有止回阀a的低压循环泵为流速小于0.5m/s的定频水泵，并联有止回阀b的高压循环泵为流速小于0.5m/s的定频水泵。
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| CN201720883132.2U CN207091452U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 转炉烟气汽化冷却系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112280928A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-29 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种转炉汽化冷却系统管道启动前的净化方法 |
| WO2024000751A1 (zh) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种防止转炉汽化冷却排污干烧的系统及方法 |
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2017
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| CN112280928A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-29 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种转炉汽化冷却系统管道启动前的净化方法 |
| CN112280928B (zh) * | 2020-10-12 | 2022-05-10 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 一种转炉汽化冷却系统管道启动前的净化方法 |
| WO2024000751A1 (zh) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种防止转炉汽化冷却排污干烧的系统及方法 |
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