CN207418782U - 一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，包括主回路系统和补水回路系统，主回路用水采用PH为7.5～9.0软水，配合PH传感器用于控制主回路的水质，避免水质污染引起循环水回路和所有与水接触设备污染，从而引起水管表面结垢，使水与水管之间的换热能力降低，进而阻塞水管，同时避免冷却能力降低导致齿轮箱氮气消耗量增加，降低了高炉的运行成本。

Description

一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统

技术领域

本实用新型涉及高炉炉顶的齿轮箱技术领域，尤其涉及一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统。

背景技术

现有技术中，高炉齿轮箱是高炉生产中的重要设备之一，设置于炼铁高炉炉身的最上部位置，分别控制布料溜槽旋转和倾动机构，齿轮箱内部为无料钟布料溜槽传动齿轮，传动齿轮外接倾动、旋转电机，带动布料溜槽进行布料，无料钟炉顶的螺旋布料、环形布料、定点布料和扇形布料等多种布料方式均是通过齿轮箱带动布料溜槽的旋转和倾动装置来实现的，因此齿轮箱的运行状态、可靠性及寿命直接影响高炉能否正常上料，是保持高炉正常生产的关键，对高炉正常生产、运行及维护费用都有直接关系；但是由于其处于高炉烟尘、煤气密集区域内，直接受高炉炉温的高温烘烤，正常情况下炉顶温度约200～350℃，事故状态下达600℃甚至更高，为了保护齿轮箱的正常工作，在其上设置板式冷却器，其内盘有蛇形管，循环的冷却水从管内流过，将热负荷带走，以保证齿轮箱内的温度在允许范围(70℃以内)，因此齿轮箱水冷系统是维持齿轮箱内部齿轮温度正常、实现长寿生产的保障，它对于炉顶系统投资、能源介质消耗(特别是氮气消耗)、齿轮箱的连续在线工作时间、齿轮箱对炉况的适应能力等均有直接影响；目前齿轮箱水冷系统有开放式水冷系统和半封闭式水冷系统两种，开放式水冷系统为冷却水以略高于高炉顶压的压力进入齿轮箱，在流经齿轮箱(固定件和旋转件)后经U形管直接排放，在齿轮箱内部一些区域，冷却水与水煤气直接接触，以重力流的方式流经齿轮箱内的旋转件进行冷却，该方式无法自动、准确地调节冷却水流量，并且无法及时、准确地发现是否有水漏到炉内；半封闭式水冷系统是封闭式冷水的在回路内循环，外界只提供二次冷却水和补充水，在齿轮箱的上下水槽处，冷却水与煤气直接接触，润滑设备的干油和炉尘有可能经下水槽进入循环水中，该方式可以克服开放式水冷系统的特点，但是系统比较复杂，并且如果循环水排污的量和次数不足、干油加入量过多、齿轮箱内部脏油清理不及时等情况下，有可能出现循环水含有炉尘和干油的现象，整个水回路所有与水接触设备都会被污染，水管表面能有可能结垢，使水与水管之间的换热能力降低，并且由于冷却水在齿轮箱旋转部件内部是重力流，难以采用高压流水除垢，在线彻底清洗水管比较困难，严重时需要为此更换齿轮箱，同时冷却能力降低会增加齿轮箱氮气消耗量，氮气消耗量增大会增加高炉的运行成本。

发明内容

为克服现有技术中存在的以下问题，半封闭式水冷系统如果循环水排污的量和次数不足、干油加入量过多、齿轮箱内部脏油清理不及时等情况下，有可能出现循环水含有炉尘和干油的现象，整个水回路所有与水接触设备都会被污染，水管表面能有可能结垢，使水与水管之间的换热能力降低，本实用新型提供了一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，包括主回路系统和补水回路系统，其特征在于主回路系统包括水泵组件、换热装置、水质监测装置、冷却部件、过滤部件、排水装置、第一主管路和第二主管路，所述水泵组件的进口与冷却部件的出口相连，所述水泵组件的出口与换热装置的进口相连，所述换热装置的出口与第一主管路进口相连，所述第一主管路的出口与冷却部件的上进口相连，所述第二主管路的进口与水泵组件的出口相连，出口与冷却部件的下进口相连，所述冷却部件的出口与过滤部件的进口相连，所述过滤部件的出口与水泵组件的进口相连，所述水质监测装置的进口与水泵组件的进口相连，出口与水泵组件的出口相连，所述排水装置的进口与过滤部件的排水口相连，出口与排水沟相连。

在此基础上，所述水质监测装置为PH传感器。

在此基础上，所述换热装置为水冷式换热器，二次用冷却水的PH为7.5～9.0，且温度低于45℃。

在此基础上，所述排水装置包括自动控制球阀，所述自动控制球阀为气动球阀。

在此基础上，所述主回路系统还包括第一流量传感器和温度传感器，所述第一流量传感器位于第一主管路上，用于检测主回路水的流量，所述温度传感器位于冷却部件和过滤部件之间，用于检测主回路水的温度。

在此基础上，所述补水回路系统包括滤筒过滤器、第一补水管路、第二补水管路和液位传感器，所述滤筒过滤器的进口连接补水水源，所述滤筒过滤器的出口连接第一补水管路的进口和第二补水管路的进口，第一补水管路的出口连接冷却部件，第二补水管路的出口连接水泵组件的进口，液位传感器安装在冷却部件内部。

在此基础上，所述补水回路系统还包括电接点压力表，位于滤筒过滤器和补水水源之间，用于检测补水水源的压力，保证水源压力比炉顶的压力大1bar。

在此基础上，所述补水回路系统还包括第二流量传感器，所述第二流量传感器位于滤筒过滤器和第一补水管路、第二补水管路之间，用于控制补水水路的流量。

在此基础上，所述补水回路系统的水源为化学处理过的软水，PH为7.5～9.0，且温度低于45℃。

在此基础上，第一补水管路和所述第二补水管路都包括自动控制球阀，所述自动控制球阀为气动球阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：主回路用水采用PH为7.5～9.0软水，并且配合PH传感器用于控制主回路的水质，避免水质污染引起循环水回路和所有与水接触设备污染，引起水管表面结垢，使水与水管之间的换热能力降低，进而阻塞水管，同时避免冷却能力降低导致齿轮箱氮气消耗量增加，降低了高炉的运行成本。

附图说明

图1是本实用新型一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统的示意图；

图中：11、水泵组件，12、换热装置，13、PH传感器,14、冷却部件,15、过滤部件,16、排水装置，17、第一主管路，18、第二主管路，19、第一流量传感器，110、温度传感器，2、补水回路，21、滤筒过滤器，22、第一补水管路，23、第二补水管路，24、液位传感器，25、电接点压力表，26、第二流量传感器

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型示意性的示出了一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，包括主回路系统1和补水回路系统2，主回路系统1实现系统内部水路的循环，补水回路系统2实现对主回路运转时的泄露和水质控制的补水，主回路系统1包括水泵组件11，换热装置12、水质监测装置、冷却部件14、过滤部件15、排水装置16、第一主管路17、第二主管路18、第一流量传感器19和温度传感器110；水泵组件11由两个并联设置的自吸泵组成，一备一用，水泵组件11的进口与冷却部件14的出口相连，水泵组件11的出口与换热装置12的进口相连；换热装置12由两个并联设置的水冷式换热器组成，一备一用，水冷换热器所用的二次用冷却水的PH为7.5～9.0，且温度低于45℃，换热装置12的出口与第一主管路17进口相连，第一主管路17的出口与冷却部件14的上进口相连，第二主管路18的进口与水泵组件11的出口相连，第二主管路18的出口与冷却部件14的下进口相连；冷却部件14包括侧部冷却与底部冷却两个功能，具有三个进口和两个出口，上进口和上出口用于侧部冷却，下进口和下出口用于底部冷却，补水口与补水系统2相连，冷却部件14的上出口和下出口与过滤部件15的进口相连；过滤部件15包括一个进口，一个出口和一个排水口，其出口与水泵组件11的进口相连，排水口与排水装置16相连，水质监测装置为PH传感器13，用于检测主回路的水质，其进口与水泵组件11的进口相连，出口与水泵组件11的出口相连；排水装置16为自动控制的球阀，其进口与过滤部件15的排水口相连，出口与排水沟相连；第一流量传感器19位于第一主管路17上，用于检测主回路流量的大小；温度传感器110位于冷却部件14和过滤部件15之间，用于检测冷却部件温度的大小；主回路的水分两个循环进入冷却部件14中，其中一个循环为水由水泵组件11吸出，经过换热装置12进行冷却，然后进入第一主管路17，通过第一流量传感器19进入冷却部件14的上进口，然后由冷却部件14的上出口流出，经过温度传感器110和过滤部件15进入到水泵组件11的进口，此回路实现冷却器14的侧部冷却；主回路的另一个循环为水由水泵组件11吸出，进入冷却部件14的下进口，然后由冷却部件14的下出口流出，经过温度传感器110和过滤部件15进入到水泵组件11的进口，该循环实现冷却器14的底部冷却，主回路中的两路循环实现了冷却器14对齿轮箱的冷却，同时两路循环系统可以精确检测和控制主回路的流量，通过调节主回路中流量的大小实现对冷却部件14中水温度的控制，从而实现对齿轮箱温度的控制。

补水回路2包括滤筒过滤器21、第一补水管路22、第二补水管路23、液位传感器24、电接点压力表25和第二流量传感器26；补水回路2的水源为化学处理过的软水，PH为7.5～9.0，且温度低于45℃，电接点压力表25的进口连接补水水源，用于检测水源的压力，确保补水的压力比炉顶的压力大1bar，电接点压力表25的出口与滤筒过滤器21的进口相连，滤筒过滤器21的出口连接第二流量传感器26，第二流量传感器26用于控制补水水路的流量，第二流量传感器26的出口连接第一补水管路22和第二补水管路23的进口，第一补水管路22和所述第二补水管路23都包括气动球阀控制球阀，可以远程控制开启，第一补水管路22的出口连接冷却部件14的补水口，第二补水管路23的出口连接水泵组件11的进口，液位传感器24安装在冷却部件14内部。

当系统开始工作时，通过补水回路系统2将主回路内充满水，水质为化学处理过的软水，PH为7.5～9.0，且温度低于45℃，当正常运行时，补水回路系统2关闭；当液位传感器24检测冷却部件14水量不足，则第一补水管路22打开对冷却部件14补入新水，从而实现系统内泄露的补水，并且通过第二流量传感器26可以检测系统内泄漏的流量，当系统内泄漏比较大时报警，避免冷却部件14内部破裂水进入炉内，影响炉内温度；当PH传感器13检测主回路水质超过标准，则排水装置16打开排掉部分水，同时第二补水管路23打开对主回路补入部分新水，从而实现系统内水质的控制，避免水质污染引起循环水回路和所有与水接触设备污染，从而引起水管表面结垢，使水与水管之间的换热能力降低，进而阻塞水管，同时避免冷却能力降低导致齿轮箱氮气消耗量增加，降低了高炉的运行成本。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，包括主回路系统(1)和补水回路系统(2)，其特征在于主回路系统(1)包括水泵组件(11)、换热装置(12)、水质监测装置、冷却部件(14)、过滤部件(15)、排水装置(16)、第一主管路(17)和第二主管路(18)，所述水泵组件(11)的进口与冷却部件(14)的出口相连，所述水泵组件(11)的出口与换热装置(12)的进口相连，所述换热装置(12)的出口与第一主管路(17)进口相连，所述第一主管路(17)的出口与冷却部件(14)的上进口相连，所述第二主管路(18)的进口与水泵组件(11)的出口相连，出口与冷却部件(14)的下进口相连，所述冷却部件(14)的出口与过滤部件(15)的进口相连，所述过滤部件(15)的出口与水泵组件(11)的进口相连，所述水质监测装置的进口与水泵组件(11)的进口相连，出口与水泵组件(11)的出口相连，所述排水装置(16)的进口与过滤部件(15)的排水口相连，出口与排水沟相连。

2.根据权利要求1所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述水质监测装置为PH传感器(13)。

3.根据权利要求2所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述换热装置(12)为水冷式换热器，二次用冷却水的PH为7.5～9.0，且温度低于45℃。

4.根据权利要求3所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述排水装置(16)包括自动控制球阀，所述自动控制球阀为气动球阀。

5.根据权利要求4所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述主回路系统(1)还包括第一流量传感器(19)和温度传感器(110)，所述第一流量传感器(19)位于第一主管路(17)上，用于检测主回路水的流量，所述温度传感器(110)位于冷却部件(14)和过滤部件(15)之间，用于检测主回路水的温度。

6.根据权利要求5所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述补水回路系统(2)包括滤筒过滤器(21)、第一补水管路(22)、第二补水管路(23)和液位传感器(24)，所述滤筒过滤器(21)的进口连接补水水源，所述滤筒过滤器(21)的出口连接第一补水管路(22)的进口和第二补水管路(23)的进口，第一补水管路(22)的出口连接冷却部件(14)，第二补水管路(23)的出口连接水泵组件(11)的进口，液位传感器(24)安装在冷却部件(14)内部。

7.根据权利要求6所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述补水回路系统(2)还包括电接点压力表(25)，位于滤筒过滤器(21)和补水水源之间，用于检测补水水源的压力，保证水源压力比炉顶的压力大1bar。

8.根据权利要求7所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述补水回路系统(2)还包括第二流量传感器(26)，所述第二流量传感器(26)位于滤筒过滤器(21)和第一补水管路(22)、第二补水管路(23)之间，用于控制补水水路的流量。

9.根据权利要求8所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：所述补水回路系统(2)的水源为化学处理过的软水，PH为7.5～9.0，且温度低于45℃。

10.根据权利要求9所述的一种高炉炉顶齿轮箱冷却系统，其特征在于：第一补水管路(22)和所述第二补水管路(23)都包括自动控制球阀，所述自动控制球阀为气动球阀。