CN207472069U - 自除氧步进式加热炉汽化冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，装置包括除氧器、汽包、分配联箱、固定水梁、活动水梁，形成至少两组独立的汽水循环，固定水梁和活动水梁沿加热炉中钢坯前进的方向设置，并根据炉膛中的烟气的不同温度，设置在加热炉内的不同温度段内，通过上述的方式，回收炉膛内烟气的余热，产生的低压饱和蒸汽又可以用以除去除氧器中的含氧给水；设置固定水梁和活动水梁，可以分别有效地回收加热炉炉膛内的余热，同时，为了防止当步进式加热炉炉内热负荷变化时，还可以将汽包中分离出的饱和蒸汽作为辅助蒸汽补入除氧器中，保证了汽化冷却装置的冷却效果的同时，提高了能源利用回收的效率，降低了生产成本。

Description

自除氧步进式加热炉汽化冷却装置

技术领域

本实用新型涉及步进式加热炉冷却技术领域，具体地说，涉及一种自除氧步进式加热炉汽化冷却装置。

背景技术

步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉，炉子有固定炉底和步进炉底，或者有固定梁和步进梁。现有工艺下的步进式加热炉在加热过程中，加热炉内的支撑钢坯对水温有较严格的温度要求，需要一定的冷却工艺对其进行控温。现有技术下的轧钢厂采用的步进式加热炉一般采用水冷和汽化冷却两种水管冷却方式，以保证加热炉内支撑钢坯的水管限温的要求，但是在长期生产和实践中发现，上述两种冷却方式都存在一定的技术问题：

1)水冷方式不仅不回收炉膛内水管的余热，还需要消耗大量的冷却水及其他能源才能维持水冷系统的正常运转，因为过高的冷却成本和有限的余热回收效率，所以在现有的生产工艺中，水冷的冷却方式已经逐步被取代；

2)汽化冷却技术是利用水汽化吸热，带走被冷却对象热量的一种冷却方式。受水汽化条件的限制，在常规条件下汽化冷却只适用于高温冷却对象。对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时水冷却水量的2％，且少用90％的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽还可以利用，或者并网发电。

所以汽化冷却方式不仅能够回收余热，而且运行消耗的能源很少，已成为目前步进式加热炉余热回收的主流冷却方式。现有技术中，钢铁厂大多采用饱和蒸汽发电，对加热炉汽化冷却系统的水汽中氧含量要求较高，而钢铁厂通常都将产生的饱和蒸汽直接通入热力除氧器加热后给水除氧，这样的除氧方式对能源的利用效率较低。

有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种能够回收加热炉运行过程中支撑钢坯水管中的余热的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，装置包括：除氧器，该除氧器与外界给水连接，除氧器将外界给水进行除氧；汽包，该汽包的进水口与所述除氧器的第一出水口连接，所述除氧器分离出的部分饱和水排至所述汽包内，所述汽包的出汽口与外部蒸汽管网连通；分配联箱；第一固定水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，所述分配联箱的进水口与所述汽包的出水口连接，所述第一固定水梁的进水口与所述分配联箱的第一出水口连接，所述第一固定水梁的出汽口与所述汽包连接；第二固定水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，所述除氧器的第二出水口与所述第二固定水梁的进水口连接，所述第二固定水梁的出水口与所述除氧器的进气口连接，所述除氧器分离出的另一部分饱和水进入所述第二固定水梁，吸收加热炉炉膛内的部分烟气余热后形成汽水混合物返回所述除氧器，所述第二固定水梁的温度等于或低于所述第一固定水梁的温度；活动水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的活动框架上，所述活动水梁的进水口与所述分配联箱的第二出水口连接，所述活动水梁的出汽口与所述汽包连接。出口步进装置，所述出口步进装置的进气口与所述活动水梁的出汽口连接，所述出口步进装置的出汽口与所述汽包连接。

优选地，所述汽包与所述分配联箱连接的管路上设置有热水循环泵，通过所述热水循环泵将所述汽包内的饱和水抽出所述分配联箱中。

优选地，所述汽包的进水口与所述除氧器的出水口连接的管路上设置有给水泵，所述除氧器分离出的部分饱和水经过给水泵打入所述汽包内。

优选地，所述汽包的出汽口可以与所述除氧器的进汽口连接，所述汽包的出汽口可以与所述除氧器的进汽口连接的管路上设置有蒸汽调节阀。

优选地，还可以包括入口步进装置和出口步进装置，所述入口步进装置的第一端与所述分配联箱的第二出口连接，所述活动水梁的进口与所述入口步进装置的第二端连接，所述出口步进装置的第一端与所述活动水梁的出口连接，所述出口步进装置的第二端与所述汽包连接。

进一步优选地，所述第二固定水梁包括预热固定水梁，所述第一固定水梁包括加热固定水梁和均热固定水梁，所述活动水梁包括预热活动水梁、加热活动水梁、均热活动水梁，

所述预热段固定水梁、所述加热段固定水梁和所述均热段固定水梁是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的，所述预热段活动水梁、所述加热段活动水梁和所述均热段活动水梁是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的，所述加热固定水梁、所述均热固定水梁的温度等于或高于所述预热固定水梁的温度，所述加热活动水梁、所述均热活动水梁的温度等于或高于所述预热活动水梁的温度。

进一步优选地，所述分配联箱的第一出水口与所述均热固定水梁的进口连接，所述均热固定水梁的出口与所述加热固定水梁的进口连接，所述加热固定水梁的出口与所述汽包的进气口连接，所述预热固定水梁的进水口与所述除氧器的出水口连接，所述预热固定水梁的出汽口与所述除氧器连接。。

又进一步优选地所述入口步进装置的第二端与所述均热活动水梁的进口连接，所述均热活动水梁的出口与所述加热活动水梁的进口连接，所述加热活动水梁的出口与所述预热活动水梁的进口连接，所述预热活动水梁的出口与所述出口步进装置的第一端连接。

优选地，所述预热固定水梁和预热活动水梁可以对应炉膛内温度在600摄氏度至1000摄氏度的区域，所述加热固定水梁、均热固定水梁和加热活动水梁、均热活动水梁对应炉膛内温度在1000摄氏度至1400摄氏度的区域。

优选地，所述入口步进装置的第二端和所述出口步进装置的第一端为活动端，所述入口步进装置的第一端和所述出口步进装置的第二端为固定端，所述入口步进装置和出口步进装置与所述活动水梁同步在水平方向上做步进式移动。。

根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却中，沿着加热炉中钢坯前进的方向，根据炉膛中烟气的不同温度，将炉膛内分成预热段、加热段和均热段，除氧器对外界给水进行除氧，除氧后的饱和水进入预热段固定水梁进行换热后排回至除氧器进行二次分离，分离出的饱和水受到给水泵的作用进入到汽包中，并通过热水循环泵排至分配联箱，而后，一部分饱和水先后经过均热段和加热段固定水梁，换热后形成的汽水混合物排回至汽包中，另一部分饱和水先后经过均热段、加热段和预热段活动水梁，换热后形成汽水混合物，也重新排回至汽包，上述汽水混合物在汽包中分离，分离出的饱和水回到分配联箱中，分离出的饱和蒸汽被回收利用。通过上述的方式，回收炉膛内烟气的余热，产生的低压饱和蒸汽又可以用以除去除氧器中的含氧给水；设置固定水梁和活动水梁，可以分别有效地回收加热炉炉膛内的温度，同时，为了防止当步进式加热炉炉内热负荷变化时，还可以将汽包中分离出的饱和蒸汽作为辅助蒸汽补入除氧器中，保证了除氧器的除氧效果和汽化冷却装置的冷却效果的同时，提高了能源利用回收的效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为示意图，示出了本实用新型的一个实施例中所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置的结构。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置的实施例。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对所描述的实施例进行修正。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。

图1为示意图，示出了本实用新型的一个实施例中所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置的结构，图中的箭头方向示出了饱和水在管路中的行径方向。如图1所示，本实用新型的一个实施例所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置包括除氧器1、汽包2、热水循环泵3、分配联箱4、第一固定水梁、第二固定水梁、入口步进装置5、活动水梁、出口步进装置6，其中第一固定水梁、第二固定水梁以及活动水梁位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上。除氧器1与外界给水连通，外界给水在除氧器1中进行除氧，饱和水进入汽包2内，再通过热水循环泵3抽至分配联箱4，而后排至固定水梁和活动水梁，最后分成两部分，其中一部分排回除氧器1，另一部分排至汽包2内。入口步进装置5的第一端与分配联箱4的第二出口连接，活动水梁的进口与入口步进装置5的第二端连接，出口步进装置6的第一端与活动水梁的出口连接，所述出口步进装置6的第二端与所述汽包连接。在本实用新型的该实施例中，入口步进装置5的第二端和出口步进装置6的第一端为活动端，入口步进装置5的第一端和出口步进装置6的第二端为固定端，入口步进装置5和出口步进装置6与所述活动水梁同步在水平方向上做步进式移动。

在本实用新型的该实施例中，沿着加热炉内钢坯的前进方向，根据炉膛中烟气温度高低，将炉膛内分成三个区域，分别定义为预热段、加热段一级均热段。在本实用新型的该实施例中，预热段对应炉膛内烟气温度为600摄氏度至1000摄氏度的区域，加热段和均热段对应炉膛内烟气温度为1000摄氏度至1400摄氏度的区域，但是本实用新型的实施例不限于此，在本实用新型的其他实施例中，可以根据炉膛内实际的烟气温度，进行进一步地划分，以追求更佳的回收效率。与上述划分区域相对应地，在本实用新型的该实施例中，固定水梁包括第一固定水梁和第二固定水梁，在本实用新型的该实施例中，第一固定水梁为预热固定水梁10，预热固定水梁10位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，分配联箱4的进水口与汽包2的出水口连接，预热固定水梁10的进水口与分配联箱的第一出水口连接，其出水口与汽包2连接。第二固定水梁包括加热固定水梁11、均热固定水梁12，加热固定水梁11和均热固定水梁12位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，活动水梁包括了预热活动水梁13、加热活动水梁14、均热活动水梁15，预热固定水梁10和预热活动水梁13设置于预热段区域内，加热固定水梁11、均热固定水梁12、加热活动水梁14以及均热活动水梁15设置于加热段至均热段内。在本实用新型的该实施例中，加热固定水梁11、均热固定水梁12的温度等于或高于预热固定水梁10的温度，加热活动水梁14、均热活动水梁15的温度等于或高于预热活动水梁13的温度。

具体地说，除氧器1包括第一出水口101和第二出水口102，第一出水口101与预热固定水梁进水口103连接，其第二出水口102与汽包2连接，汽包2的进水口与除氧器1的第二出水口102连接的管路上设置有给水泵8，除氧器1分离出的部分饱和水经过给水泵8打入所述汽包内。预热固定水梁出汽口104与除氧器的第一进汽口105连接，汽包出汽口201与除氧器1的第二进汽口106连接，入口步进装置5的第二端与均热活动水梁15的进口连接，均热活动水梁15的出口与加热活动水梁14的进口连接，加热活动水梁14的出口与预热活动水梁13的进口连接，预热活动水梁13的出口与出口步进装置6的第一端连接。。除氧器1中分离出的饱和水，进入预热固定水梁10中换热，由于预热段温度在600摄氏度至1000摄氏度内，则换热后形成的汽水化合物，汽水混合物重新回到除氧器1内，与外界给水混合后再次分离出饱和水和饱和蒸汽，分离出的饱和水排至汽包2内，并以此循环。

汽包2与分配联箱4连接的管路上设置有热水循环泵3，通过热水循环泵3将汽包2内的饱和水抽入分配联箱4内。分配联箱4包括第一出水口401和第二出水口402，第一出水口401与均热固定水梁进水口连接，第二出水口402与入口步进装置5连接。从第一出水口401排出的饱和水先后经过均热固定水梁12和加热固定水梁11换热后形成汽水化合物，并排至汽包2内；从第二出水口402排出的饱和水先后经过均热活动水梁15、加热活动水梁14以及预热活动水梁13，换热后生成的汽水化合物经过出口步进装置6，再排回汽包2内。外界给水经过除氧器1分离出饱和水，所述的饱和水一部分进入预热固定水梁10，经过换热后排回除氧器1内；汽包2的出汽口与除氧器1的第二进汽口106连接的管路上设置有蒸汽调节阀7，饱和水的另一部分排入汽包2后，再排入固定水梁和活动水梁内，汽包2内生成的饱和蒸汽还可以排回至除氧器1内。以此循环。在本实用新型的其他实施方式中，还可以将一部分饱和蒸汽送入外部蒸汽管网，以进一步提高回收利用效率，但本实用新型的实施例不限于此。

本实施例回收的余热是加热炉炉膛内支撑钢坯运动的固定水梁和活动水梁中余热。根据上面的描述和实践可知，本实用新型所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却中，沿着加热炉中钢坯前进的方向，根据炉膛中烟气的不同温度，将炉膛内分成预热段、加热段和均热段，除氧器对外界给水进行除氧，除氧后的饱和水进入预热段固定水梁进行换热后排回至除氧器进行二次分离，分离出的饱和水受到给水泵的作用进入到汽包中，并通过热水循环泵排至分配联箱，而后，一部分饱和水先后经过均热段和加热段固定水梁，换热后形成的汽水混合物排回至汽包中，另一部分饱和水先后经过均热段、加热段和预热段活动水梁，换热后形成汽水混合物，也重新排回至汽包，上述汽水混合物在汽包中分离，分离出的饱和水回到分配联箱中，分离出的饱和蒸汽被回收利用。通过上述的方式，回收炉膛内烟气的余热，产生的低压饱和蒸汽又可以用以除去除氧器中的含氧给水；设置固定水梁和活动水梁，可以分别有效地回收加热炉炉膛内的温度，同时，为了防止当步进式加热炉炉内热负荷变化时，还可以将汽包中分离出的饱和蒸汽作为辅助蒸汽补入除氧器中，保证了除氧器的除氧效果和汽化冷却装置的冷却效果的同时，提高了能源利用回收的效率，降低了生产成本。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，装置包括：

除氧器，该除氧器与外界给水连接，除氧器将外界给水进行除氧；

汽包，该汽包的进水口与所述除氧器的第一出水口连接，所述除氧器分离出的部分饱和水排至所述汽包内，所述汽包的出汽口与外部蒸汽管网连通；

分配联箱；

第一固定水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，所述分配联箱的进水口与所述汽包的出水口连接，所述第一固定水梁的进水口与所述分配联箱的第一出水口连接，所述第一固定水梁的出汽口与所述汽包连接；

第二固定水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的固定框架上，所述除氧器的第二出水口与所述第二固定水梁的进水口连接，所述第二固定水梁的出水口与所述除氧器的进气口连接，所述除氧器分离出的另一部分饱和水进入所述第二固定水梁，吸收加热炉炉膛内的部分烟气余热后形成汽水混合物返回所述除氧器，所述第二固定水梁的温度等于或低于所述第一固定水梁的温度；

活动水梁，位于加热炉炉膛内并固定在加热炉的活动框架上，所述活动水梁的进水口与所述分配联箱的第二出水口连接，所述活动水梁的出汽口与所述汽包连接。

2.如权利要求1所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述汽包与所述分配联箱连接的管路上设置有热水循环泵，通过所述热水循环泵将所述汽包内的饱和水抽出所述分配联箱中。

3.如权利要求1所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述汽包的进水口与所述除氧器的出水口连接的管路上设置有给水泵，所述除氧器分离出的部分饱和水经过给水泵打入所述汽包内。

4.如权利要求1所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述汽包的出汽口与所述除氧器的进汽口连接，所述汽包的出汽口与所述除氧器的进汽口连接的管路上设置有蒸汽调节阀。

5.如权利要求1所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，还包括入口步进装置和出口步进装置，所述入口步进装置的第一端与所述分配联箱的第二出口连接，所述活动水梁的进口与所述入口步进装置的第二端连接，所述出口步进装置的第一端与所述活动水梁的出口连接，所述出口步进装置的第二端与所述汽包连接。

6.如权利要求5所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述第二固定水梁包括预热固定水梁，所述第一固定水梁包括加热固定水梁和均热固定水梁，所述活动水梁包括预热活动水梁、加热活动水梁、均热活动水梁，

所述预热段固定水梁、所述加热段固定水梁和所述均热段固定水梁是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的，所述预热段活动水梁、所述加热段活动水梁和所述均热段活动水梁是沿着加热炉内钢坯前进方向布置的，所述加热固定水梁、所述均热固定水梁的温度等于或高于所述预热固定水梁的温度，所述加热活动水梁、所述均热活动水梁的温度等于或高于所述预热活动水梁的温度。

7.如权利要求6所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述分配联箱的第一出水口与所述均热固定水梁的进口连接，所述均热固定水梁的出口与所述加热固定水梁的进口连接，所述加热固定水梁的出口与所述汽包的进气口连接，所述预热固定水梁的进水口与所述除氧器的出水口连接，所述预热固定水梁的出汽口与所述除氧器连接。

8.如权利要求6所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述入口步进装置的第二端与所述均热活动水梁的进口连接，所述均热活动水梁的出口与所述加热活动水梁的进口连接，所述加热活动水梁的出口与所述预热活动水梁的进口连接，所述预热活动水梁的出口与所述出口步进装置的第一端连接。

9.如权利要求6所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述预热固定水梁和预热活动水梁对应炉膛内温度在600摄氏度至1000摄氏度的区域，所述加热固定水梁、均热固定水梁和加热活动水梁、均热活动水梁对应炉膛内温度在1000摄氏度至1400摄氏度的区域。

10.如权利要求5所述的自除氧步进式加热炉汽化冷却装置，其特征在于，所述入口步进装置的第二端和所述出口步进装置的第一端为活动端，所述入口步进装置的第一端和所述出口步进装置的第二端为固定端，所述入口步进装置和出口步进装置与所述活动水梁同步在水平方向上做步进式移动。