CN220083698U - 一种石墨化炉冷却系统 - Google Patents

Abstract

一种石墨化炉冷却系统，包括对石墨化炉各部位进行冷却的换热机构，与所述换热机构出水口连通的冷却塔（1），与所述冷却塔（1）连通的水箱（2），进水口与所述水箱（2）连通、出水口与所述换热机构进水口连通的第一水泵（3），与所述第一水泵（3）并联的第二水泵（4），与所述第一水泵（3）和第二水泵（4）并联的第三水泵（5），分别设置在各水泵（3）进出口管道上的控制阀，分别设置在各水泵（3）出口管道上的压力传感器（8），设置在所述换热机构总进水管上的流量传感器（15）、第四压力传感器（16）和单向阀（17），控制器；所述第一水泵（3）和第二水泵（4）采用第一电源供电，所述第三水泵（5）采用第二电源供电。

Description

一种石墨化炉冷却系统

技术领域

本实用新型涉及石墨化炉技术领域，尤其是涉及一种石墨化炉冷却系统。

背景技术

石墨化炉是一种利用高温生产产品的设备，工作时间长，设备局部温度可高达3000度。目前石墨行业多用艾奇逊间歇性石墨化炉进行石墨及炭素材料生产。艾奇逊石墨化炉在生产过程中炉内最高温度达2800℃，保温层温度在1000℃以上，加热结束后通常采用自然冷却后出料。冷却时间长达30-40天，能量利用率低。在加快石墨化炉生产效率及能源利用方面主要有两种发展方向，一种是使用连续石墨化炉方案，一种则是加快间歇性石墨化炉冷却。

CN116007390A公开了一种带有快速主动冷却系统的石墨化炉，包括：炉体和主动冷却系统，主动冷却系统设有若干个介质回路单元以及用于控制介质回路单元的介质流速的控制单元，每个介质回路单元均在炉体的炉腔内预埋有若干取热管，取热管设有连通介质回路单元的介质流道。石墨化炉一旦断电炉内的高温可使冷却介质瞬间气化产生高压，产生的高压可对设备造成严重的损坏。如何避免设备的损坏，现有技术进行了一些研究，例如CN115406250A公开了一种石墨炉冷却应急系统，所述应急系统包括回水箱、冷却塔，所述回水箱与石墨炉通过回水管路、出水管路连接，所述回水管路上设置第一电磁阀，所述出水管路上设置第二电磁阀，所述回水管路与应急管路连接，所述应急管路上设置第三电磁阀，所述应急管路与储罐连接，所述回水管路与出水管路之间设置补水管路，所述补水管路上设置第四电磁阀，所述回水箱与冷却塔之间设置第一水泵。石墨炉冷却应急方法包括如下步骤：(1)对石墨炉的炉膛中心部位加热，通入冷却水对炉体进行冷却，将石墨炉炉体热量带走返回水箱；(2)进入水箱的高温水进入冷却塔，经冷却后再回到石墨炉进行换热，开启第一、第二电磁阀；(3)若突然停电，第一、第二电磁阀关闭，第三、第四电磁阀开启，第二水泵开启，循环水由储罐提供。当冷却系统缺水时第二水泵打开，同时打开第一阀门，第四电磁阀为常闭电磁阀，关闭第四电磁阀，储罐内的纯水通过第一阀门流入回水箱完成系统补水。补水结束后关闭第一阀门和第二水泵，第二、第三阀门为常开阀，当第二水泵出现故障时关闭第二、第三阀门。

目前，对于石墨化炉的冷却常常采用一备一用供水泵。当供电电源出现故障时，往往二台供水泵都无法开启，仍存在安全风险。

因此，如何提高石墨化炉冷却系统运行的安全稳定性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的至少一个缺陷。为此，本实用新型解决的技术问题在于提出一种石墨化炉冷却系统，能提高石墨化炉冷却系统运行的安全稳定性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的石墨化炉冷却系统，包括对石墨化炉各部位进行冷却的换热机构，与所述换热机构出水口连通的冷却塔，与所述冷却塔连通的水箱，进水口与所述水箱连通、出水口与所述换热机构进水口连通的第一水泵，与所述第一水泵并联的第二水泵，与所述第一水泵和第二水泵并联的第三水泵，设置在所述第一水泵进口管道上的第一控制阀，设置在所述第一水泵出口管道上的第二控制阀和第一压力传感器，设置在所述第二水泵进口管道上的第三控制阀，设置在所述第二水泵出口管道上的第四控制阀和第二压力传感器，设置在所述第三水泵进口管道上的第五控制阀，设置在所述第三水泵出口管道上的第六控制阀和第三压力传感器，设置在所述换热机构总进水管上的流量传感器、第四压力传感器和单向阀，与所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器电连接的控制器；所述第一水泵和第二水泵采用第一电源供电，所述第三水泵采用第二电源供电。

作为进一步的改进技术方案，本实用新型提供的石墨化炉冷却系统，所述石墨化炉具有上盖、筒体、下盖、感应线圈和冷却器；所述换热机构包括分别对所述上盖、筒体、下盖、感应线圈和冷却器进行冷却换热的机构，对所述筒体进行冷却换热的机构包括第一冷却夹套，对所述下盖进行冷却换热的机构包括第二冷却夹套。

在上述改进方案的基础上，作为进一步的改进技术方案，本实用新型提供的石墨化炉冷却系统，所述第一冷却夹套和第二冷却夹套内均设有螺旋导流板。

本实用新型提供的技术方案，石墨化炉冷却系统采用并联的三台水泵供应循环冷却水，三台水泵中其中的一台由第二电源供电，能提高石墨化炉冷却系统运行的安全稳定性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为实施列石墨化炉冷却系统的主视结构示意图；

图2为实施例中的冷却夹套的主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示的石墨化炉冷却系统，包括对石墨化炉各部位进行冷却的换热机构，与所述换热机构出水口连通的冷却塔1，与所述冷却塔1连通的水箱2，进水口与所述水箱2连通、出水口与所述换热机构进水口连通的第一水泵3，与所述第一水泵3并联的第二水泵4，与所述第一水泵3和第二水泵4并联的第三水泵5，设置在所述第一水泵3进口管道上的第一控制阀6，设置在所述第一水泵3出口管道上的第二控制阀7和第一压力传感器8，设置在所述第二水泵4进口管道上的第三控制阀9，设置在所述第二水泵4出口管道上的第四控制阀10和第二压力传感器11，设置在所述第三水泵5进口管道上的第五控制阀12，设置在所述第三水泵5出口管道上的第六控制阀13和第三压力传感器14，设置在所述换热机构总进水管上的流量传感器15、第四压力传感器16和单向阀17，与所述第一控制阀6、第二控制阀7、第三控制阀9、第四控制阀10、第五控制阀12、第六控制阀13、第一水泵3、第二水泵4、第三水泵5、第一压力传感器8、第二压力传感器11、第三压力传感器14和第四压力传感器16电连接的控制器；所述第一水泵3和第二水泵4采用第一电源供电，所述第三水泵5采用第二电源供电。

石墨化炉采用的是感应加热方法，温度最高可升到3000度，高温对炉膛中心部位加热，但炉体需要冷却，所以炉体采用水循环冷却方法，让炉体温度不超过30度，冷却水循环过程是：首先开启第一水泵3或第二水泵4让循环冷却水在管路里循环，冷却水经过对石墨化炉各部位进行冷却的换热机构将石墨炉炉体热量带走，在冷却塔1冷却后返回水箱2循环使用。循环水不够时，可向冷却塔1或水箱2内补充水。正常情况下，第一水泵3和第二水泵4其中的一台运行，此时，该运行水泵的进口管和出口管上的控制阀开启，而备用泵的进口管和出口管上的控制阀关闭，运行水泵的出口管上的压力传感器和换热机构总进水管上的流量传感器15、第四压力传感器16均向PLC传送正常信息。当运行水泵出现故障时，例如压力下降到低于设定压力值，流量下降到低于设定值，此时运行水泵的出口管上的压力传感器、流量传感器15和第四压力传感器16向控制器（例如PLC）传送故障信息控制器控制开启备用泵的进口管和出口管上的控制阀，启动备用泵，关闭原运行水泵的进口管和出口管上的控制阀，停止原运行泵的运行。如果突然停电或其它原因第一水泵3和第二水泵4均不能正常运行时，例如切换第一水泵3或第二水泵4运行后，压力和流量仍低于设定压力值或者切换过程中无法启用备用泵，流量传感器15和第四压力传感器16向控制器传送故障信息，控制器（PLC）控制开启第三水泵5的进口管上的第五控制阀12和出口管上的第六控制阀13，启动第三水泵5，第三水泵5由第二电源供电。第二电源包括是电网来电，充电贮能电源或发电机组，若为发电机组，还包括控制器（PLC）控制发电机组启动。

本实用新型提供的石墨化炉冷却系统在第一水泵3和第二水泵4正常运行时突然断电，第一水泵3和第二水泵4均不能正常运行时，第一控制阀6、第二控制阀7、第三控制阀9和第四控制阀10均关闭，防止第三水泵5泵送的冷却水倒灌到水箱2。第五控制阀12、第六控制阀13打开，第三水泵5由第二电源供电运行，将水箱2内储存的冷却水送入冷却系统，使石墨化炉缓慢进行降温或维持正常生产，保证设备和系统安全。单向阀17防止换热机构里面的冷却水回流到水箱2。

本实用新型提供的技术方案，石墨化炉冷却系统采用并联的三台水泵供应循环水，三台水泵中其中的一台由第二电源供电，能提高石墨化炉冷却系统运行的安全稳定性。

作为其中的部分实施例，如图1所示，所述石墨化炉具有上盖18、筒体19、下盖20、感应线圈21和冷却器22；所述换热机构包括分别对所述上盖18、筒体19、下盖20、感应线圈21和冷却器22进行冷却换热的机构，对所述筒体19进行冷却换热的机构包括第一冷却夹套23，对所述下盖20进行冷却换热的机构包括第二冷却夹套24。所述第一冷却夹套23和第二冷却夹套24内均设有螺旋导流板25。

本实用新型不限于以上优选实施方式，还可在本实用新型权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种石墨化炉冷却系统，包括对石墨化炉各部位进行冷却的换热机构，与所述换热机构出水口连通的冷却塔（1），与所述冷却塔（1）连通的水箱（2），进水口与所述水箱（2）连通、出水口与所述换热机构进水口连通的第一水泵（3），与所述第一水泵（3）并联的第二水泵（4）；其特征在于，还具有与所述第一水泵（3）和第二水泵（4）并联的第三水泵（5），设置在所述第一水泵（3）进口管道上的第一控制阀（6），设置在所述第一水泵（3）出口管道上的第二控制阀（7）和第一压力传感器（8），设置在所述第二水泵（4）进口管道上的第三控制阀（9），设置在所述第二水泵（4）出口管道上的第四控制阀（10）和第二压力传感器（11），设置在所述第三水泵（5）进口管道上的第五控制阀（12），设置在所述第三水泵（5）出口管道上的第六控制阀（13）和第三压力传感器（14），设置在所述换热机构总进水管上的流量传感器（15）、第四压力传感器（16）和单向阀（17），与所述第一控制阀（6）、第二控制阀（7）、第三控制阀（9）、第四控制阀（10）、第五控制阀（12）、第六控制阀（13）、第一水泵（3）、第二水泵（4）、第三水泵（5）、第一压力传感器（8）、第二压力传感器（11）、第三压力传感器（14）和第四压力传感器（16）电连接的控制器；所述第一水泵（3）和第二水泵（4）采用第一电源供电，所述第三水泵（5）采用第二电源供电。

2.根据权利要求1所述的石墨化炉冷却系统，其特征在于，所述石墨化炉具有上盖（18）、筒体（19）、下盖（20）、感应线圈（21）和冷却器（22）；所述换热机构包括分别对所述上盖（18）、筒体（19）、下盖（20）、感应线圈（21）和冷却器（22）进行冷却换热的机构，对所述筒体（19）进行冷却换热的机构包括第一冷却夹套（23），对所述下盖（20）进行冷却换热的机构包括第二冷却夹套（24）。

3.根据权利要求2所述的石墨化炉冷却系统，其特征在于，所述第一冷却夹套（23）和第二冷却夹套（24）内均设有螺旋导流板（25）。