CN220624916U - 一种电炉冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电炉冷却系统，包括循环冷却回路以及连通于循环冷却回路内的冷却段、换热部和循环泵；冷却段用于对电炉进行冷却，循环泵用于为循环冷却回路内的循环水提供流通动力；换热部包括并联布置的第一支路和第二支路，第一支路连通有第一阀和空冷器，第二支路连通有第二阀和换热器；换热器连通于外部供暖回路中，供暖回路内流通的供暖介质能够通过换热器与循环水换热。该电炉冷却系统能够简化系统的整体结构，并能够回收利用余热资源，提高经济性。

Description

一种电炉冷却系统

技术领域

本申请涉及电炉冷却技术领域，具体涉及一种电炉冷却系统。

背景技术

电弧炉(以下简称“电炉”)是一种利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉，是炼钢工艺一种主要的冶炼设备。电炉在炼钢过程中，电炉炉壳、炉盖、水冷弯头等均为高温部件，需要大量循环冷却水进行降温，确保电炉冶炼过程各部件的正常运转。

电炉冷却所用的循环冷却回路为全密闭循环，现有技术中，通常采用蒸发式空冷器对循环冷却回路内的循环水进行冷却。但采用蒸发式空冷器冷却方式需设喷淋水系统，需设喷淋水泵及喷淋水池，增加喷淋水蒸发损失，总体运行不节能。增加喷淋水池、喷淋水泵及喷淋水管网，系统组成复杂，运行维护工程量大。并且余热资源无法回收利用，造成浪费。

因此，如何提供一种电炉冷却系统，能够简化系统的整体结构，并能够回收利用余热资源，提高经济性。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电炉冷却系统，能够简化系统的整体结构，并能够回收利用余热资源，提高经济性。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电炉冷却系统，包括循环冷却回路以及连通于所述循环冷却回路内的冷却段、换热部和循环泵；所述冷却段用于对电炉进行冷却，所述循环泵用于为所述循环冷却回路内的循环水提供流通动力；所述换热部包括并联布置的第一支路和第二支路，所述第一支路连通有第一阀和空冷器，所述第二支路连通有第二阀和换热器；所述换热器连通于外部供暖回路中，所述供暖回路内流通的供暖介质能够通过所述换热器与所述循环水换热。

换热部包括并联布置的第一支路和第二支路，其中，第一支路连通有第一阀和空冷器，第二支路连通有第二阀和换热器，换热器还连通于外部供暖回路中，供暖回路内流通有供暖介质，循环水经冷却段加热后流经换热器时，能够与供暖回路内的供暖介质发生换热，使得供暖介质温度升高，循环水温度降低，实现循环水余热回收利用，提高经济效益。

详细的讲，在冬季环境温度较低时，有供暖需求，此时，可关闭第一阀，开启第二阀，第一支路断开，仅有第二支路连通于循环冷却回路内，循环水完全流入换热器并为供暖回路供热，或者，也可以第一阀和第二阀同时开启，根据供暖需求通过第一阀和第二阀调节第一支路和第二支路的循环水流量，在满足供暖需求的情况下，其余循环水通过空冷器冷却，而在温度较高无需供暖时，可关闭第二阀，开启第一阀，通过空冷器对循环水进行冷却。

也就是说，该电炉冷却系统仅需在通过空冷器对循环水进行冷却的基础上，通过设置与空冷器并联的换热器，通过换热器将循环水的余热回收并用于为供暖系统供热，当项目建设地有冬季采暖需要时，可利用全部或部分循环水回水余热，作为供暖热源，与供暖回路内的供暖介质进行热交换，充分利用电炉冷却水的废热，降低空冷器运行负荷，整体结构简单，并可达到高效、节能降耗，绿色运行的目标。

可选地，所述第一支路包括多条空冷支路，各所述空冷支路分别设有空冷阀和所述空冷器，各所述空冷器分别设有相互独立的风机。

可选地，所述第一支路还包括与各所述空冷支路并联的旁通支路，所述旁通支路设有旁通阀。

可选地，还包括补水管和设于所述补水管的补水阀，所述补水管与所述循环冷却回路连通，并用于向所述循环冷却回路补充循环水。

可选地，还包括应急补水管和设于所述应急补水管的应急补水阀，所述应急补水管与所述循环冷却回路连通，并用于向所述循环冷却回路补充循环水，且所述应急补水管的补充流量大于所述补水管的补充流量。

可选地，还包括稳压缓冲罐，所述稳压缓冲罐包括罐体，所述罐体内的下部有循环水，所述罐体内的上部填充有氮气，所述罐体的底部与所述循环冷却回路连通。

可选地，所述循环冷却回路还连通有旁通过滤器。

可选地，所述循环冷却回路还连通有加药装置。

可选地，所述循环冷却回路的低处位置还连通有放空管，所述放空管设有放空阀。

可选地，所述循环泵包括并联布置的电泵和柴油机泵。

附图说明

图1是本申请实施例所提供的电路冷却系统的结构示意图；

图2是图1中换热部的结构示意图。

附图1-图2中，附图标记说明如下：

1冷却段；

2换热部，21第一支路，211第一阀，212空冷器，213风机，214空冷支路，215空冷阀，216旁通支路，217旁通阀，22第二支路，221第二阀，222换热器，223换热支路，224换热阀；

3循环泵，31电泵，32柴油机泵；

4补水管，41补水阀；

5应急补水管，51应急补水阀；

6稳压缓冲罐，61罐体；

7加药装置；

8放空管，81放空阀；

91炉壳，92炉盖，93水冷弯头；

10供暖回路。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步的详细说明。

电弧炉(以下简称“电炉”)是一种利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉，是炼钢工艺一种主要的冶炼设备。电炉在炼钢过程中，电炉炉壳、炉盖、水冷弯头等均为高温部件，需要大量冷却水进行降温，确保电炉冶炼过程各部件的正常运转。

本实施例提供另一种电炉冷却系统，如图1所示，该电炉冷却系统包括循环冷却回路以及连通于循环冷却回路内的冷却段1、换热部2和循环泵3，其中，冷却段1用于对电炉的各部件进行冷却，循环泵3用于为循环冷却回路内的循环水提供流通动力，循环水在经过冷却段1后温度升高，然后沿循环冷却回路流至换热部2降温冷却后，再经循环泵3加压并沿循环冷却回路回流至冷却段1，从而实现持续地对电炉的各部件进行冷却。

循环冷却回路是封闭的，内部循环流动的循环水不与外界环境接触，循环水水质没有污染，在沿循环冷却回路内循环流动的过程中，仅有水温发生变化，因此，回水余压可充分利用，循环泵3扬程仅用于克服整个系统的阻力损失，相比开路循环水系统，循环泵3运行电耗降低约20％，显然能够保证该电炉冷却系统节能、高效的运行。

换热部2包括并联布置的第一支路21和第二支路22，其中，第一支路21连通有第一阀211和空冷器212，第二支路22连通有第二阀221和换热器222，换热器222还连通于外部供暖回路10中，供暖回路10内流通有供暖介质，循环水经冷却段1加热后流经换热器222时，能够与供暖回路10内的供暖介质发生换热，使得供暖介质温度升高，循环水温度降低，实现循环水余热回收利用，提高经济效益。

详细的讲，在冬季环境温度较低时，有供暖需求，此时，可关闭第一阀211，开启第二阀221，第一支路21断开，仅有第二支路22连通于循环冷却回路内，循环水完全流入换热器222并为供暖回路10供热，或者，也可以第一阀211和第二阀221同时开启，根据供暖需求通过第一阀211和第二阀221调节第一支路21和第二支路22的循环水流量，在满足供暖需求的情况下，其余循环水通过空冷器212冷却，而在温度较高无需供暖时，可关闭第二阀221，开启第一阀211，通过空冷器212对循环水进行冷却。

也就是说，本实施例所提供的电炉冷却系统，仅需在通过空冷器212对循环水进行冷却的基础上，通过设置与空冷器212并联的换热器222，通过换热器222将循环水的余热回收并用于为供暖系统供热，当项目建设地有冬季采暖需要时，可利用全部或部分循环水回水余热，作为供暖热源，与供暖回路10内的供暖介质进行热交换，充分利用电炉冷却水的废热，降低空冷器212运行负荷，整体结构简单，并可达到高效、节能降耗，绿色运行的目标。

具体的，电炉的各部件包括但不限于电路的炉壳91、炉盖92和水冷弯头93等，各部件内分别设置有水套，水套连通于冷却段1内，循环水在流经水套时，能够对对应的部件进行冷却，并且，各水套并列布置，以保证对各部件的冷却效果。

如图1和图2所示，第一支路21包括多条空冷支路214，每条空冷支路214分别设有空冷阀215和空冷器212，并且各空冷器212分别设有相互独立的风机213。

如此设置，每条空冷支路214的空冷器212可以分别单独连通于循环冷却回路内，灵活性好。具体的，当某一条空冷支路214的空冷阀215开启后，该空冷支路214的风机213也开启，并对循环水进行冷却，而空冷阀215的开启数量及各风机213的开启情况，可根据循环水的冷却需要设置即可。

如第二阀221开启，并通过换热器222对循环水进行冷却以实现供暖需求时，连通于循环冷却回路内的空冷器212数量可适当减少，当环境温度较高，无需供暖时，空冷器212连通于循环冷却回路内的数量可适当增加。

如图1或2所示的实施例中，空冷支路214的数量为两条，当然，空冷支路214的数量还可以是三条、四条或更多条均可。

电炉炉壳91、炉盖92、水冷弯头93对循环水进水温度根据电炉工艺设备确定，可采用高温冷却水，冷却段1的进水温度不高于65℃，经过冷却段1后，循环水的温升△t＝15℃,回水温度不高于80℃，能够满足电炉工艺生产要求。循环水回水进入空冷器212管束内，通过空冷器212上部风机213引风，空冷器212下部和侧方冷空气交换冷却管束内循环水。每组空冷器212设两台风机213，每组空冷器212的风机213均可自动控制运行。循环水供水温度与空冷器212风机213自动连锁控制。

为方便说明，以电炉冷却系统的循环水量为2200m³/h、空冷支路214有五条，共有五组空冷器212，每组空冷器212设有两台风机213，共十台风机213(分别为F1～F10)为例，空冷器212风机213运行与循环水温度连锁控制方案如表1所示：

表1空冷器风机自动运行温度表(℃)

具体的，当循环水供水温度呈升高趋势时：

循环水供水温度达到59℃时，风机F1、F2开启，其它风机关停；

循环水供水温度达到60℃时，风机F1、F2、F3、F4开启，其它风机关停；

循环水供水温度达到61℃时，风机F1、F2、F3、F4、F5、F6开启，其它风机关停；

循环水供水温度达到62℃时，风机F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8开启，其它风机关停；

循环水供水温度达到63℃时，风机F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10全部开启。

当循环水供水温度呈下降趋势时：

循环水供水温度达到59℃时，风机F9、F10关停，其它风机开启；

循环水供水温度达到58℃时，风机F7、F8、F9、F10关停，其它风机开启；

循环水供水温度达到57℃时，风机F5、F6、F7、F8、F9、F10关停，其它风机开启；

循环水供水温度达到56℃时，风机F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10关停，其它风机开启；

循环水供水温度达到55℃时，风机F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10全部关停，采用空气自然冷却降温。

根据循环水供水温度与空冷器212风机213运行控制要求，在夏、秋季，气温较高时，主要采用风机213冷却降温。在冬季、春季，气温较低时，可采用自然冷却降温或部分风机213灵活运行，不开或少开空冷器212风机213，实现节能运行，降低风机213运行电耗。

如图1和图2所示，第一支路21还包括与空冷支路214并联的旁通支路216，该旁通支路216设有旁通阀217，旁通支路216内并没有设置空冷器212，当需要对各空冷支路214的空冷器212进行维修时，可开启旁通阀217并关闭各空冷阀215，使得循环水能够沿旁通支路216流动。

如图1和图2所示，第二支路22包括两条并联的换热支路223，每条换热支路223内分别设有换热阀224和换热器222，并且各换热器222分别与供暖回路10连通，具体可根据供暖温度需求，通过各换热阀224调节连通于供暖回路10的换热器222的数量。当然，换热支路223的数量也可以是三条或更多条均可。换热器222可以采用板式换热器222。

如图1所示，该电炉冷却系统还包括补水管4和补水阀41，其中，补水管4与循环冷却回路连通，并用于向循环冷却回路内补入循环水，补水阀41用于控制该补水管4的通断。不难理解，常规工况下，补水阀41处于关闭状态，当需要通过补水管4向循环冷却回路内补水时，补水阀41开启。

由于循环冷却回路内的循环水与外界不接触，无蒸发损失，循环水系统在长期运行中，正常运行情况下不用补充水，仅在设备、管道、阀门等出现渗漏或更换检修设备时，需通过补水管4补充少量循环水，补充水量小于系统循环水量的0.1％。

如图1所示，该电炉冷却系统还包括应急补水管5和应急补水阀51，其中，应急补水管5与循环冷却回路连通，并用于向循环冷却回路内补入应急循环水，应急补水阀51用于控制该应急补水管5的通断。

该应急补水管5的补充流量要大于补水管4的补充流量，其中，补水管4用于常规工况下向循环冷却回路内补充循环水，该补充量较小，而当系统发生紧急情况如泄露时，需要补水，或者向循环冷却回路内充水时，可通过应急补水管5向循环冷却回路内补水，以确保该电炉冷却系统的正常运转。

当然，也可以通过一个补水管4实现常规补水和应急补水，而补水管4和应急补水管5的设置，能够便于常规小流量补水和应急状态下的大流量快速补水操作。

如图1所示，该电炉冷却系统还包括稳压缓冲罐6，该稳压缓冲罐6包括罐体61，罐体61内的下部有循环水，罐体61内的上部填充有氮气，罐体61的底部与循环冷却回路连通。通过罐体61内上部氮气的压力获知循环冷却回路内的循环水量，当压力在预设压力范围内时，循环冷却回路内的循环水量满足正常冷却需求，补水阀41和应急补水阀51关闭，当压力小于预设压力范围时，需要通过补水管4或应急补水管5向循环冷却回路内补充循环水，并根据压力下降速度判断开启补水阀41还是应急补水阀51，补水后，可根据罐体61内压力的大小判断是否补水完成。

该稳压缓冲罐6的设置，便于对循环冷却回路内的水量进行监控，具体的，稳压缓冲罐6内的压力检测元件可与补水阀41、应急补水阀51信号连接，以实现自动补水。或者压力检测元件可与补水阀41信号连接，应急补水阀51可以是手动阀。而压力检测元件如何与补水阀41、应急补水阀51信号连接实现自动补水，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

在该电炉冷却系统内，循环水采用除盐水，解决了在高温运行条件下设备、管道结垢问题，提高设备换热效率和使用寿命。补水管4和应急补水管5分别用于向循环冷却回路内补充除盐水。

该循环冷却回路还连通有旁通过滤器(图中未示出)，该旁通过滤器用于对循环冷却回路内的循环水进行过滤，具体的过滤水量大约为循环水量的5％，滤网过滤精度可以设置为0.1mm，如此可防止设备、管道初次运行或检修后重新运行时，系统管网或设备中的杂质颗粒进入循环水，堵塞设备。该旁滤过滤器可根据进水、出水压差，定期反洗排出循环水中杂质颗粒。

如图1所示，循环冷却回路还设有加药装置7，用于向循环冷却回路内添加药剂，具体可根据系统补水情况及循环水水质检测报告，定期向循环冷却回路内投加杀菌及阻垢剂等药剂，确保系统管网及设备长期稳定运行。

如图1和图2所示，循环冷却回路还连通有放空管8，放空管8设于循环冷却回路的低处位置，并用于将循环水排出。该放空管8设有放空阀81，正常工况下，放空阀81处于关闭状态，当系统发生故障需要维修等需要将循环冷却回路内的循环水排出时，可打开放空阀81，并将循环水排出即可。具体的，放空阀81的数量不做限制，可以是如图1所示的两个，也可以是一个、三个或更多个均可。具体可根据循环冷却回路的位置布置情况设置，在其中最低位置处设置，或者在多个低处位置分别设置，确保循环冷却回路内的循环水能够由放空管8完全放出，避免长时间不使用导致管路内发生锈蚀等情况。

如图1所示，循环泵3包括电泵31和柴油机泵32，其中，电泵31和柴油机泵32并联，并能够分别为循环冷却回路内的循环水提供流通动力。正常工况下，可通过电泵31为循环水提供动力，而当发生停电等极端情况时，可通过柴油机泵32为循环水提供动力，保证该循环冷却回路的稳定运行。

具体的，电泵31的数量可以是两个或更多个，并且各电泵31并联布置，同样的，柴油机泵32的数量可以是如图1所示的一个，也可以是包括两个或更多个，各柴油机泵32也并联布置。不难理解，每个电泵31和柴油机泵32所在支路都分别对应设有开关阀。

以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电炉冷却系统，其特征在于，包括循环冷却回路以及连通于所述循环冷却回路内的冷却段(1)、换热部(2)和循环泵(3)；

所述冷却段(1)用于对电炉进行冷却，所述循环泵(3)用于为所述循环冷却回路内的循环水提供流通动力；

所述换热部(2)包括并联布置的第一支路(21)和第二支路(22)，所述第一支路(21)连通有第一阀(211)和空冷器(212)，所述第二支路(22)连通有第二阀(221)和换热器(222)；

所述换热器(222)连通于外部供暖回路(10)中，所述供暖回路(10)内流通的供暖介质能够通过所述换热器(222)与所述循环水换热。

2.根据权利要求1所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述第一支路(21)包括多条空冷支路(214)，各所述空冷支路(214)分别设有空冷阀(215)和所述空冷器(212)，各所述空冷器(212)分别设有相互独立的风机(213)。

3.根据权利要求2所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述第一支路(21)还包括与各所述空冷支路(214)并联的旁通支路(216)，所述旁通支路(216)设有旁通阀(217)。

4.根据权利要求1所述的电炉冷却系统，其特征在于，还包括补水管(4)和设于所述补水管(4)的补水阀(41)，所述补水管(4)与所述循环冷却回路连通，并用于向所述循环冷却回路补充循环水。

5.根据权利要求4所述的电炉冷却系统，其特征在于，还包括应急补水管(5)和设于所述应急补水管(5)的应急补水阀(51)，所述应急补水管(5)与所述循环冷却回路连通，并用于向所述循环冷却回路补充循环水，且所述应急补水管(5)的补充流量大于所述补水管(4)的补充流量。

6.根据权利要求4或5所述的电炉冷却系统，其特征在于，还包括稳压缓冲罐(6)，所述稳压缓冲罐(6)包括罐体(61)，所述罐体(61)内的下部有循环水，所述罐体(61)内的上部填充有氮气，所述罐体(61)的底部与所述循环冷却回路连通。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述循环冷却回路还连通有旁通过滤器。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述循环冷却回路还连通有加药装置(7)。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述循环冷却回路的低处位置还连通有放空管(8)，所述放空管(8)设有放空阀(81)。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电炉冷却系统，其特征在于，所述循环泵(3)包括并联布置的电泵(31)和柴油机泵(32)。