RU2448315C1 - Melting facility cooling system - Google Patents
Melting facility cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448315C1 RU2448315C1 RU2010150018/02A RU2010150018A RU2448315C1 RU 2448315 C1 RU2448315 C1 RU 2448315C1 RU 2010150018/02 A RU2010150018/02 A RU 2010150018/02A RU 2010150018 A RU2010150018 A RU 2010150018A RU 2448315 C1 RU2448315 C1 RU 2448315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- cooling
- water
- pressure
- suction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для охлаждения металлургических агрегатов, например доменных печей, нагревательных печей толкательного типа.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used to cool metallurgical units, for example, blast furnaces, pusher type heating furnaces.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является, выбранная в качестве прототипа, система охлаждения доменной печи, содержащая секции охлаждения, каждая из которых состоит из охлаждаемых зон, которые соединены с подводящими и отводящими коллекторами, циркуляционный насос, соединенный всасывающим магистральным трубопроводом с баком и напорным магистральным трубопроводом с подводящими коллекторами зон охлаждения. Отводящие коллекторы каждой зоны охлаждения соединены с отводящими трубопроводами. Эта система охлаждения доменной печи оборудована сборным коллектором нижней зоны охлаждения и сборным коллектором верхней зоны охлаждения. При этом сборный коллектор нижней зоны охлаждения соединен отводящим трубопроводом с подводящим коллектором верхней зоны охлаждения. Сборный коллектор верхней зоны охлаждения соединен всасывающим магистральным трубопроводом через циркуляционный насос с напорным магистральным трубопроводом. Система также оборудована баком, который расположен выше отводящих коллекторов верхней зоны охлаждения и соединен со всасывающим магистральным трубопроводом; теплообменником, который установлен на всасывающем магистральном трубопроводе; устройством для подпитки воды, соединенным электроавтоматикой с датчиком уровня воды в баке; устройством для создания повышенного давления газа в баке (патент UA №76652, МПК С21В 7/10, опубл. 15.08.2006, Бюл. №8, 2006).The closest set of features to the claimed object is, selected as a prototype, a blast furnace cooling system containing cooling sections, each of which consists of cooling zones that are connected to the inlet and outlet manifolds, a circulation pump connected to the tank by the suction main and pressure main pipeline with inlet collectors of cooling zones. The outlet manifolds of each cooling zone are connected to the outlet pipelines. This blast furnace cooling system is equipped with a prefabricated collector of the lower cooling zone and a prefabricated collector of the upper cooling zone. In this case, the collector of the lower cooling zone is connected by a discharge pipe to the inlet collector of the upper cooling zone. The collector of the upper cooling zone is connected by a suction main pipe through a circulation pump to a pressure main pipe. The system is also equipped with a tank, which is located above the outlet manifolds of the upper cooling zone and is connected to the suction main pipe; a heat exchanger that is installed on the intake manifold; a device for replenishing water, connected electroautomatically with a sensor of the water level in the tank; a device for creating increased gas pressure in the tank (patent UA No. 76652, IPC СВВ 7/10, publ. 08/15/2006, Bull. No. 8, 2006).
У заявляемой системы охлаждения металлургического агрегата и выбранного прототипа совпадают такие существенные признаки. Обе системы содержат охлаждаемую секцию, состоящую из зон охлаждения с охлаждаемыми элементами, которые соединены с подводящими и отводящими коллекторами; бак, который расположен выше отводящих коллекторов; циркуляционный насос, соединенный всасывающим магистральным трубопроводом с баком и напорным магистральным трубопроводом с подводящими коллекторами зон охлаждения; отводящие трубопроводы, соединенные с отводящими коллекторами каждой зоны охлаждения; устройство для подпитки воды в системе охлаждения, соединенное электроавтоматикой с датчиком уровня воды в баке; устройство для создания повышенного давления газа в баке и теплообменник.The claimed cooling system of the metallurgical unit and the selected prototype coincide with such essential features. Both systems contain a cooled section, consisting of cooling zones with cooled elements that are connected to the inlet and outlet manifolds; a tank that is located above the outlet manifolds; a circulation pump connected by a suction main pipe to the tank and a pressure main pipe with the supply manifolds of the cooling zones; outlet pipelines connected to outlet manifolds of each cooling zone; a device for replenishing water in the cooling system, connected electroautomatically with a water level sensor in the tank; a device for creating increased gas pressure in the tank and a heat exchanger.
Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого нового технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. Охлаждение металлургического агрегата недостаточно надежно и эффективно из-за того, что температура охлаждающей воды, которая подается в каждую зону охлаждения каждой охлаждаемой секции, неодинакова. В каждую последующую зону охлаждения данной охлаждаемой секции подается вода уже нагретая в предыдущей зоне охлаждения, из-за чего, при нарушении работы в одной зоне охлаждения, нарушается работа всей системы охлаждения металлургического агрегата. При этом расход охлаждающей воды в каждой охлаждаемой зоне при последовательном прохождении водой всех охлаждаемых зон одинаков, что затрудняет обеспечение эффективного охлаждения зон, находящихся в разных температурных условиях. Кроме того, при выходе из строя циркуляционного насоса система охлаждения в аварийном режиме не работает, а образование в охлаждаемых элементах паров воды может привести к разрушению всей системы охлаждения металлургического агрегата.Analysis of the technical properties of the prototype, due to its features, shows that such reasons impede the receipt of the expected new technical result when using the prototype. The cooling of the metallurgical unit is not sufficiently reliable and efficient due to the fact that the temperature of the cooling water that is supplied to each cooling zone of each cooled section is not the same. Water already heated in the previous cooling zone is supplied to each subsequent cooling zone of this cooled section, because of which, if the operation in one cooling zone is disrupted, the entire cooling system of the metallurgical unit is disrupted. At the same time, the flow rate of cooling water in each cooled zone during the sequential passage of all the cooled zones by water is the same, which makes it difficult to ensure effective cooling of zones in different temperature conditions. In addition, if the circulation pump fails, the cooling system does not work in emergency mode, and the formation of water vapor in the cooled elements can lead to the destruction of the entire cooling system of the metallurgical unit.
В основу заявляемого объекта поставлена техническая задача создать такую систему охлаждения металлургического агрегата, в которой усовершенствования путем введения новых элементов и новых связей между элементами позволяют при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и эффективности охлаждения металлургического агрегата.The claimed object is based on the technical task of creating such a cooling system for a metallurgical unit in which improvements by introducing new elements and new connections between the elements make it possible to achieve a technical result when using the inventive object, which consists in increasing the reliability and efficiency of cooling of a metallurgical unit.
Заявляемая система охлаждения металлургического агрегата содержит охлаждаемую секцию, состоящую из зон охлаждения с охлаждаемыми элементами, которые соединены с подводящими и отводящими коллекторами, бак, расположенный выше отводящих коллекторов, циркуляционный насос, всасывающий и напорный магистральные трубопроводы, общий подводящий трубопровод, отводящие трубопроводы, соединенные с отводящими коллекторами каждой зоны охлаждения, устройство для подпитки воды в системе охлаждения, соединенное электроавтоматикой с датчиком уровня воды в баке, устройство для создания повышенного давления газа в баке и теплообменник. Отличительной особенностью заявляемой системы охлаждения металлургического агрегата является следующее. Заявляемая система охлаждения металлургического агрегата снабжена общим раздающим коллектором, выполненным из всасывающего и напорного участков, разделенных запорной арматурой, трубопроводом технической воды резервного назначения и сливными желобами. Причем всасывающий участок общего раздающего коллектора соединен всасывающим магистральным трубопроводом с циркуляционным насосом и общим подводящим трубопроводом с баком, а напорный участок общего раздающего коллектора соединен с напорным магистральным трубопроводом, с подводящими коллекторами каждой зоны охлаждения и через запорную арматуру с трубопроводом технической воды резервного назначения. При этом отводящие коллекторы каждой зоны охлаждения соединены через запорную арматуру со сливными желобами и отводящими трубопроводами с баком, а выходы отводящих трубопроводов расположены выше уровня воды в баке, который снабжен патрубком для выпуска пара с установленной на нем запорной арматурой.The inventive cooling system of a metallurgical unit comprises a cooling section, consisting of cooling zones with cooled elements that are connected to the inlet and outlet manifolds, a tank located above the outlet manifolds, a circulation pump, suction and pressure main pipelines, a common supply pipe, outlet pipelines connected to exhaust manifolds of each cooling zone, a device for replenishing water in the cooling system, connected automatically with a level sensor I have water in the tank, a device for creating increased gas pressure in the tank and a heat exchanger. A distinctive feature of the inventive cooling system of a metallurgical unit is the following. The inventive cooling system of a metallurgical unit is equipped with a common distributing manifold made of suction and pressure sections, separated by shutoff valves, a pipeline for technical backup water and drain gutters. Moreover, the suction section of the common distributing collector is connected to the suction main pipe with a circulation pump and the common supply pipe to the tank, and the pressure section of the general distributing collector is connected to the pressure main pipe, with the supply manifolds of each cooling zone and through shut-off valves with the pipeline for technical backup water. In this case, the outlet manifolds of each cooling zone are connected through shut-off valves to drain channels and outlet pipelines with a tank, and the outlets of the outlet pipelines are located above the water level in the tank, which is equipped with a steam outlet with shut-off valves installed on it.
В отдельных случаях выполнения система охлаждения металлургического агрегата характеризуется тем, что:In some cases, the performance of the cooling system of a metallurgical unit is characterized in that:
- уровень воды в баке определен из условия обеспечения заданной продолжительности работы системы в аварийном режиме с использованием испарительного охлаждения с естественной циркуляцией;- the water level in the tank is determined from the condition of ensuring a given duration of the system in emergency mode using evaporative cooling with natural circulation;
- теплообменник установлен на напорном магистральном трубопроводе.- the heat exchanger is installed on the pressure head pipeline.
При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности и эффективности охлаждения металлургического агрегата.When using the inventive object, the achievement of a technical result is achieved, which consists in increasing the reliability and cooling efficiency of a metallurgical unit.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом имеется такая причинно-следственная связь. Снабжение системы охлаждения металлургического агрегата общим раздающим коллектором, выполненным из всасывающего и напорного участков, разделенных запорной арматурой, соединение всасывающего участка всасывающим магистральным трубопроводом с циркуляционным насосом и общим подводящим трубопроводом с баком, соединение напорного участка с напорным магистральным трубопроводом и с подводящими коллекторами каждой зоны охлаждения, соединение отводящих коллекторов каждой зоны охлаждения с баком отводящими трубопроводами, выходы которых расположены выше уровня воды в баке, обеспечивает параллельную (а не последовательную) подачу охлажденной в теплообменнике воды ко всем зонам охлаждения и выравнивание давления и температуры охлаждающей воды, поступившей в бак через отводящие трубопроводы от всех охлаждаемых зон, перед новым циклом подачи воды из бака в общий раздающий коллектор. При этом температура охлаждающей воды, которая подается в каждую зону охлаждения охлаждаемой секции, будет одинакова, и нарушение работы в одной зоне охлаждения не будет нарушать работу всей системы охлаждения металлургического агрегата. Кроме того, при параллельном прохождении водой всех охлаждаемых зон можно задавать разный расход охлаждающей воды в каждой охлаждаемой зоне, что облегчает обеспечение эффективного охлаждения зон, находящихся в разных температурных условиях.Between the totality of the essential features of the claimed object and the achieved technical result there is such a causal relationship. Supply of the cooling system of the metallurgical unit with a common distributing manifold made of suction and pressure sections separated by shutoff valves, connecting the suction section with a suction main pipe with a circulation pump and a common supply pipe with a tank, connecting the pressure section with a pressure main pipe and with supply headers of each cooling zone connection of the outlet manifolds of each cooling zone with the tank by the outlet pipelines, the outputs of which located above the water level in the tank, it provides a parallel (and not sequential) supply of chilled water in the heat exchanger to all cooling zones and equalizes the pressure and temperature of the cooling water entering the tank through the discharge pipes from all cooled zones, before a new cycle of supplying water from the tank to general distributor. In this case, the temperature of the cooling water that is supplied to each cooling zone of the section to be cooled will be the same, and malfunctioning in one cooling zone will not disrupt the operation of the entire cooling system of the metallurgical unit. In addition, with the parallel passage of water of all cooled zones, you can set a different flow rate of cooling water in each cooled zone, which makes it easier to ensure effective cooling of zones in different temperature conditions.
Разделение общего раздающего коллектора запорной арматурой на всасывающий участок и напорный участок, при этом всасывающий участок соединен с циркуляционным насосом и баком, а напорный участок соединен с напорным магистральным трубопроводом и с подводящими коллекторами каждой зоны охлаждения; снабжение бака патрубком для выпуска пара с установленной на нем запорной арматурой обеспечивает возможность работы системы в аварийном режиме с использованием испарительного охлаждения с естественной циркуляцией при обесточивании системы (отключении электроснабжения циркуляционного насоса) путем возвращения в бак образовавшейся в охлаждаемых элементах пароводяной смеси за счет разности удельного веса воды и удельного веса пароводяной смеси, отвода пара из бака и возвращения воды самотеком с высоты расположения бака в охлаждаемые элементы.Separation of the common distribution manifold by shutoff valves to the suction section and the pressure section, while the suction section is connected to the circulation pump and the tank, and the pressure section is connected to the discharge main pipe and to the supply manifolds of each cooling zone; supplying a tank with a steam outlet with shutoff valves installed on it allows the system to operate in emergency mode using evaporative cooling with natural circulation when the system is de-energized (turning off the power supply to the circulation pump) by returning the steam-water mixture formed in the cooled elements due to the difference in specific gravity water and the specific gravity of the steam-water mixture, the removal of steam from the tank and the return of water by gravity from the height of the tank to the cooled elements.
Снабжение системы охлаждения трубопроводом технической воды резервного назначения, соединенным через запорную арматуру с напорным участком общего раздающего коллектора, и соединение отводящих коллекторов каждой зоны охлаждения через запорную арматуру со сливными желобами обеспечивает возможность выборочного охлаждения секций металлургического агрегата технической водой при отсутствии химически очищенной воды или в случае технологической необходимости, или при аварийном охлаждении после исчерпания запаса химически очищенной воды в баке.Providing a cooling system with a backup industrial water pipe connected through shut-off valves to the pressure section of the common distribution manifold, and connecting the outlet manifolds of each cooling zone through shut-off valves with drain troughs allows selective cooling of sections of the metallurgical unit with technical water in the absence of chemically purified water or in the case of technological necessity, or during emergency cooling after the stock of chemically cleaned dy in the tank.
Необходимый уровень аварийного запаса химически очищенной воды в баке определяют из условия обеспечения заданной продолжительности работы системы в аварийном режиме с использованием испарительного охлаждения с естественной циркуляцией. Например, для обеспечения охлаждения в аварийном режиме одной секции доменной печи №3 ОАО «ЕМЗ» с использованием испарительного охлаждения с естественной циркуляцией в течение двух часов расчетный объем воды в баке составляет около 20 м3.The required level of emergency stock of chemically purified water in the tank is determined from the condition of ensuring the specified duration of the system in emergency mode using evaporative cooling with natural circulation. For example, to ensure emergency cooling of one section of a blast furnace No. 3 of EMZ OJSC using evaporative cooling with natural circulation for two hours, the calculated volume of water in the tank is about 20 m 3 .
Установка теплообменника на напорном магистральном трубопроводе (а не на отводящем магистральном трубопроводе) обеспечивает снижение рабочего давления в баке, что способствует уменьшению металлоемкости бака, повышению безопасности работы системы и уменьшению насыщения охлаждающей воды газом в баке.Installing a heat exchanger on the pressure main pipeline (and not on the discharge main pipeline) ensures a decrease in the working pressure in the tank, which helps to reduce the metal consumption of the tank, increase the safety of the system and reduce the saturation of cooling water with gas in the tank.
Сущность заявляемого объекта поясняется графическим материалом, на котором изображена принципиальная схема системы охлаждения такого металлургического агрегата, как доменная печь, с изображением четырех зон охлаждения одной из охлаждаемых секций доменной печи.The essence of the claimed object is illustrated by graphic material, which shows a schematic diagram of the cooling system of a metallurgical unit such as a blast furnace, with the image of the four cooling zones of one of the cooled sections of the blast furnace.
На представленной принципиальной схеме системы охлаждения доменной печи позициями обозначены такие элементы:On the presented schematic diagram of the blast furnace cooling system, the positions denote the following elements:
1 - нижняя зона охлаждения;1 - lower cooling zone;
2 - средняя зона охлаждения;2 - middle cooling zone;
3 - верхняя зона охлаждения;3 - upper cooling zone;
4 - зона подлещадного охлаждения;4 - area under ice cooling;
5 - подводящие коллекторы;5 - inlet collectors;
6 - отводящие коллекторы;6 - outlet collectors;
7 - подводящие коллекторы;7 - supply manifolds;
8 - отводящие коллекторы;8 - outlet collectors;
9 - подводящие коллекторы;9 - supply manifolds;
10 - отводящие коллекторы;10 - outlet collectors;
11 - подводящий коллектор;11 - inlet collector;
12 - отводящий коллектор;12 - outlet collector;
13 - общий раздающий коллектор;13 - a common distribution collector;
14 - всасывающий магистральный трубопровод;14 - suction main pipeline;
15 - напорный магистральный трубопровод;15 - pressure head pipeline;
16 - отводящий трубопровод;16 - discharge pipe;
17 - отводящий трубопровод;17 - discharge pipe;
18 - отводящий трубопровод;18 - discharge pipe;
19 - отводящий трубопровод;19 - discharge pipe;
20 - бак;20 - tank;
21 - общий подводящий трубопровод;21 - a common supply pipe;
22 - циркуляционный насос;22 - circulation pump;
23 - устройство для подпитки воды;23 - a device for feeding water;
24 - клапан;24 - valve;
25 - датчик уровня воды;25 - water level sensor;
26 - устройство для создания повышенного давления газа;26 - a device for creating high gas pressure;
27 - клапан;27 - valve;
28 - теплообменник;28 - heat exchanger;
29 - нормальный уровень воды в баке;29 - normal water level in the tank;
30 - запорная арматура (обратный клапан);30 - shutoff valves (check valve);
31 - всасывающий участок общего раздающего коллектора;31 — suction portion of a common distribution manifold;
32 - напорный участок общего раздающего коллектора;32 - pressure section of the common distribution manifold;
33- запорная арматура;33 - shutoff valves;
34 - запорная арматура;34 - shutoff valves;
35 - подводящий трубопровод;35 - supply pipe;
36 - подводящий трубопровод;36 - supply pipe;
37 - подводящий трубопровод;37 - supply pipe;
38 - подводящий трубопровод;38 - supply pipe;
39 - запорная арматура;39 - shutoff valves;
40 - запорная арматура;40 - shutoff valves;
41 - запорная арматура;41 - shutoff valves;
42 - запорная арматура;42 - shutoff valves;
43 - патрубок для выпуска пара;43 - pipe for the release of steam;
44 - запорная арматура.44 - shutoff valves.
45 - трубопровод технической воды резервного назначения;45 - pipeline technical backup water;
46 - запорная арматура;46 - shutoff valves;
47 - сливной желоб;47 - drain trough;
48 - сливной желоб;48 - drain trough;
49 - сливной желоб;49 - drain trough;
50 - сливной желоб;50 - drain trough;
51 - запорная арматура;51 - shutoff valves;
52 - запорная арматура;52 - shutoff valves;
53 - запорная арматура;53 - shutoff valves;
54 - запорная арматура.54 - shutoff valves.
В конкретном примере выполнения система охлаждения металлургического агрегата, например доменной печи, имеющей две аналогичные вертикальные охлаждаемые секции, содержит нижнюю зону охлаждения 1, среднюю зону охлаждения 2, верхнюю зону охлаждения 3 и зону подлещадного охлаждения 4. Охлаждаемые элементы нижней зоны охлаждения 1 соединены с подводящими коллекторами 5 и отводящими коллекторами 6. Охлаждаемые элементы средней зоны охлаждения 2 соединены с подводящими коллекторами 7 и отводящими коллекторами 8. Охлаждаемые элементы верхней зоны охлаждения 3 соединены с подводящими коллекторами 9 и отводящими коллекторами 10. Охлаждаемые элементы зоны подлещадного охлаждения 4 соединены с подводящим коллектором 11 и отводящим коллектором 12. Система охлаждения содержит общий раздающий коллектор 13 и всасывающий магистральный трубопровод 14, при этом общий раздающий коллектор 13 соединен с напорным магистральным трубопроводом 15 и с подводящими коллекторами 5, 7, 9 и 11, соответственно, зон охлаждения 1, 2, 3 и 4. Отводящие коллекторы 6, 8, 10 и 12 зон охлаждения 1, 2, 3 и 4 соединены, соответственно, с отводящими трубопроводами 16, 17, 18 и 19. Бак 20 расположен выше отводящих коллекторов 10 верхней зоны охлаждения 3 и соединен с общим подводящим трубопроводом 21 с циркуляционным насосом 22. Устройство 23 для подпитки воды соединено через клапан 24 с баком 20. Клапан 24 электроавтоматикой электрически соединен с датчиком 25 уровня воды в баке. Система охлаждения содержит устройство 26 для создания повышенного давления газа в баке, соединенное с баком 20 через трубопровод с клапаном 27. На напорном магистральном трубопроводе 15 установлен теплообменник 28. Выходы отводящих трубопроводов 16, 17, 18 и 19 расположены в баке 20 выше нормального уровня воды 29.In a specific exemplary embodiment, the cooling system of a metallurgical unit, for example, a blast furnace, having two similar vertical cooled sections, comprises a lower cooling zone 1, a middle cooling zone 2, an upper cooling zone 3 and an under-cooling zone 4. The cooled elements of the lower cooling zone 1 are connected to supply collectors 5 and outlet headers 6. The cooled elements of the middle cooling zone 2 are connected to the inlet headers 7 and the outlet headers 8. The cooled elements of the upper zones The cooling system 3 is connected to the inlet manifolds 9 and the outlet manifolds 10. The cooled elements of the sub-ice cooling zone 4 are connected to the inlet manifold 11 and the outlet manifold 12. The cooling system comprises a common distribution manifold 13 and a suction main pipe 14, while the common distribution manifold 13 is connected to the pressure main pipeline 15 and with the supply manifolds 5, 7, 9 and 11, respectively, of the cooling zones 1, 2, 3 and 4. The outlet manifolds 6, 8, 10 and 12 of the cooling zones 1, 2, 3 and 4 are connected, respectively,with outlet pipes 16, 17, 18 and 19. Tank 20 is located above the outlet manifolds 10 of the upper cooling zone 3 and is connected to a common inlet pipe 21 with a circulation pump 22. A device 23 for feeding water is connected through a valve 24 to the tank 20. The valve 24 is controlled by an automatic electrically connected to the sensor 25 of the water level in the tank. The cooling system includes a device 26 for creating an increased gas pressure in the tank, connected to the tank 20 through a pipe with a valve 27. A heat exchanger 28 is installed on the pressure main pipe 15. The outputs of the discharge pipes 16, 17, 18 and 19 are located in the tank 20 above the normal water level 29.
Общий раздающий коллектор 13 разделен запорной арматурой 30 на всасывающий участок 31 и напорный участок 32. При этом всасывающий участок 31 раздающего коллектора 13 соединен с общим подводящим трубопроводом 21 и со всасывающим магистральным трубопроводом 14 через запорную арматуру 33. Напорный участок 32 раздающего коллектора 13 соединен через запорную арматуру 34 с напорным магистральным трубопроводом 15 и подводящими трубопроводами 35, 36, 37 и 38 с подводящими коллекторами 5, 7, 9 и 11, соответственно, нижней зоны охлаждения 1, средней зоны охлаждения 2, верхней зоны охлаждения 3 и зоны подлещадного охлаждения 4. Подводящие коллекторы 5, 7, 9 и 11, соответственно, нижней зоны охлаждения 1, средней зоны охлаждения 2, верхней зоны охлаждения 3 и зоны подлещадного охлаждения 4 соединены с напорным участком 32 раздающего коллектора 13 через соответствующую запорную арматуру 39, 40, 41 и 42.The common distribution manifold 13 is divided by shutoff valves 30 into the suction section 31 and the pressure section 32. In this case, the suction section 31 of the distribution manifold 13 is connected to the common supply pipe 21 and to the suction main pipe 14 through the shutoff valve 33. The pressure section 32 of the distribution manifold 13 is connected through shut-off valves 34 with pressure main pipe 15 and supply pipelines 35, 36, 37 and 38 with supply manifolds 5, 7, 9 and 11, respectively, of the lower cooling zone 1, the middle cooling zone 2, the upper cooling zone 3 and the area of the under-ice cooling 4. The supply manifolds 5, 7, 9 and 11, respectively, of the lower cooling zone 1, the middle cooling zone 2, the upper cooling zone 3 and the cooling zone 4 are connected to the pressure section 32 of the distribution manifold 13 through corresponding shutoff valves 39, 40, 41 and 42.
В верхней части бака 20 установлен патрубок для выпуска пара 43 с установленной на нем запорной арматурой 44 для обеспечения работы системы в аварийном режиме с испарительным охлаждением.In the upper part of the tank 20 there is a pipe for releasing steam 43 with shut-off valves 44 installed on it to ensure operation of the system in emergency mode with evaporative cooling.
Кроме того, система охлаждения снабжена трубопроводом технической воды резервного назначения 45, соединенным через запорную арматуру 46 с напорным участком 32 общего раздающего коллектора 13, и сливными желобами 47, 48, 49 и 50, соединенными, соответственно, запорной арматурой 51, 52, 53 и 54 с отводящими трубопроводами 16, 17, 18 и 19 соответствующих зон охлаждения 1-4.In addition, the cooling system is equipped with a pipeline for technical backup water 45, connected through a stop valve 46 with a pressure section 32 of the common distribution manifold 13, and drain grooves 47, 48, 49 and 50, respectively connected by a stop valve 51, 52, 53 and 54 with the discharge pipes 16, 17, 18 and 19 of the respective cooling zones 1-4.
Охлаждение доменной печи с использованием заявляемой системы охлаждения осуществляется следующим образом. Сначала система охлаждения при открытом воздушном клапане на баке 20 заполняется химически очищенной водой с помощью устройства для подпитки воды 23 через клапан 24. После достижения заданного уровня воды в баке 20 по сигналу датчика уровня воды 25 клапан 24 закрывается, и в баке 20, после его продувки азотом, создают необходимое избыточное давление азота, подавая его от источника газа 26 через клапан 27. Затем, после достижения в охлаждаемых элементах доменной печи и на входе циркуляционного насоса оптимального давления в баке, включают циркуляционный насос 22.Cooling a blast furnace using the inventive cooling system is as follows. First, the cooling system with the open air valve on the tank 20 is filled with chemically purified water using a device for feeding water 23 through the valve 24. After reaching the specified water level in the tank 20, the signal 24 closes the valve 24, and in the tank 20, after it purging with nitrogen, create the necessary excess pressure of nitrogen, feeding it from the gas source 26 through the valve 27. Then, after reaching the optimum pressure in the tank in the cooled elements of the blast furnace and at the inlet of the circulation pump, circulate nny pump 22.
Охлаждающая вода поступает из бака 20 через общий подводящий трубопровод 21 во всасывающий участок 31 общего раздающего коллектора 13, откуда при открытой запорной арматуре 30 заполняется водой вся система. При открытой запорной арматуре 33 через всасывающий магистральный трубопровод 14 охлаждающая вода всасывается циркуляционным насосом 22 и подается в теплообменник 28, где охлаждается. Охлажденная вода поступает по напорному магистральному трубопроводу 15 через открытую запорную арматуру 34 в напорный участок 32 общего раздающего коллектора 13, создавая необходимое давление для закрытия запорной арматуры 30 (обратного клапана). При этом напорный участок 32 отключается от всасывающего участка 31 общего раздающего коллектора 13. Далее поток охлаждающей воды разделяется на параллельные потоки по числу охлаждаемых зон, при этом в каждой охлаждаемой зоне обеспечивается заданный расход охлаждающей воды. После прохождения каждой из охлаждаемых зон нагретая вода через отводящие трубопроводы 16, 17, 18 и 19 поступает в бак 20 выше нормального уровня воды 29. При этом выравнивается давление воды, поступившей в бак через отводящие трубопроводы от всех охлаждаемых зон, и после смешения в баке выравнивается температура охлаждающей воды. Далее через общий подводящий трубопровод 21 вода снова поступает во всасывающий участок 31 общего раздающего коллектора 13 и процесс повторяется.Cooling water flows from the tank 20 through a common supply pipe 21 to the suction section 31 of the common distribution manifold 13, whence the entire system is filled with water when the shut-off valve 30 is open. With the shut-off valve 33 open, through the suction line 14, the cooling water is sucked by the circulation pump 22 and fed to the heat exchanger 28, where it is cooled. Chilled water enters through the pressure head pipe 15 through the open shut-off valve 34 to the pressure section 32 of the common distribution manifold 13, creating the necessary pressure to close the shut-off valve 30 (check valve). In this case, the pressure section 32 is disconnected from the suction section 31 of the common distribution manifold 13. Next, the flow of cooling water is divided into parallel flows according to the number of cooled zones, while a predetermined flow rate of cooling water is provided in each cooled zone. After passing through each of the cooled zones, heated water through the discharge pipes 16, 17, 18 and 19 enters the tank 20 above the normal water level 29. In this case, the pressure of the water entering the tank through the discharge pipes from all the cooled zones is equalized and after mixing in the tank The temperature of the cooling water is equalized. Then, through the common supply pipe 21, water again enters the suction section 31 of the common distribution manifold 13 and the process is repeated.
Если в процессе охлаждения доменной печи уровень воды в баке 20 снижается, то по команде датчика уровня воды 25 открывается клапан 24, и система через устройство для подпитки воды 23 пополняется химически очищенной водой. Необходимое избыточное давление азота в баке 20 регулируется устройством для создания повышенного давления газа 26, подающим по команде датчика азот от источника газа 26 в бак 20 через клапан 27.If during the cooling of the blast furnace the water level in the tank 20 decreases, then, at the command of the water level sensor 25, valve 24 opens and the system is replenished with chemically purified water through the water recharge device 23. The necessary excess nitrogen pressure in the tank 20 is regulated by the device for creating an increased pressure of the gas 26, which, upon the command of the sensor, supplies nitrogen from the gas source 26 to the tank 20 through the valve 27.
При аварийном отключении электроэнергии отключается циркуляционный насос 22, устройство для подпитки воды 23 и устройство для создания повышенного давления газа 26. Аварийное охлаждение доменной печи с использованием заявляемой системы охлаждения осуществляется следующим образом. Открывают запорную арматуру 44 на патрубке 43 для выпуска пара, установленном на баке 20. В связи с падением давления воды на напорном участке 32 общего раздающего коллектора 13 открывается обратный клапан запорной арматуры 30 и общий подводящий трубопровод 21 соединяет бак 20 и напорный участок 32 общего раздающего коллектора 13.When an emergency power outage turns off the circulation pump 22, a device for feeding water 23 and a device for creating high gas pressure 26. Emergency cooling of a blast furnace using the inventive cooling system is as follows. The shutoff valves 44 are opened on the steam outlet 43 mounted on the tank 20. In connection with a drop in water pressure at the pressure portion 32 of the common distributor 13, the check valve of the shutoff valves 30 opens and a common supply pipe 21 connects the tank 20 and the pressure portion 32 of the common distributor collector 13.
Вода из бака 20 поступает через общий подводящий трубопровод 21 в общий раздающий коллектор 13 и, разделившись на параллельные потоки, через подводящие трубопроводы 35, 36, 37, 38 и подводящие коллекторы 5, 7, 9, 11 поступает на охлаждение всех зон. При прохождении каждой из охлаждаемых зон 1, 2, 3 и 4 вода, нагреваясь, превращается в пароводяную смесь и через отводящие коллекторы 6, 8, 10, 12 и отводящие трубопроводы 16, 17, 18, 19, за счет разности удельных весов воды и пароводяной смеси, поступает в бак 20, где разделяется на воду и пар. Из бака 20 пар удаляется через патрубок для выпуска пара 43 при открытой запорной арматуре 44, а вода опять поступает из бака 20 в общий раздающий коллектора 13, и процесс повторяется до исчерпания запаса воды в баке 20.Water from the tank 20 enters through a common inlet pipe 21 into a common distribution manifold 13 and, divided into parallel flows, through the inlet pipes 35, 36, 37, 38 and the inlet collectors 5, 7, 9, 11 enters the cooling of all zones. When passing through each of the cooled zones 1, 2, 3, and 4, the water, when heated, turns into a steam-water mixture through both the outlet headers 6, 8, 10, 12 and the outlet pipes 16, 17, 18, 19, due to the difference in the specific gravities of water and steam-water mixture, enters the tank 20, where it is separated into water and steam. Steam is removed from the tank 20 through the steam outlet 43 with the shutoff valve 44 open, and water again flows from the tank 20 to the common distribution manifold 13, and the process is repeated until the water supply in the tank 20 is exhausted.
При отсутствии химически очищенной воды, или в случае технологической необходимости выборочного охлаждения секций доменной печи, или при аварийном охлаждении после исчерпания запаса химически очищенной воды в баке 20, для охлаждения элементов доменной печи может быть использована техническая вода резервного назначения. Эта вода через трубопровод технической воды резервного назначения 45 при открытой запорной арматуре 46, закрытой запорной арматуре 33 на всасывающем магистральном трубопроводе 14, закрытой запорной арматуре 34 на напорном магистральном трубопроводе 15 подается в напорный участок 32 общего раздающего коллектора 13. Далее поток технической воды разделяется на параллельные потоки по числу охлаждаемых зон. После прохождения каждой из охлаждаемых зон 1, 2, 3 и 4 нагретая вода через отводящие коллекторы 6, 8, 10 и 12, отводящие трубопроводы 16, 17, 18 и 19 поступает на слив в сливные желоба 47, 48, 49 и 50, соответственно, через запорную арматуру 51, 52, 53 и 54.In the absence of chemically purified water, or in the case of technological need for selective cooling of sections of a blast furnace, or in emergency cooling after the supply of chemically purified water in the tank 20 has been exhausted, technical backup water can be used to cool the elements of the blast furnace. This water through the technical reserve water pipe 45 with open shutoff valves 46, closed shutoff valves 33 on the suction main pipe 14, closed shutoff valves 34 on the pressure main pipe 15 is supplied to the pressure section 32 of the common distribution manifold 13. Next, the flow of technical water is divided into parallel flows according to the number of cooled zones. After passing through each of the cooled zones 1, 2, 3 and 4, heated water through the outlet headers 6, 8, 10 and 12, the outlet pipes 16, 17, 18 and 19 enters the drain into the drain troughs 47, 48, 49 and 50, respectively through the shutoff valves 51, 52, 53 and 54.
Независимое охлаждение каждой зоны доменной печи химически очищенной водой с одинаковой для каждой зоны охлаждения начальной температурой воды при заданном расходе охлаждающей воды в каждой охлаждаемой зоне и обеспечение работы системы в аварийном режиме (при обесточивании электрооборудования) за счет обеспечения испарительного охлаждения с естественной циркуляцией, а также возможность использования выборочного охлаждения технической водой повышает надежность и эффективность охлаждения металлургического агрегата.Independent cooling of each zone of the blast furnace with chemically purified water with the same initial temperature of water for each cooling zone at a given flow rate of cooling water in each cooled zone and ensuring the system to operate in emergency mode (when the electrical equipment is de-energized) by providing evaporative cooling with natural circulation, as well as the possibility of using selective cooling with industrial water increases the reliability and efficiency of cooling of the metallurgical unit.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200913788 | 2009-12-29 | ||
| UAA200913788A UA102520C2 (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | COOLING system OF METALLURGICAL UNIT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2448315C1 true RU2448315C1 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010150018/02A RU2448315C1 (en) | 2009-12-29 | 2010-12-06 | Melting facility cooling system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2448315C1 (en) |
| UA (1) | UA102520C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1350026A (en) * | 1971-05-06 | 1974-04-18 | Rohde E W | Evaporation cooling system for metallurgical furnaces |
| GB1535382A (en) * | 1976-06-25 | 1978-12-13 | Asea Ab | Method and means for cooling exposed zones of the lining in metallurgical furnaces |
| SU1196377A1 (en) * | 1982-04-23 | 1985-12-07 | Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов | Device for evaporating cooling of blast furnace |
| SU1668399A1 (en) * | 1989-04-18 | 1991-08-07 | Липецкий Филиал Государственного Союзного Института По Проектированию Металлургических Заводов | Blast furnace water cooling unit |
| WO2002048406A1 (en) * | 2000-12-11 | 2002-06-20 | Paul Wurth S.A. | Cooling system for a metallurgical smelting furnace |
| UA76652C2 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-15 | Ukrssec Energostal | A blast furnace water cooling system |
-
2009
- 2009-12-29 UA UAA200913788A patent/UA102520C2/en unknown
-
2010
- 2010-12-06 RU RU2010150018/02A patent/RU2448315C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1350026A (en) * | 1971-05-06 | 1974-04-18 | Rohde E W | Evaporation cooling system for metallurgical furnaces |
| GB1535382A (en) * | 1976-06-25 | 1978-12-13 | Asea Ab | Method and means for cooling exposed zones of the lining in metallurgical furnaces |
| SU1196377A1 (en) * | 1982-04-23 | 1985-12-07 | Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов | Device for evaporating cooling of blast furnace |
| SU1668399A1 (en) * | 1989-04-18 | 1991-08-07 | Липецкий Филиал Государственного Союзного Института По Проектированию Металлургических Заводов | Blast furnace water cooling unit |
| WO2002048406A1 (en) * | 2000-12-11 | 2002-06-20 | Paul Wurth S.A. | Cooling system for a metallurgical smelting furnace |
| UA76652C2 (en) * | 2005-02-28 | 2006-08-15 | Ukrssec Energostal | A blast furnace water cooling system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA102520C2 (en) | 2013-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11879391B2 (en) | Method and apparatus for cooling the ambient air at the inlet of gas combustion turbine generators | |
| US9207019B2 (en) | Heat recovery for bitumen froth treatment plant integration with sealed closed-loop cooling circuit | |
| AU2016348507B2 (en) | A local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distibution system | |
| CN1630615A (en) | Ammonia vapor generation | |
| US10030865B2 (en) | System for passive heat removal from the pressurized water reactor through the steam generator | |
| CN102954520A (en) | Heat pump hot water apparatus | |
| CN102321775B (en) | Novel combined soft water closed circulation cooling system | |
| RU2301271C1 (en) | Blast furnace water cooling system | |
| CN203116230U (en) | Automatic adjusting device for chilled water of air conditioner | |
| RU2448316C1 (en) | Melting facility cooling system | |
| RU2448315C1 (en) | Melting facility cooling system | |
| RU2457414C1 (en) | Melting facility cooling system | |
| CN211060714U (en) | Low-temperature cooling heat exchange system | |
| CN111926173A (en) | Vaporization cooling system and method for stepping heating furnace | |
| CN106436816A (en) | Equal-travel welded circulating cooling water process pipeline system | |
| US3966179A (en) | Apparatus for evaporative cooling of metallurgical plants | |
| RU2355772C2 (en) | Operation procedure of water cooling system of blast furnace | |
| CN206724137U (en) | A kind of system for preventing economizer exit working medium from vaporizing | |
| RU2237214C1 (en) | Method of controlling natural gas supply | |
| CN214307271U (en) | Heating system | |
| CN218645770U (en) | Waste heat utilization system device based on water source heat pump unit | |
| RU86283U1 (en) | INSTALLATION AIR HEATING | |
| CN103776193B (en) | Fume hot-water single-double effect compound type lithium bromide absorption type cold water, water chiller-heater unit | |
| CN2689118Y (en) | High-efficient automatic thermostatic water feeders | |
| CN107990456A (en) | A kind of heat-exchange unit system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121207 |