RU2560464C2 - System of evaporation cooling of metallurgical unit - Google Patents

System of evaporation cooling of metallurgical unit Download PDF

Info

Publication number
RU2560464C2
RU2560464C2 RU2014100843/02A RU2014100843A RU2560464C2 RU 2560464 C2 RU2560464 C2 RU 2560464C2 RU 2014100843/02 A RU2014100843/02 A RU 2014100843/02A RU 2014100843 A RU2014100843 A RU 2014100843A RU 2560464 C2 RU2560464 C2 RU 2560464C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam
separator
drum
water
compressors
Prior art date
Application number
RU2014100843/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014100843A (en
Inventor
Дмитрий Витальевич Сталинский
Владимир Константинович Китченко
Александр Захарович Жученко
Александр Александрович Виноградов
Юрий Игоревич Цыгулев
Юлия Александровна Пантюхова
Дмитрий Игоревич Терепенчук
Original Assignee
Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") filed Critical Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь")
Priority to RU2014100843/02A priority Critical patent/RU2560464C2/en
Publication of RU2014100843A publication Critical patent/RU2014100843A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560464C2 publication Critical patent/RU2560464C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: system of evaporation cooling comprises cooled elements and a separator drum with connecting communications and pipeline fittings. Besides, the system is equipped with a facility of mechanical compression of steam made in the form of at least two steam compressors serially connected with the help of connecting pipelines and connected by a saturated steam pipeline to the separator drum.
EFFECT: increased efficiency of operation of the system of evaporation cooling.
3 cl, 1 dwg

Description

Заявляемый объект относится к черной металлургии и может быть использован для испарительного охлаждения доменных печей и клапанов горячего дутья воздухонагревателей доменных печей.The inventive object relates to ferrous metallurgy and can be used for evaporative cooling of blast furnaces and hot blast valves of air heaters of blast furnaces.

Наиболее близкой по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранная в качестве прототипа система испарительного охлаждения металлургического агрегата, содержащая охлаждаемые элементы и барабан-сепаратор с соединяющими их коммуникациями и трубопроводной арматурой. При этом прототип оборудован соединенной с барабаном-сепаратором системой использования тепла вырабатываемого пара для нагрева воздуха горения, подаваемого к горелкам воздухонагревателя доменной печи (Авт.св. №1321452, МПК C21B 7/10, опубл. 07.07.87).Closest to the set of features to the claimed object is a prototype system of evaporative cooling of a metallurgical unit, containing cooled elements and a drum separator with connecting communications and pipe fittings. Moreover, the prototype is equipped with a system for using the heat of the generated steam to heat the combustion air supplied to the burners of the blast furnace air heater connected to the drum-separator (Aut. St. No. 1321452, IPC C21B 7/10, publ. 07.07.87).

У заявляемого объекта и выбранного прототипа совпадают такие существенные признаки. Обе системы содержат охлаждаемые элементы и барабан-сепаратор с соединяющими их коммуникациями и трубопроводной арматурой.The claimed object and the selected prototype coincide with such essential features. Both systems contain cooled elements and a drum-separator with connecting communications and pipe fittings.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют такие причины. В системе по прототипу образуется низкопотенциальный водяной пар, который не пригоден для использования в технологических и энергетических целях (вырабатывается пар с абсолютным давлением не более 1,5 бар и температурой не более 111°C), такой пар характеризуется высоким содержанием водяного конденсата и невозможностью его транспортировки на большие расстояния. Это приводит к тому, что этот пар используется для подогрева или просто сбрасывается в атмосферу, при этом безвозвратно теряется около 40 т/ч подготовленной химочищенной деаэрированной воды. Кроме того, выбрасываемый пар ухудшает экологическую обстановку, а в зимнее время конденсат в виде льда оседает на металлоконструкциях производственных помещений, нарушает работу оборудования, приводит к возникновению риска травмирования обслуживающего персонала. Все это приводит к снижению эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата в целом.Analysis of the technical properties of the prototype, due to its features, shows that the receipt of the expected technical result when using the prototype is impeded by such reasons. A low-grade water vapor is generated in the prototype system, which is not suitable for use in technological and energy purposes (steam is produced with an absolute pressure of not more than 1.5 bar and a temperature of not more than 111 ° C), such steam is characterized by a high content of water condensate and its impossibility transportation over long distances. This leads to the fact that this steam is used for heating or simply discharged into the atmosphere, while about 40 t / h of prepared chemically purified deaerated water is irretrievably lost. In addition, the steam released worsens the environmental situation, and in winter, condensate in the form of ice settles on the metal structures of production facilities, disrupts the operation of the equipment, and leads to the risk of injury to staff. All this leads to a decrease in the efficiency of the evaporative cooling system of the metallurgical unit as a whole.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такую систему испарительного охлаждения металлургического агрегата, в которой усовершенствования путем введения новых элементов и новых связей между элементами позволят при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата.The claimed object is based on the task of creating such a system of evaporative cooling of a metallurgical unit, in which improvements by introducing new elements and new connections between elements will make it possible to achieve a technical result when using the inventive object, which consists in increasing the efficiency of the evaporative cooling system of a metallurgical unit.

Поставленная зада решается за счет того, что система испарительного охлаждения металлургического агрегата, содержащая охлаждаемые элементы и барабан-сепаратор с соединяющими их коммуникациями и трубопроводной арматурой, в соответствии с заявляемым техническим решением, дополнительно оборудована средством механической компрессии пара, соединенным паропроводом насыщенного пара с барабаном-сепаратором и выполненным в виде по меньшей мере двух последовательно подключенных парокомпрессоров.The task is solved due to the fact that the evaporative cooling system of a metallurgical unit, containing cooled elements and a drum separator with connecting communications and pipe fittings, in accordance with the claimed technical solution, is additionally equipped with a means of mechanical compression of steam, connected by steam conduit of saturated steam to the drum - a separator and made in the form of at least two series-connected vapor compressors.

В отдельных случаях выполнения заявляемая система может характеризоваться тем, что:In some cases, the execution of the claimed system may be characterized in that:

- она дополнительно оснащена средством, обеспечивающим принудительную циркуляцию охлаждающей среды;- it is additionally equipped with a tool that provides forced circulation of the cooling medium;

- парокомпрессоры выполнены роторными с осевой впускной частью и радиальным соплом, которое выполнено расширяющимся, оборудованы электроприводом и системой подвода и впрыска химочищенной деаэрированной воды и отвода конденсата.- steam compressors are made rotary with an axial inlet part and a radial nozzle, which is made expanding, equipped with an electric drive and a system for supplying and injecting chemically cleaned deaerated water and condensate drainage.

При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата при повышении параметров вырабатываемого ею пара и при обеспечении возможности его транспортировки и дальнейшего использования для технологических и энергетических нужд. Кроме того, при использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение дополнительного технического результата, заключающегося в сокращении потерь химочищенной деаэрированной воды.When using the inventive facility, it is possible to achieve a technical result consisting in increasing the efficiency of the evaporative cooling system of a metallurgical unit while increasing the parameters of steam generated by it and while ensuring the possibility of its transportation and further use for technological and energy needs. In addition, when using the inventive object, an additional technical result is achieved, consisting in reducing losses of chemically purified deaerated water.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь.Between the set of essential features of the claimed object and the achieved technical result there is such a causal relationship.

Дополнительное оборудование заявляемой системы испарительного охлаждения средством механической компрессии пара, которое соединено паропроводом насыщенного пара с барабаном-сепаратором и выполнено в виде по меньшей мере двух последовательно подключенных парокомпрессоров, обеспечивает последовательное, по меньшей мере, в два этапа, прямое сжатие пара с увеличением давления и с повышением температуры, обеспечивая повышение параметров пара, вырабатываемого системой испарительного охлаждения металлургического агрегата, а также обеспечивая возможность его транспортировки и использования для технологических и энергетических нужд. Кроме того, повышение параметров пара до таких величин, которые позволяют его использовать для технологических и энергетических нужд, позволяет предотвратить потери химочищенной деаэрированной воды и сократить ее расход на приготовление пара для технологических и энергетических процессов, в которые направляется перегретый пар из заявляемой системы.The additional equipment of the inventive system of evaporative cooling by means of mechanical compression of steam, which is connected by a steam line of saturated steam to the drum-separator and made in the form of at least two series-connected vapor compressors, provides sequential, at least two stages, direct compression of the steam with increasing pressure and with increasing temperature, providing an increase in the parameters of the steam generated by the evaporative cooling system of the metallurgical unit, as well as echivaya possibility of its transport and use for process and energy needs. In addition, increasing the parameters of steam to such values that allow it to be used for technological and energy needs, prevents the loss of chemically purified deaerated water and reduces its consumption for the preparation of steam for technological and energy processes, into which superheated steam is sent from the inventive system.

Дополнительное оснащение заявляемой системы средством, обеспечивающим принудительную циркуляцию охлаждающей среды (например, циркуляционными насосами), позволяет обеспечить оптимальные скорости охлаждающей среды в контурах охлаждения, снизить вероятность пульсационных колебаний циркуляционных контуров охлаждения, позволяет повысить параметры пароводяной смеси, образующейся в охлаждаемых элементах, и способствует повышению эффективности протекания последующих процессов повышения параметров пара в парокомпрессорах, что, в свою очередь, обеспечивает стабильность, надежность и повышение эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата в целом.Additional equipment of the inventive system with a means for forcing the circulation of the cooling medium (for example, circulation pumps), allows for optimal cooling medium speeds in the cooling circuits, reduces the likelihood of pulsating oscillations of the cooling cooling circuits, improves the parameters of the steam-water mixture formed in the cooled elements, and helps to increase the efficiency of the subsequent processes of increasing the parameters of steam in vapor compressors, which, in turn, series, provides stability, reliability and increased efficiency of the evaporative cooling system of the metallurgical unit as a whole.

Оборудование заявляемой системы по меньшей мере двумя последовательно подключенными парокомпрессорами, которые выполнены роторными с осевой впускной частью и радиальным соплом, выполненным расширяющимся, и оборудованы электроприводом, а также системой подвода и впрыска химочищенной деаэрированной воды и отвода конденсата позволяет технологически просто обеспечивать ступенчатое повышение давления и температуры пара без превышения критических показателей с наименьшими затратами, а также позволяет обеспечить надежность, эффективность и долговечность работы парокомперессоров. Все это обеспечивает повышение эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата при повышении параметров вырабатываемого ею пара, а также обеспечивает возможность его транспортировки и дальнейшего использования для технологических и энергетических нужд.The equipment of the inventive system with at least two series-connected vapor compressors, which are made rotary with an axial inlet part and a radial nozzle made expanding, and equipped with an electric drive, as well as a system for supplying and injecting chemically cleaned deaerated water and for condensate drainage, can technologically simply provide a stepwise increase in pressure and temperature steam without exceeding critical values at the lowest cost, and also allows you to ensure reliability, efficient nce and durability of parokomperessorov. All this provides an increase in the efficiency of the evaporative cooling system of the metallurgical unit while increasing the parameters of the steam it produces, and also provides the possibility of its transportation and further use for technological and energy needs.

Применение парокомпрессоров роторного типа с осевой впускной частью и радиальным расширяющимся соплом позволяет конструктивно просто обеспечить наибольшую эффективность процесса поэтапного (ступенчатого) повышения параметров пара, оптимизировать скорость и давление пара на выходе из предыдущего парокомпрессора и входе в последующий при последовательном подключении парокомпрессоров, обеспечить транспортировку пара для дальнейшего использования для технологических и энергетических нужд применительно к качественным и количественным показателям пара, вырабатываемого системой испарительного охлаждения металлургического агрегата и используемого в металлургическом производстве. Кроме того, обеспечивается компактность размещения по меньшей мере двух последовательно подключенных парокомпрессоров в условиях действующих производств с минимальными затратами.The use of rotary-type vapor compressors with an axial inlet part and a radially expanding nozzle makes it possible to constructively simply ensure the greatest efficiency of the step-by-step (step-by-step) increase of steam parameters, to optimize the steam speed and pressure at the outlet of the previous vapor compressor and to the inlet of the next one when the vapor compressors are connected in series, to ensure steam transportation for further use for technological and energy needs in relation to quality and quantity nym indicators vapor generated by evaporative cooling system of a metallurgical unit and used in the metallurgical industry. In addition, it provides compact placement of at least two series-connected vapor compressors in the conditions of existing plants with minimal cost.

Оборудование роторных парокомпрессоров системой подвода и впрыска химочищенной деаэрированной воды и отвода конденсата позволяет обеспечить подвод и впрыскивание воды в парокомпрессор, например путем распыления с помощью форсунок, а также предотвратить накопление капельной влаги в виде конденсата и обеспечить оптимальный режим работы парокомпрессора. Кроме того, впрыскивание воды обеспечивает очистку рабочего органа парокомпрессора во время эксплуатации и предотвращение налипаний, что, в свою очередь, предотвращает его разбалансировку. Все это обеспечивает повышение эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата в целом при повышении параметров вырабатываемого ею пара и при обеспечении возможности его транспортировки и дальнейшего использования для технологических и энергетических нужд.Equipping rotary steam compressors with a system for supplying and injecting chemically purified deaerated water and condensate drain allows water to be supplied and injected into the steam compressor, for example by spraying with nozzles, as well as to prevent the accumulation of droplet moisture in the form of condensate and to ensure the optimal operation of the steam compressor. In addition, water injection provides cleaning of the working body of the steam compressor during operation and the prevention of sticking, which, in turn, prevents its imbalance. All this provides an increase in the efficiency of the evaporative cooling system of the metallurgical unit as a whole with an increase in the parameters of the steam it produces and with the possibility of its transportation and further use for technological and energy needs.

Сущность заявляемого объекта поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема системы испарительного охлаждения такого металлургического агрегата, как доменная печь, с изображением четырех парокомпрессоров.The essence of the claimed object is illustrated by the drawing, which shows a schematic diagram of the evaporative cooling system of such a metallurgical unit as a blast furnace, with the image of four vapor compressors.

На чертеже позициями обозначены такие элементы:In the drawing, the positions denote such elements:

1 - барабан-сепаратор;1 - drum separator;

2 - холодильные плиты;2 - refrigerating plates;

3 - опускной трубопровод;3 - lowering pipeline;

4 - главный распределительный коллектор;4 - main distribution manifold;

5 - всасывающий участок главного распределительного коллектора;5 - suction section of the main distribution manifold;

6 - напорный участок главного распределительного коллектора;6 - pressure section of the main distribution manifold;

7 - всасывающий трубопровод;7 - suction pipe;

8 - циркуляционные насосы;8 - circulation pumps;

9 - нагнетательный трубопровод;9 - discharge pipeline;

10 - опускные трубопроводы;10 - lowering pipelines;

11 - опускные коллекторы;11 - lowering collectors;

12 - индивидуальные опускные трубопроводы;12 - individual lowering pipelines;

13 - соединительные калачи;13 - connecting kalach;

14 - индивидуальные подъемные трубопроводы;14 - individual lifting pipelines;

15 - подъемные коллекторы;15 - lifting manifolds;

16 - подъемные трубопроводы;16 - lifting pipelines;

17 - паропровод насыщенного пара;17 - steam pipe saturated steam;

18 - парокомпрессоры;18 - steam compressors;

19 - соединительные паропроводы;19 - connecting steam lines;

20 - паропровод перегретого пара на технологические нужды;20 - steam pipe superheated steam for technological needs;

21 - трубопровод для подвода химочищенной деаэрированной воды;21 - pipeline for supplying chemically purified deaerated water;

22 - повысительный насос химочищенной деаэрированной воды;22 - booster pump of chemically purified deaerated water;

23 - нагнетательные трубопроводы химочищенной деаэрированной воды;23 - discharge pipelines of chemically purified deaerated water;

24 - конденсатопроводы для отвода конденсата;24 - condensate pipelines for drainage of condensate;

25 - конденсатосборник;25 - condensate collector;

26 - общий трубопровод отвода конденсата;26 - a common condensate drain pipe;

27 - конденсатоотводчик;27 - steam trap;

28 - конденсатный насос;28 - condensate pump;

29 - трубопроводная арматура (обратный клапан);29 - pipe fittings (check valve);

30 - трубопроводная арматура (затвор);30 - pipe fittings (shutter);

31 - трубопроводная арматура (затвор);31 - pipe fittings (shutter);

32 - трубопроводная арматура (затвор).32 - pipe fittings (shutter).

В конкретном примере исполнения заявляемая система испарительного охлаждения, например, доменной печи, оборудована двумя отдельными вертикальными секциями охлаждения аналогичной конструкции, которые совместно охватывают доменную печь по высоте с двух противоположных сторон (на чертеже показана одна секция). Каждая вертикальная секция содержит барабан-сепаратор 1 и холодильные плиты 2 с соединяющими их коммуникациями и трубопроводной арматурой.In a specific embodiment, the inventive evaporative cooling system, for example, a blast furnace, is equipped with two separate vertical cooling sections of a similar design, which together cover the blast furnace in height from two opposite sides (one section is shown in the drawing). Each vertical section contains a drum-separator 1 and refrigeration plates 2 with connecting communications and pipe fittings.

Барабан-сепаратор 1 соединен общим опускным трубопроводом 3 с главным распределительным коллектором 4, который трубопроводной арматурой 29 (обратный клапан) разделен на всасывающий участок 5 и напорный участок 6. При этом всасывающий участок 6 соединен с общим опускным трубопроводом 3, а также через трубопроводную арматуру 30 (затвор) соединен со всасывающим трубопроводом 7 циркуляционных насосов 8 (один рабочий, один резервный), а напорный участок 6 соединен через трубопроводную арматуру 31 (затвор) с нагнетательным трубопроводом 9 циркуляционных насосов 8 и через трубопроводную арматуру 32 (затвор), опускные трубопроводы 10, опускные коллекторы 11 и индивидуальные опускные трубопроводы 12 - с нижним рядом холодильных плит 2 заплечиков доменной печи. Холодильные плиты 2 выполнены, например, с залитыми в двух плоскостях охлаждаемыми трубками в виде змеевиков (на чертеже не показано), при этом холодильные плиты 2 (их змеевики) по высоте соединены между собой калачами 13, образуя вертикальный циркуляционный контур. Каждая секция содержит, например, четыре вертикальных циркуляционных контура охлаждения. Верхний ряд холодильных плит 2 (их змеевики) шахты доменной печи соединен через подъемные индивидуальные трубопроводы 14, подъемные коллекторы 15, подъемные трубопроводы 16 с барабаном-сепаратором 1. Барабан-сепаратор 1 расположен в высшей точке описанного циркуляционного контура.The drum-separator 1 is connected by a common lowering pipe 3 to the main distribution manifold 4, which is divided by a pipe fitting 29 (check valve) into a suction section 5 and a pressure section 6. In this case, the suction section 6 is connected to a common lowering pipe 3, as well as through pipe fittings 30 (shutter) is connected to the suction pipe 7 of the circulation pumps 8 (one working, one standby), and the pressure section 6 is connected through pipe fittings 31 (shutter) to the discharge pipe 9 of the circulation pumps 8 and through pipe fittings 32 (shutter), downcomers 10, downcomers 11 and individual downcomers 12 - with the bottom row of refrigeration plates 2 shoulders of the blast furnace. The cooling plates 2 are made, for example, with cooling tubes in the form of coils filled in two planes (not shown in the drawing), while the cooling plates 2 (their coils) are connected in height by cams 13, forming a vertical circulation circuit. Each section contains, for example, four vertical circulation cooling circuits. The upper row of refrigerating plates 2 (their coils) of the blast furnace shaft is connected through individual lifting pipelines 14, lifting manifolds 15, lifting pipelines 16 to the drum-separator 1. The drum-separator 1 is located at the highest point of the described circulation loop.

Кроме того, барабан-сепаратор 1 соединен с помощью паропровода 17 насыщенного пара с, например, четырьмя роторными парокомпрессорами 18, которые выполнены с осевой впускной частью и радиальным расширяющимся соплом и подключены последовательно с помощью соединительных паропроводов 19. Последний (по ходу пара) парокомпрессор 18 соединен с паропроводом перегретого пара 20 для отвода пара на технологические нужды.In addition, the drum separator 1 is connected via a saturated steam steam line 17 to, for example, four rotary steam compressors 18, which are made with an axial inlet part and a radial expanding nozzle and connected in series using connecting steam pipes 19. The last (along the steam) vapor compressor 18 connected to the steam line of superheated steam 20 for the removal of steam for technological needs.

Роторные парокомпрессоры 18 оборудованы электроприводами, обеспечивающими вращение рабочего органа (на чертеже не показано) и системой подвода и впрыска химочищенной деаэрированной воды и отвода конденсата, которая содержит трубопровод 21 подвода воды, повысительный насос 22, нагнетательные трубопроводы 23 для подвода воды в парокомпрессоры 18, а также конденсатопроводы 24 для отвода конденсата через конденсатоотводчики 27 в конденсатосборник 25, который общим трубопроводом 26 отвода конденсата соединен с трубопроводом 21. Впрыск конденсата в трубопровод 21 обеспечивается с помощью конденсатного насоса 28.Rotary steam compressors 18 are equipped with electric drives that provide rotation of the working body (not shown in the drawing) and a system for supplying and injecting chemically cleaned deaerated water and condensate drain, which contains a water supply pipe 21, a boost pump 22, pressure pipelines 23 for supplying water to the steam compressors 18, and also the condensate pipelines 24 for drainage of condensate through the steam traps 27 to the condensate collector 25, which is connected by a common condensate drain pipe 26 to the pipe 21. Condensate injection into the pipe 21 is provided using a condensate pump 28.

Охлаждение доменной печи после первоначального заполнения заявляемой системы осуществляется следующим образом. Из барабана-сепаратора 1 охлаждающая вода поступает через общий опускной трубопровод 3 во всасывающий участок 5 главного распределительного коллектора 4, откуда при открытой трубопроводной арматуре 30 (затвор) через всасывающий трубопровод 7 всасывается циркуляционными насосами 8, которые обеспечивают необходимый напор для преодоления гидравлического сопротивления системы и создания оптимальной скорости пароводяной смеси в змеевиках холодильных плит 2. Далее вода поступает по нагнетательному трубопроводу 9 через открытую трубопроводную арматуру 31 (затвор) в напорный участок 6 главного распределительного коллектора 4, создавая необходимое давление для закрытия трубопроводной арматуры 29 (обратный клапан) и обеспечивая отключение напорного участка 6 от всасывающего участка 5. Далее поток охлаждающей воды разделяется, например, на четыре параллельных потока по числу вертикальных контуров охлаждения (при этом в каждом охлаждаемом контуре обеспечивается заданный расход воды) и при открытой трубопроводной арматуре 32 (затворы) по опускным трубопроводам 10 поступает к опускным коллекторам 11, от которых по индивидуальным опускным трубопроводам 12 вода поступает к нижнему ряду холодильных плит 2 заплечиков доменной печи. Вода, проходящая по змеевикам, отбирает тепло от холодильных плит 2 и нагревается до образования пароводяной смеси. Использование циркуляционных- насосов 8 способствует повышению эффективности образования пароводяной смеси и повышению ее параметров. Образовавшаяся пароводяная смесь от верхнего ряда холодильных плит 2 шахты доменной печи по индивидуальным подъемным трубопроводам 14 поступает в подъемные коллекторы 15 и далее по подъемным трубопроводам 16 в барабан-сепаратор 1, где происходит отделение насыщенного пара от воды. Вода из барабана-сепаратора 1 через общий опускной трубопровод 3 снова поступает во всасывающий участок 5 главного распределительного коллектора 4, и процесс повторяется.Cooling the blast furnace after the initial filling of the inventive system is as follows. From the drum-separator 1, cooling water enters through a common drain pipe 3 to the suction section 5 of the main distribution manifold 4, from where, with the pipe fittings 30 (valve) open, it is sucked through the suction pipe 7 by circulation pumps 8, which provide the necessary pressure to overcome the hydraulic resistance of the system and creating the optimal speed of the steam-water mixture in the coils of the refrigeration plates 2. Next, the water enters through the discharge pipe 9 through an open pipe th valve 31 (valve) to the pressure section 6 of the main distribution manifold 4, creating the necessary pressure to close the pipe fittings 29 (check valve) and ensuring that the pressure section 6 is disconnected from the suction section 5. Then, the cooling water flow is divided, for example, into four parallel flows according to the number of vertical cooling circuits (in this case, a predetermined water flow rate is ensured in each cooled circuit) and with open pipe fittings 32 (closures), the downpipes 10 go to the downpipes headers 11, from which on individual lines 12 in a downward water flows to the lower number of cooling plates 2 shoulders blast furnace. The water passing through the coils takes heat from the refrigeration plates 2 and heats up to form a steam-water mixture. The use of circulation pumps 8 helps to increase the efficiency of formation of a steam-water mixture and increase its parameters. The resulting steam-water mixture from the upper row of refrigerating plates 2 of the blast furnace shaft through individual lifting pipes 14 enters the lifting manifolds 15 and then through the lifting pipes 16 to the drum separator 1, where saturated steam is separated from the water. Water from the drum-separator 1 through a common drain pipe 3 again enters the suction section 5 of the main distribution manifold 4, and the process is repeated.

Отсепарированный насыщенный пар с абсолютным давлением 1,5 бар и температурой ~111°C из барабана-сепаратора 1 подается по паропроводу насыщенного пара 17 в осевую впускную часть первого роторного парокомпрессора 18 (первая ступень компрессии), где его давление повышается до 2 бар, а температура до 121,15°C. Далее пар из радиального расширяющегося сопла первого парокомпрессора 18 по соединительному паропроводу 19 поступает в осевую впускную часть второго парокомпрессора 18 (вторая ступень компрессии), где его давление и температура повышаются, соответственно, до 2,7 бар и 130,15°C. Далее пар из радиального расширяющегося сопла второго парокомпрессора 18 по соединительному паропроводу 19 поступает в осевую впускную часть третьего парокомпрессора 18 (третья ступень компрессии), где его давление и температура повышаются, соответственно, до 3,6 бар и 139,65°C. Далее пар из радиального расширяющегося сопла третьего парокомпрессора 18 по соединительному паропроводу 19 поступает в осевую впускную часть четвертого парокомпрессора 18 (четвертая ступень компрессии), где его давление и температура повышаются, соответственно, до 4,6 бар и 200°C. После чего перегретый пар из радиального расширяющегося сопла четвертого парокомпрессора 18 по паропроводу 20 перегретого пара направляется на технологические нужды.The separated saturated steam with an absolute pressure of 1.5 bar and a temperature of ~ 111 ° C from the drum separator 1 is fed through a saturated steam line 17 to the axial inlet part of the first rotary vapor compressor 18 (first compression stage), where its pressure rises to 2 bar, and temperature up to 121.15 ° C. Next, the steam from the radial expanding nozzle of the first vapor compressor 18 through the connecting steam line 19 enters the axial inlet part of the second vapor compressor 18 (second compression stage), where its pressure and temperature increase, respectively, to 2.7 bar and 130.15 ° C. Then the steam from the radial expanding nozzle of the second vapor compressor 18 through the connecting steam line 19 enters the axial inlet part of the third vapor compressor 18 (third compression stage), where its pressure and temperature increase, respectively, to 3.6 bar and 139.65 ° C. Then the steam from the radial expanding nozzle of the third vapor compressor 18 through the connecting steam line 19 enters the axial inlet part of the fourth vapor compressor 18 (fourth compression stage), where its pressure and temperature increase, respectively, to 4.6 bar and 200 ° C. Then the superheated steam from the radial expanding nozzle of the fourth vapor compressor 18 is sent to the technological needs through the steam conduit 20 of the superheated steam.

Использование четырех последовательно подключенных роторных парокомпрессоров позволяет повысить параметры пара с исходным абсолютным давлением 1,5 бар и температурой 111,4°C до конечного абсолютного давления 4,6 бар и температуры 200°C при расходе 12,9 т/час, обеспечивая возможность его транспортировки и дальнейшего использования в доменном цехе, например, для колошникового устройства, бункеров бесконусного загрузочного устройства, для продувки уравнительных клапанов и зондов, для продувки газопроводов чистого газа воздухонагревателей, для продувки газопроводов природного газа, при заполнении пылеуловителя, для уплотнения седла отсекающего клапана, для обогрева сальника штанги отсекающего клапана, в винтовом транспортере, для увлажнения дутья и обогрева азотопроводов и импульсных трасс.The use of four series-connected rotary vapor compressors allows you to increase the parameters of steam with an initial absolute pressure of 1.5 bar and a temperature of 111.4 ° C to a final absolute pressure of 4.6 bar and a temperature of 200 ° C at a flow rate of 12.9 t / h, making it possible transportation and further use in the blast furnace shop, for example, for blast furnace tops, hoppers of a coneless loading device, for purging equalizing valves and probes, for purging gas pipelines of clean gas for air heaters, for purging natural gas pipelines, when filling the dust collector, to seal the shut-off valve seat, to heat the shut-off valve stem seal, in a screw conveyor, to moisten the blast and heat the nitrogen pipes and pulse paths.

Для обеспечения оптимального режима работы парокомпрессоров 18, а также очистки их рабочего органа и предотвращения налипаний из трубопровода 21 с помощью повысительного насоса 22 по нагнетательным трубопроводам 23 в них подается химочищенная деаэрированная вода, которая впрыскивается в корпус парокомпрессоров, например, путем распыления с помощью форсунок (на чертеже не показано). При этом капельная влага в виде конденсата отводится с помощью конденсатоотводчиков 27 через конденсатопроводы 24 в конденсатосборник 25, из которого при работе конденсатного насоса 28 по трубопроводу 26 впрыскивается в трубопровод 21.To ensure the optimal operation of the vapor compressors 18, as well as to clean their working body and to prevent sticking from the pipeline 21, by means of a boosting pump 22 through the injection pipes 23 they are supplied with chemically purified deaerated water, which is injected into the housing of the vapor compressors, for example, by spraying using nozzles ( not shown in the drawing). In this case, droplet moisture in the form of condensate is discharged with the help of steam traps 27 through the condensate pipelines 24 to the condensate collector 25, from which, when the condensate pump 28 is operating through the pipeline 26, it is injected into the pipe 21.

В заявляемой системе охлаждения металлургического агрегата потери воды восполняются химочищенной деаэрированной водой, которая подается в барабан-сепаратор 1, обеспечивая постоянное поддержание ее необходимого уровня (на чертеже не показано).In the inventive cooling system of a metallurgical unit, water losses are replenished with chemically purified deaerated water, which is supplied to the drum-separator 1, ensuring constant maintenance of its required level (not shown in the drawing).

В случае эксплуатации заявляемой системы без использования средства, обеспечивающего принудительную циркуляцию охлаждающей среды (без циркуляционных насосов 8), при закрытой трубопроводной арматуре (затворах) 30 и 31 на всасывающем 7 и нагнетательном 9 трубопроводах, соответственно, и отсутствии давления воды на напорном участке 6 открывается трубопроводная арматура 29 (обратный клапан), обеспечивая поступление воды из всасывающего участка 5 напрямую в напорный участок 6 главного распределительного коллектора 4. Далее работа системы без использования средства, обеспечивающего принудительную циркуляцию охлаждающей среды, аналогична работе системы с его использованием, а циркуляция воды обеспечивается за счет разности удельных весов воды и пароводяной смеси.In the case of operation of the inventive system without using means providing forced circulation of the cooling medium (without circulation pumps 8), with closed pipe fittings (closures) 30 and 31 on the suction 7 and pressure 9 pipelines, respectively, and when there is no water pressure on the pressure section 6, it opens pipeline valves 29 (non-return valve), ensuring the flow of water from the suction section 5 directly into the pressure section 6 of the main distribution manifold 4. Further, the operation of the system without The use of a means providing forced circulation of the cooling medium is similar to the operation of the system with its use, and the circulation of water is provided due to the difference in the specific gravities of water and the steam-water mixture.

Все это за счет повышения параметров пара, вырабатываемого заявляемой системой, и обеспечения возможности его транспортировки и дальнейшего использования для технологических нужд обеспечивает повышение эффективности работы системы испарительного охлаждения металлургического агрегата в целом.All this by increasing the parameters of the steam generated by the inventive system, and by ensuring the possibility of its transportation and further use for technological needs, provides increased efficiency of the evaporative cooling system of the metallurgical unit as a whole.

Claims (3)

1. Система испарительного охлаждения металлургического агрегата, содержащая охлаждаемые элементы и барабан-сепаратор с соединяющими их коммуникациями и трубопроводной арматурой, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере двумя соединенными последовательно с помощью соединительных паропроводов парокомпрессорами, первый из которых соединен паропроводом насыщенного пара с барабаном-сепаратором, а последний - с паропроводом перегретого пара.1. The evaporative cooling system of a metallurgical unit, containing cooled elements and a drum separator with connecting communications and pipe fittings, characterized in that it is equipped with at least two vapor compressors connected in series via connecting steam pipelines, the first of which is connected with a saturated steam steam pipeline to the drum -separator, and the last - with a steam line of superheated steam. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно оборудована средством, обеспечивающим принудительную циркуляцию охлаждающей среды.2. The system according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a means for forcing the circulation of the cooling medium. 3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что парокомпрессоры выполнены роторными с осевой впускной частью и радиальным соплом, которое выполнено расширяющимся, оборудованы электроприводом и системой подвода и впрыска химочищенной деаэрированной воды и отвода конденсата. 3. The system according to claim 1 or 2, characterized in that the steam compressors are made rotary with an axial inlet part and a radial nozzle, which is made expandable, equipped with an electric drive and a system for supplying and injecting chemically cleaned deaerated water and condensate drainage.
RU2014100843/02A 2014-01-10 2014-01-10 System of evaporation cooling of metallurgical unit RU2560464C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100843/02A RU2560464C2 (en) 2014-01-10 2014-01-10 System of evaporation cooling of metallurgical unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100843/02A RU2560464C2 (en) 2014-01-10 2014-01-10 System of evaporation cooling of metallurgical unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014100843A RU2014100843A (en) 2015-07-20
RU2560464C2 true RU2560464C2 (en) 2015-08-20

Family

ID=53611434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014100843/02A RU2560464C2 (en) 2014-01-10 2014-01-10 System of evaporation cooling of metallurgical unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560464C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892392A (en) * 1973-11-19 1975-07-01 Nippon Kokan Kk Evaporative cooling apparatus for cooling stave
SU494934A1 (en) * 1974-03-18 1981-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии "Вниипичерметэнергоочистка" Device for evaporative cooling of blast furnace hearth and hearth bottom cooleers
SU1321752A1 (en) * 1986-01-06 1987-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии Evaporating cooling arrangement for metallurgical sets
SU1622406A1 (en) * 1989-01-06 1991-01-23 Производственное Объединение По Проектированию, Наладке, Модернизации И Ремонту Энергетического Оборудования "Центроэнергоцветмет" Installation for evaporative cooling of lead-smelting shaft furnace
RU118964U1 (en) * 2011-07-19 2012-08-10 Государственное предприятие "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") BLAST FURNACE COOLING DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892392A (en) * 1973-11-19 1975-07-01 Nippon Kokan Kk Evaporative cooling apparatus for cooling stave
SU494934A1 (en) * 1974-03-18 1981-12-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии "Вниипичерметэнергоочистка" Device for evaporative cooling of blast furnace hearth and hearth bottom cooleers
SU1321752A1 (en) * 1986-01-06 1987-07-07 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Очистке Технологических Газов,Сточных Вод И Использованию Вторичных Энергоресурсов Предприятий Черной Металлургии Evaporating cooling arrangement for metallurgical sets
SU1622406A1 (en) * 1989-01-06 1991-01-23 Производственное Объединение По Проектированию, Наладке, Модернизации И Ремонту Энергетического Оборудования "Центроэнергоцветмет" Installation for evaporative cooling of lead-smelting shaft furnace
RU118964U1 (en) * 2011-07-19 2012-08-10 Государственное предприятие "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") BLAST FURNACE COOLING DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014100843A (en) 2015-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102183007A (en) Waste heat recovering system of boiler
RU77405U1 (en) INSTALLING AN INTEGRATED GAS PREPARATION
CN104457002B (en) Integrated double-cooling water chilling unit
CN103721970B (en) For cleaning cleaning device and the method for the cooler of desulphurization system
CN202012904U (en) Boiler waste heat recovery system
RU2301271C1 (en) Blast furnace water cooling system
CN104775255B (en) Dyeing apparatus thermal energy recycles cycling and reutilization energy conserving system and its process
RU2560464C2 (en) System of evaporation cooling of metallurgical unit
CN106017109A (en) Energy-saving process of blast furnace circulating water cooling system with upper tower pumps
CN105536452B (en) Gas automatic water-removing system
CN102661673B (en) Stripping water heat exchanger and process for aromatic device
CN106370028A (en) Coking raw gas waste heat recovery method and apparatus
CN213454821U (en) Medium-pressure hot air supplementing device
CN105571351A (en) Production cooling tower
CN203847985U (en) Normal-pressure drainage system unit for steam condensation water
RU2355772C2 (en) Operation procedure of water cooling system of blast furnace
CN108105752A (en) The coal consumption of power supply of thermal power plant is down to below 200g/kw.h and emission reduction
CN218646103U (en) Online naphthalene cleaning device
CN205323499U (en) Gaseous automatic water system that removes
CN204165035U (en) Skin of soya-bean milk steamer carbonated drink heat-sealing closed recovery device
RU2448316C1 (en) Melting facility cooling system
CN103867883A (en) Normal-pressure drainage system unit for steam condensate water
KR101435144B1 (en) Apparatus for collecting btx from cog
KR200376056Y1 (en) Forced circulation evaporator
RU2208713C1 (en) Method of cooling compressable air and compressor plant for realization of this method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180111