RU2618577C1

RU2618577C1 - Heating system of railway turnouts in metallurgical production

Info

Publication number: RU2618577C1
Application number: RU2016110263A
Authority: RU
Inventors: Вадим Владимирович Говоров; Иван Сергеевич Козлов; Иван Андреевич Витько; Алексей Анатольевич Ильин
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2017-05-04

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heating system (3) of the turnouts (4), operating in the area of the hot metallurgical unit (2), contains the thermal energy source in the contour form (1) of the particular unit industrial cooling waters. Turnouts (4) are included in the closed loop (5) of their heating. The system contains the heat exchanger (6), the valve (7), regulating the water supply to the heat exchanger (6), the circulating pump (8), driving the coolant along the contour (5). The heating elements (9) are fixed to the frame rails (10) and also on the turnouts cushions (11) and the turnouts plates (12) of the turnouts cushions (11). The pipes (13) to deliver the coolant from the heat exchanger (6) to the turnouts (4) and laid back in the soil to the depth of not less than the depth of its freezing and wrapped with insulating material.

EFFECT: possibility of structure operation efficiency increase.

1 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям средств обогрева стрелочных переводов, а именно эксплуатируемых на путях металлургических предприятий в зонах работы горячих агрегатов. К горячим агрегатам относятся доменные, сталеплавильные печи, прокатные станы и прочие объекты техники, у которых технологический процесс сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, столь необходимой для очистки путевых конструкций от снега и льда в зимнее время года, но до сих пор для этих целей практически не используемой.The invention relates to the construction of means for heating turnouts, namely operated on the ways of metallurgical enterprises in the areas of operation of hot units. Hot aggregates include blast furnaces, steel furnaces, rolling mills, and other objects of technology in which the technological process is accompanied by the release of a large amount of thermal energy, which is so necessary for cleaning track structures from snow and ice in the winter season, but until now practically for these purposes not used.

Известна система для обогрева стрелочных переводов, состоящая из отдельных устройств (RU 97386, Е01В 7/24, Е01В 19/00, 10.09.2010), каждое из которых установлено на своем стрелочном переводе и содержит электронагреватели, закрепленные на рамных рельсах переводов и подключенные к блокам электропитания.A known system for heating turnouts, consisting of separate devices (RU 97386, ЕВВ 7/24, ЕВВ 19/00, 09/10/2010), each of which is installed on its turnout switch and contains electric heaters mounted on frame rails of the translations and connected to power supply units.

Недостаток конструкции заключается в ее невысокой эффективности, поскольку ее работа связана с потреблением дорогостоящей электрической энергии.The disadvantage of the design is its low efficiency, since its work is associated with the consumption of expensive electric energy.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система обогрева стрелочных переводов (RU 123014, Е01В 7/00, 20.12.2012), содержащая источник тепловой энергии, и включенные в замкнутый контур их обогрева теплообменник, циркулирующий насос, клапан, регулирующий подачу теплоносителя в теплообменник, а также нагревательные элементы, закрепленные на рамных рельсах, стрелочных подушках и плитах стрелочных подушек. Это система, конструкция которой предоставляет возможность использования для обогрева стрелочных переводов любого текучего теплоносителя, включая самые дешевые, например воду, разогретую в теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Но в расценки на воду ТЭЦ входят стоимость топлива, транспортные расходы, зарплата работников, накладные расходы и целый ряд других учтенных и неучтенных затрат. Кроме того, как бы далеко или близко от ТЭЦ ни располагались обогреваемые стрелочные переводы, нужны капитальные вложения, чтобы соединить их трубами с ТЭЦ или построить еще один источник горячей воды в непосредственной близости от железнодорожных путей.Closest to the proposed technical solution is the heating system of turnouts (RU 123014, ЕВВ 7/00, 12/20/2012), containing a heat source, and a heat exchanger, a circulation pump, a valve that regulates the flow of heat carrier into the heat exchanger, included in the closed loop of their heating as well as heating elements mounted on frame rails, switch pillows and switch pillow plates. This is a system whose design makes it possible to use any fluid coolant for heating turnouts, including the cheapest, for example, water heated in a heat and power plant (CHP). But the prices for CHPP water include the cost of fuel, transportation costs, employee salaries, overhead costs, and a number of other recorded and unaccounted costs. In addition, no matter how far or close the heating plants are located, turnouts are needed, capital investments are needed to connect them with pipes to the heating plants or to build another source of hot water in the immediate vicinity of the railway lines.

В данном случае недостатком конструкции является ее невысокая эффективность, связанная с необходимостью существенных капитальных и эксплуатационных расходов, для реализации процесса обогрева путевых конструкций.In this case, the drawback of the design is its low efficiency, associated with the need for significant capital and operating costs for the implementation of the heating process of track structures.

При работе над изобретением решалась задача повышения эффективности работы системы обогрева стрелочных переводов за счет использования тепловой энергии, высвобождающейся во время эксплуатации конкретного горячего агрегата металлургического производства, которая в настоящее время выбрасывается в атмосферу.When working on the invention, the problem was solved of increasing the efficiency of the heating system of turnouts due to the use of thermal energy released during operation of a specific hot metallurgical production unit, which is currently emitted into the atmosphere.

Технический результат обеспечивается тем, что предлагаемая система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства, включающая в себя источник тепловой энергии, а также трубы прямого и обратного направлений, образующие замкнутый контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата, предназначенная для обогрева стрелочных переводов, содержащих остряковые и рамные рельсы, стрелочные подушки и плиты стрелочных подушек, снабжена дополнительным замкнутым контуром, подключенным к трубе прямого направления контура охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата через теплообменный аппарат с регулировочным клапаном, обеспечивающими взаимодействие обоих контуров между собой так, что контур охлаждения технических вод горячего металлургического агрегата является одновременно источником тепловой энергии для всей системы обогрева стрелочных переводов, дополнительный контур включает в себя центробежный насос, нагреватели, закрепленные на остряковых и рамных рельсах, стрелочных подушках и плитах стрелочных подушек, а трубы, последовательно соединяющие эти элементы между собой в пределах уличных участков, заглублены в грунт не менее чем на глубину его промерзания, и обернуты теплоизоляционным материалом.The technical result is ensured by the fact that the proposed heating system of railroad switches of a metallurgical production railway, including a heat source, as well as pipes of direct and reverse directions, forming a closed cooling circuit of industrial water of a hot metallurgical unit, designed for heating railroad switches containing wit frame rails, switch pillows and switch pillows plates, equipped with an additional closed loop connected to without direct direction of the cooling circuit of industrial water of a hot metallurgical unit through a heat exchanger with a control valve that ensures the interaction of both circuits so that the cooling circuit of industrial water of a hot metallurgical unit is simultaneously a source of thermal energy for the entire heating system of turnouts, the additional circuit includes centrifugal pump, heaters mounted on wit and frame rails, switch pads and plates mammary pads, and the pipes successively connecting these elements to each other within the street sections are sunk into the ground not less than the depth of its freezing and wrapped with insulating material.

Суть технического решения разъясняется с помощью чертежа.The essence of the technical solution is explained using the drawing.

Система обогрева стрелочных переводов железнодорожного пути металлургического производства содержит замкнутый контур 1 охлаждения промышленных вод конкретного горячего агрегата 2 (для примера, он изображен в виде домны). Система снабжена дополнительным замкнутым контуром 3, по которому теплоноситель подается непосредственно к обогреваемым стрелочным переводом 4. На участке 5 передачи тепловой энергии на контур 3 с контура 1, который служит для системы обогрева стрелочных переводов источником тепловой энергии, подключен теплообменный аппарат 6. Поскольку оборот воды в контуре 1 должен проходить непрерывно весь год, а в контуре 3 только зимой, перед входом горячей воды в теплообменный аппарат 6 установлен регулировочный клапан 7, который в зимнее время перехватывает поток горячей воды от агрегата 2 в точке А и направляет его к теплообменному аппарату 6. На участке БВ происходит передача тепловой энергии от контура 1 на контур 3 и далее через точку Г охлажденная вода возвращается в горячий агрегат 2. Контур 3 снабжен циркулирующим насосом 8, который гонит горячую воду по контуру 3 к нагревательным элементам 9, закрепленным на рамных рельсах 10, а также на стрелочных подушках 11 и плитах 12 стрелочных подушек 11. Трубы 13 контура 3 в пределах уличных участков заглублены в грунт не менее чем на глубину его промерзания и обернуты теплоизоляционным материалом. Это обеспечивает экономию тепловой энергии и предотвращает возможность отказа в работе контура 3 из-за замерзания воды в тубах. В летние периоды регулировочный клапан 7 закрыт, и вся вода из горячего агрегата 2 по трубе 14 прямого направления контура 1 беспрепятственно проходит в проветриваемую градирню 15, там разбрызгивается и после охлаждения по обратной трубе 16 подается в горячий агрегат 2.The heating system of railroad switches of the metallurgical production railway contains a closed circuit 1 for cooling industrial water of a specific hot unit 2 (for example, it is shown as a blast furnace). The system is equipped with an additional closed loop 3, through which the coolant is supplied directly to the heated turnout switch 4. In the heat transfer section 5 to circuit 3 from circuit 1, which serves as a heat source for heating turnouts, a heat exchanger is connected 6. Since the water circulation in circuit 1 must go on continuously throughout the year, and in circuit 3 only in winter, before the hot water enters the heat exchanger 6, a control valve 7 is installed, which intercepts during the winter the flow of hot water from the unit 2 at point A is drawn and directs it to the heat exchanger 6. At the BV site, heat energy is transferred from circuit 1 to circuit 3 and then through point D the chilled water returns to the hot unit 2. Circuit 3 is equipped with a circulation pump 8 which drives hot water along circuit 3 to the heating elements 9, mounted on the frame rails 10, as well as on the arrow pads 11 and the plates 12 of the arrow pads 11. The pipes 13 of the circuit 3 within the street sections are buried in the ground at least to the depth of its industrial Yawning and wrapped in insulating material. This saves thermal energy and prevents the possibility of failure in the operation of circuit 3 due to freezing of water in the tubes. In summer, the control valve 7 is closed, and all the water from the hot unit 2 through the pipe 14 of the direct direction of circuit 1 flows unhindered into the ventilated cooling tower 15, it is sprayed there and after cooling through the return pipe 16 it is fed into the hot unit 2.

Устройство работает следующим образом. На период каждой зимы включают регулировочный клапан 7, который перехватывает горячую воду на пути к градирне 15 в точке А и направляет ее в теплообменник 6, где на участке БВ трубы контуров 1 и 3 взаимодействуют друг с другом, и тепловая энергия контура 1 передается контуру 3, который и использует ее для обогрева стрелочных переводов.The device operates as follows. For each winter period, turn on the control valve 7, which intercepts hot water on the way to cooling tower 15 at point A and directs it to the heat exchanger 6, where in the BV section the pipes of circuits 1 and 3 interact with each other, and the thermal energy of circuit 1 is transferred to circuit 3 , which uses it to heat turnouts.

Повышение эффективности работы системы обогрева стрелочных переводов обеспечивается в данном случае за счет использования тепловой энергии, выделяемой контуром охлаждения технических вод конкретного металлургического агрегата. В мировой практике такой источник энергии еще не успел стать традиционным. Это скорее одно из направлений в развитии ресурсосберегающих технологий и конструкций на благо общества и производства, которое нуждается на сегодня в экспериментальной и эксплуатационной проверке.Improving the efficiency of the heating system of turnouts is ensured in this case through the use of thermal energy released by the cooling circuit of industrial water of a particular metallurgical unit. In world practice, such an energy source has not yet become traditional. This is rather one of the directions in the development of resource-saving technologies and designs for the benefit of society and production, which today needs experimental and operational verification.

Claims

The heating system of railroad switches of the metallurgical production track, which includes a source of thermal energy, as well as pipes of direct and reverse directions, forming a closed cooling circuit for industrial water of a hot metallurgical unit, while switches include witty and frame rails, switch pillows and switch arrow plates , characterized in that the heating system of switches is equipped with an additional closed loop connected to a pipe of direct direction the cooling circuit of industrial waters of a hot metallurgical unit using a heat exchanger and an adjustment valve that ensure the interaction of both circuits so that the cooling circuit of industrial waters of a hot metallurgical unit is simultaneously a source of thermal energy for the entire heating system of turnouts, an additional circuit contains a centrifugal pump, heaters fixed on witty and frame rails, arrow pads and plates of arrow pads, and pipes, The sequence of these connecting elements to each other within the street sections are sunk into the ground not less than the depth of its freezing and wrapped with insulating material.