一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，屬于高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括冷卻壁系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)三個(gè)部分。分別對(duì)于高爐冷卻壁的熱態(tài)試驗(yàn)、風(fēng)口中套的熱態(tài)試驗(yàn)、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗(yàn)設(shè)計(jì)了三條管路系統(tǒng)，每條管路系統(tǒng)的水管尺寸均與冷卻器在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中保持一致。每條管路系統(tǒng)都設(shè)計(jì)了水泵、流量控制閥門(mén)、壓力變送器、電磁流量計(jì)、水溫測(cè)量裝置，可精確的控制和采集高爐冷卻器在熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中的參數(shù)。該系統(tǒng)可保證熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中冷卻水質(zhì)量的穩(wěn)定、冷卻器進(jìn)水溫度的穩(wěn)定，并可精確的測(cè)量冷卻器進(jìn)出水溫度、水流量和水速，與高爐冷卻器實(shí)際工業(yè)應(yīng)用工況保持一致。
【專利說(shuō)明】
一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐壽命與爐體冷卻設(shè)備息息相關(guān)，提高爐體冷卻設(shè)備的壽命成為高爐長(zhǎng)壽技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套是高爐爐體的重要冷卻設(shè)備。在高爐冷卻壁和風(fēng)口中小套的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)掌握冷卻壁和風(fēng)口中小套在不同工況條件下的溫度場(chǎng)分布、應(yīng)力場(chǎng)分布以及形變情況。而熱態(tài)試驗(yàn)可以驗(yàn)證數(shù)值模擬的可靠性，從而為冷卻壁以及風(fēng)口中小套的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。因此，熱態(tài)試驗(yàn)對(duì)于高爐冷卻壁、風(fēng)口中小套的設(shè)計(jì)和使用具有重要意義。
[0003]在高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中，需要不間斷的通冷卻水對(duì)冷卻器進(jìn)行冷卻，因此必須設(shè)計(jì)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，滿足高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的需要。另外，為了保證熱態(tài)試驗(yàn)的可靠性，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中水管的尺寸、冷卻水水流量、冷卻水水速、冷卻水質(zhì)量應(yīng)和高爐冷卻器實(shí)際工業(yè)應(yīng)用工況保持一致。
[0004]對(duì)于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，已有的四家分別是常熟燒嘴廠、汕頭華興冶金設(shè)備股份有限公司、河北天宇高科冶金鑄造有限公司和河北萬(wàn)豐冶金備件有限公司。其中前三家的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)僅針對(duì)高爐冷卻壁的熱態(tài)試驗(yàn)，河北萬(wàn)豐冶金備件有限公司的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)針對(duì)高爐冷卻壁和風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗(yàn)，目前還沒(méi)有高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套熱態(tài)試驗(yàn)都適用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。另外，對(duì)于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，沒(méi)有考慮冷卻水質(zhì)量對(duì)于循環(huán)系統(tǒng)的影響，并且熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中冷卻器進(jìn)水溫度不穩(wěn)定、溫度測(cè)量、流量測(cè)量和控制精確度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0006]該系統(tǒng)包括冷卻壁系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)，水循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)水管分別于冷卻壁系統(tǒng)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)連接，風(fēng)口中小套系統(tǒng)包括風(fēng)口中套和風(fēng)口小套;其中，水循環(huán)系統(tǒng)包括主水箱、循環(huán)水過(guò)濾器、空氣冷卻器和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置，循環(huán)水過(guò)濾器設(shè)置在主水箱循環(huán)水入口處，空氣冷卻器和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置直接與主水箱連接;主水箱中的水經(jīng)過(guò)水栗抽送，經(jīng)過(guò)流量控制閥門(mén)、壓力變送器、電磁流量計(jì)和水溫測(cè)量裝置，至冷卻壁系統(tǒng)和風(fēng)口中小套系統(tǒng);冷卻水與冷卻壁系統(tǒng)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)進(jìn)行熱量交換后，到達(dá)出水管道，再經(jīng)過(guò)水溫測(cè)量裝置、壓力變送器到達(dá)回水管路，通過(guò)循壞水過(guò)濾器返回主水箱。
[0007]該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三條管路系統(tǒng)，分別針對(duì)冷卻壁系統(tǒng)、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗(yàn)。三條管路系統(tǒng)中，每一條水管的水流量、水流速、水壓均設(shè)計(jì)為可控制式。冷卻壁系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了回水管，在冷卻壁系統(tǒng)的兩根水管中設(shè)計(jì)了三通閥。
[0008]循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置通過(guò)自動(dòng)加藥控制柜對(duì)緩蝕阻垢劑添加、殺菌除藻劑添加和水質(zhì)在線監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，緩蝕阻垢劑的具體配方為:
[0009]阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;
[0010]緩蝕配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇11] 其中:HEDP代表羥基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚馬來(lái)酸酐；PAAS代表聚丙烯酸鈉。
[0012]循環(huán)水過(guò)濾器中沿水流方向，依次設(shè)置一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)的上方，設(shè)置脈沖式壓縮空氣吹掃裝置，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)的下方， 設(shè)置廢渣排除裝置。
[0013]主水箱通過(guò)固定式紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻水溫度。
[0014]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:[〇〇15]1、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了水質(zhì)處理方案。保證高爐冷卻器在熱態(tài)試驗(yàn)的過(guò)程中冷卻水質(zhì)量的穩(wěn)定，避免高爐冷卻器在熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中管道結(jié)垢、腐蝕，影響傳熱。
[0016]2、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三條管路系統(tǒng)，分別針對(duì)高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗(yàn)。在高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，水管尺寸和水流量、水速等參數(shù)存在差異，分別設(shè)計(jì)三條管路可使熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中參數(shù)的控制更接近于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用，保證熱態(tài)試驗(yàn)的可靠性。另外，對(duì)于三條管路系統(tǒng)，每一條水管的水流量、水流速、水壓均為可控式，便于在熱態(tài)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中精確穩(wěn)定的控制參數(shù)。
[0017]3、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了穩(wěn)定監(jiān)測(cè)主水箱溫度方案。保證熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中高爐冷卻器進(jìn)水溫度穩(wěn)定，提高熱態(tài)試驗(yàn)的準(zhǔn)確度。
[0018]4、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了精確的數(shù)據(jù)采集方案。保證及時(shí)精確的采集熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)?！靖綀D說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；[0021 ]圖3為本發(fā)明的循環(huán)水過(guò)濾器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的主水箱固定式紅外測(cè)溫儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0023]其中:1-冷卻壁系統(tǒng)；2-水循環(huán)系統(tǒng)；3-風(fēng)口中小套系統(tǒng)；4-風(fēng)口小套；5-風(fēng)口中套;6-主水箱;7-循環(huán)水過(guò)濾器;8-空氣冷卻器;9-循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置；10-水栗；11-流量控制閥門(mén)；12-壓力變送器；13-電磁流量計(jì)；14-水溫測(cè)量裝置；15-三通閥；16-—級(jí)過(guò)濾網(wǎng)； 17-二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)；18-壓縮空氣吹掃裝置;19-廢渣排除裝置?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]本發(fā)明提供一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0026]如圖1所示，該系統(tǒng)包括冷卻壁系統(tǒng)1、水循環(huán)系統(tǒng)2和風(fēng)口中小套系統(tǒng)3，水循環(huán)系統(tǒng)2通過(guò)水管分別于冷卻壁系統(tǒng)1和風(fēng)口中小套系統(tǒng)3連接，風(fēng)口中小套系統(tǒng)3包括風(fēng)口中套 5和風(fēng)口小套4;其中，水循環(huán)系統(tǒng)2包括主水箱6、循環(huán)水過(guò)濾器7、空氣冷卻器8和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置9，循環(huán)水過(guò)濾器7設(shè)置在主水箱6循環(huán)水入口處，空氣冷卻器8和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置9直接與主水箱6連接;主水箱6中的水經(jīng)過(guò)水栗10抽送，經(jīng)過(guò)流量控制閥門(mén)11、壓力變送器12、電磁流量計(jì)13和水溫測(cè)量裝置14,至冷卻壁系統(tǒng)1和風(fēng)口中小套系統(tǒng)3;冷卻水與冷卻壁系統(tǒng)1和風(fēng)口中小套系統(tǒng)3進(jìn)行熱量交換后，到達(dá)出水管道，再經(jīng)過(guò)水溫測(cè)量裝置14、 壓力變送器12到達(dá)回水管路，通過(guò)循壞水過(guò)濾器7返回主水箱6。
[0027]該系統(tǒng)分別對(duì)于高爐冷卻壁的熱態(tài)試驗(yàn)、風(fēng)口中套的熱態(tài)試驗(yàn)、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗(yàn)設(shè)計(jì)了三條管路系統(tǒng)，每條管路系統(tǒng)的水管尺寸均與冷卻器在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中保持一致。每條管路系統(tǒng)都設(shè)計(jì)了水栗10、流量控制閥門(mén)11、壓力變送器12、電磁流量計(jì)13、水溫測(cè)量裝置14,可精確的控制和采集高爐冷卻器在熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中的參數(shù)。其中，為更均勻的控制冷卻壁四根水管的水流量，冷卻壁管路中設(shè)計(jì)了回水管;為模擬高爐斷水時(shí)冷卻壁的狀況，在冷卻壁的兩根水管中設(shè)計(jì)了三通閥15,以避免熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中蒸汽壓力過(guò)大損壞冷卻壁。在水循環(huán)系統(tǒng)2中，為保證水質(zhì)的穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了處理冷卻水的藥劑配方，并通過(guò)循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置9加入，并在水循環(huán)系統(tǒng)2總管路中設(shè)計(jì)了循環(huán)水過(guò)濾器7。另外，為保證冷卻器在熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)水溫度的穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了空氣冷卻器8對(duì)主水箱6中的水進(jìn)行冷卻，并通過(guò)固定式紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻水溫度。[〇〇28]如圖2所示，為保證熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中水質(zhì)的穩(wěn)定，設(shè)計(jì)了加藥配方如下:
[0029]阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇3〇]緩蝕配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇31] 其中:HEDP代表羥基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚馬來(lái)酸酐；PAAS代表聚丙烯酸鈉。
[0032]針對(duì)加藥配方，設(shè)計(jì)了循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置9。循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置9包括內(nèi)部緩蝕阻垢劑添加、殺菌除藻劑添加和水質(zhì)在線監(jiān)控模塊，通過(guò)自動(dòng)加藥控制柜進(jìn)行控制，可隨時(shí)檢測(cè)熱態(tài)試驗(yàn)過(guò)程中的水質(zhì)情況，并根據(jù)水質(zhì)情況自動(dòng)加藥。
[0033]如圖3所示，循環(huán)水過(guò)濾器7中沿水流方向，依次設(shè)置一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)16和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng) 17,從而將雜質(zhì)過(guò)濾掉，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)16和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)17的上方，設(shè)置脈沖式壓縮空氣吹掃裝置18,可定時(shí)吹掃過(guò)濾網(wǎng)上的雜質(zhì)，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)16和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)17的下方，設(shè)置廢渣排除裝置19,定期排除廢渣。
[0034]如圖4所示，本發(fā)明包括主水箱固定式紅外測(cè)溫儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其包括紅外線發(fā)射、 傳感器、微處理器和數(shù)字顯示模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)控主水箱的溫度，保證高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的可靠性。
[0035]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:包括冷卻壁系統(tǒng)(I)、水循環(huán)系統(tǒng)(2)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)(3)，水循環(huán)系統(tǒng)(2)通過(guò)水管分別于冷卻壁系統(tǒng)(I)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)(3)連接，風(fēng)口中小套系統(tǒng)(3)包括風(fēng)口中套(5)和風(fēng)口小套(4);其中，水循環(huán)系統(tǒng)(2)包括主水箱(6)、循環(huán)水過(guò)濾器(7)、空氣冷卻器(8)和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置(9)，循環(huán)水過(guò)濾器(7)設(shè)置在主水箱(6)循環(huán)水入口處，空氣冷卻器(8)和循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置(9)直接與主水箱(6)連接；主水箱(6)中的水經(jīng)過(guò)水栗(10)抽送，經(jīng)過(guò)流量控制閥門(mén)(II)、壓力變送器(12)、電磁流量計(jì)(13)和水溫測(cè)量裝置(14)，至冷卻壁系統(tǒng)(I)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)(3);冷卻水與冷卻壁系統(tǒng)(I)和風(fēng)口中小套系統(tǒng)(3)進(jìn)行熱量交換后，到達(dá)出水管道，再經(jīng)過(guò)水溫測(cè)量裝置(14)、壓力變送器(12)到達(dá)回水管路，通過(guò)循壞水過(guò)濾器(7)返回主水箱(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻壁系統(tǒng)(I)中設(shè)計(jì)了回水管，在冷卻壁系統(tǒng)(I)的兩根水管中設(shè)計(jì)了三通閥(15)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水自動(dòng)加藥裝置(9)通過(guò)自動(dòng)加藥控制柜對(duì)緩蝕阻垢劑添加、殺菌除藻劑添加和水質(zhì)在線監(jiān)控模塊進(jìn)行控制，緩蝕阻垢劑的具體配方為: 阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L ； 緩蝕配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L ； 其中:HEDP代表羥基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚馬來(lái)酸酐;PAAS代表聚丙烯酸鈉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水過(guò)濾器(7)中沿水流方向，依次設(shè)置一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(16)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(17)，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(16)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(17)的上方，設(shè)置脈沖式壓縮空氣吹掃裝置(18)，在一級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(16)和二級(jí)過(guò)濾網(wǎng)(17)的下方，設(shè)置廢渣排除裝置(19)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗(yàn)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述主水箱(6)通過(guò)固定式紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻水溫度。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK105950809SQ201610463450
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】張建良, 鄧勇, 牛建平, 左海濱
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué), 河北萬(wàn)豐冶金備件有限公司