[發(fā)明專利]一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610463450.3
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN105950809B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建良;鄧勇;牛建平;左海濱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué);河北萬豐冶金備件有限公司
• 主分類號: C21B7/10
• 分類號: C21B7/10;C21B7/24;C02F9/04;C02F103/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

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)試驗的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

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)計過程中，需要通過數(shù)值模擬來掌握冷卻壁和風(fēng)口中小套在不同工況條件下的溫度場分布、應(yīng)力場分布以及形變情況。而熱態(tài)試驗可以驗證數(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)計提供指導(dǎo)。因此，熱態(tài)試驗對于高爐冷卻壁、風(fēng)口中小套的設(shè)計和使用具有重要意義。

在高爐冷卻器熱態(tài)試驗過程中，需要不間斷的通冷卻水對冷卻器進行冷卻，因此必須設(shè)計冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，滿足高爐冷卻器熱態(tài)試驗的需要。另外，為了保證熱態(tài)試驗的可靠性，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)和高爐冷卻器實際工業(yè)應(yīng)用工況保持一致。

對于高爐冷卻器熱態(tài)試驗的冷卻水循環(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)僅針對高爐冷卻壁的熱態(tài)試驗，河北萬豐冶金備件有限公司的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)針對高爐冷卻壁和風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗，目前還沒有高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套熱態(tài)試驗都適用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。另外，對于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計，沒有考慮冷卻水質(zhì)量對于循環(huán)系統(tǒng)的影響，并且熱態(tài)試驗過程中冷卻器進水溫度不穩(wěn)定、溫度測量、流量測量和控制精確度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。

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)水過濾器、空氣冷卻器和循環(huán)水自動加藥裝置，循環(huán)水過濾器設(shè)置在主水箱循環(huán)水入口處，空氣冷卻器和循環(huán)水自動加藥裝置直接與主水箱連接；主水箱中的水經(jīng)過水泵抽送，經(jīng)過流量控制閥門、壓力變送器、電磁流量計和水溫測量裝置，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)進行熱量交換后，到達出水管道，再經(jīng)過水溫測量裝置、壓力變送器到達回水管路，通過循壞水過濾器返回主水箱。

該系統(tǒng)設(shè)計了三條管路系統(tǒng)，分別針對冷卻壁系統(tǒng)、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗。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)計為可控制式。冷卻壁系統(tǒng)中設(shè)計了回水管，在冷卻壁系統(tǒng)的兩根水管中設(shè)計了三通閥。

循環(huán)水自動加藥裝置通過自動加藥控制柜對緩蝕阻垢劑添加、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代表水解聚馬來酸酐；PAAS代表聚丙烯酸鈉。

循環(huán)水過濾器中沿水流方向，依次設(shè)置一級過濾網(wǎng)和二級過濾網(wǎng)，在一級過濾網(wǎng)和二級過濾網(wǎng)的上方，設(shè)置脈沖式壓縮空氣吹掃裝置，在一級過濾網(wǎng)和二級過濾網(wǎng)的下方，設(shè)置廢渣排除裝置。

主水箱通過固定式紅外測溫儀實時監(jiān)測冷卻水溫度。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

1、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計了水質(zhì)處理方案。保證高爐冷卻器在熱態(tài)試驗的過程中冷卻水質(zhì)量的穩(wěn)定，避免高爐冷卻器在熱態(tài)試驗過程中管道結(jié)垢、腐蝕，影響傳熱。

2、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計了三條管路系統(tǒng)，分別針對高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套的熱態(tài)試驗。在高爐冷卻壁、風(fēng)口中套、風(fēng)口小套實際工業(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)計三條管路可使熱態(tài)試驗過程中參數(shù)的控制更接近于實際工業(yè)應(yīng)用，保證熱態(tài)試驗的可靠性。另外，對于三條管路系統(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)實驗過程中精確穩(wěn)定的控制參數(shù)。

3、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計了穩(wěn)定監(jiān)測主水箱溫度方案。保證熱態(tài)試驗過程中高爐冷卻器進水溫度穩(wěn)定，提高熱態(tài)試驗的準(zhǔn)確度。

4、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計了精確的數(shù)據(jù)采集方案。保證及時精確的采集熱態(tài)試驗過程中的數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的用于高爐冷卻器熱態(tài)試驗的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的循環(huán)水自動加藥裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的循環(huán)水過濾器結(jié)構(gòu)示意圖；