一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，属于高炉炼铁技术领域。该系统包括冷却壁系统、水循环系统和风口中小套系统三个部分。分别对于高炉冷却壁的热态试验、风口中套的热态试验、风口小套的热态试验设计了三条管路系统，每条管路系统的水管尺寸均与冷却器在实际工业应用中保持一致。每条管路系统都设计了水泵、流量控制阀门、压力变送器、电磁流量计、水温测量装置，可精确的控制和采集高炉冷却器在热态试验过程中的参数。该系统可保证热态试验过程中冷却水质量的稳定、冷却器进水温度的稳定，并可精确的测量冷却器进出水温度、水流量和水速，与高炉冷却器实际工业应用工况保持一致。
【专利说明】
一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统
技术领域
[0001]本发明涉及高炉炼铁技术领域，特别是指一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统。
【背景技术】
[0002]高炉寿命与炉体冷却设备息息相关，提高炉体冷却设备的寿命成为高炉长寿技术发展的关键环节。高炉冷却壁、风口中套、风口小套是高炉炉体的重要冷却设备。在高炉冷却壁和风口中小套的设计过程中，需要通过数值模拟来掌握冷却壁和风口中小套在不同工况条件下的温度场分布、应力场分布以及形变情况。而热态试验可以验证数值模拟的可靠性，从而为冷却壁以及风口中小套的设计提供指导。因此，热态试验对于高炉冷却壁、风口中小套的设计和使用具有重要意义。
[0003]在高炉冷却器热态试验过程中，需要不间断的通冷却水对冷却器进行冷却，因此必须设计冷却水循环系统，满足高炉冷却器热态试验的需要。另外，为了保证热态试验的可靠性，冷却水循环系统中水管的尺寸、冷却水水流量、冷却水水速、冷却水质量应和高炉冷却器实际工业应用工况保持一致。
[0004]对于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，已有的四家分别是常熟烧嘴厂、汕头华兴冶金设备股份有限公司、河北天宇高科冶金铸造有限公司和河北万丰冶金备件有限公司。其中前三家的冷却水循环系统仅针对高炉冷却壁的热态试验，河北万丰冶金备件有限公司的冷却水循环系统针对高炉冷却壁和风口小套的热态试验，目前还没有高炉冷却壁、风口中套、风口小套热态试验都适用的冷却水循环系统。另外，对于冷却水循环系统的设计，没有考虑冷却水质量对于循环系统的影响，并且热态试验过程中冷却器进水温度不稳定、温度测量、流量测量和控制精确度不高。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统。
[0006]该系统包括冷却壁系统、水循环系统和风口中小套系统，水循环系统通过水管分别于冷却壁系统和风口中小套系统连接，风口中小套系统包括风口中套和风口小套;其中，水循环系统包括主水箱、循环水过滤器、空气冷却器和循环水自动加药装置，循环水过滤器设置在主水箱循环水入口处，空气冷却器和循环水自动加药装置直接与主水箱连接;主水箱中的水经过水栗抽送，经过流量控制阀门、压力变送器、电磁流量计和水温测量装置，至冷却壁系统和风口中小套系统;冷却水与冷却壁系统和风口中小套系统进行热量交换后，到达出水管道，再经过水温测量装置、压力变送器到达回水管路，通过循坏水过滤器返回主水箱。
[0007]该系统设计了三条管路系统，分别针对冷却壁系统、风口中套、风口小套的热态试验。三条管路系统中，每一条水管的水流量、水流速、水压均设计为可控制式。冷却壁系统中设计了回水管，在冷却壁系统的两根水管中设计了三通阀。
[0008]循环水自动加药装置通过自动加药控制柜对缓蚀阻垢剂添加、杀菌除藻剂添加和水质在线监控模块进行控制，缓蚀阻垢剂的具体配方为:
[0009]阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;
[0010]缓蚀配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇11] 其中:HEDP代表羟基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚马来酸酐；PAAS代表聚丙烯酸钠。
[0012]循环水过滤器中沿水流方向，依次设置一级过滤网和二级过滤网，在一级过滤网和二级过滤网的上方，设置脉冲式压缩空气吹扫装置，在一级过滤网和二级过滤网的下方， 设置废渣排除装置。
[0013]主水箱通过固定式红外测温仪实时监测冷却水温度。
[0014]本发明的上述技术方案的有益效果如下:[〇〇15]1、冷却水循环系统设计了水质处理方案。保证高炉冷却器在热态试验的过程中冷却水质量的稳定，避免高炉冷却器在热态试验过程中管道结垢、腐蚀，影响传热。
[0016]2、冷却水循环系统设计了三条管路系统，分别针对高炉冷却壁、风口中套、风口小套的热态试验。在高炉冷却壁、风口中套、风口小套实际工业应用中，水管尺寸和水流量、水速等参数存在差异，分别设计三条管路可使热态试验过程中参数的控制更接近于实际工业应用，保证热态试验的可靠性。另外，对于三条管路系统，每一条水管的水流量、水流速、水压均为可控式，便于在热态实验过程中精确稳定的控制参数。
[0017]3、冷却水循环系统设计了稳定监测主水箱温度方案。保证热态试验过程中高炉冷却器进水温度稳定，提高热态试验的准确度。
[0018]4、冷却水循环系统设计了精确的数据采集方案。保证及时精确的采集热态试验过程中的数据。【附图说明】
[0019]图1为本发明的用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统结构示意图；
[0020]图2为本发明的循环水自动加药装置内部结构图；[0021 ]图3为本发明的循环水过滤器结构示意图；
[0022]图4为本发明的主水箱固定式红外测温仪内部结构图。
[0023]其中:1-冷却壁系统；2-水循环系统；3-风口中小套系统；4-风口小套；5-风口中套;6-主水箱;7-循环水过滤器;8-空气冷却器;9-循环水自动加药装置；10-水栗；11-流量控制阀门；12-压力变送器；13-电磁流量计；14-水温测量装置；15-三通阀；16-—级过滤网； 17-二级过滤网；18-压缩空气吹扫装置;19-废渣排除装置。【具体实施方式】
[0024]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0025]本发明提供一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统。
[0026]如图1所示，该系统包括冷却壁系统1、水循环系统2和风口中小套系统3，水循环系统2通过水管分别于冷却壁系统1和风口中小套系统3连接，风口中小套系统3包括风口中套 5和风口小套4;其中，水循环系统2包括主水箱6、循环水过滤器7、空气冷却器8和循环水自动加药装置9，循环水过滤器7设置在主水箱6循环水入口处，空气冷却器8和循环水自动加药装置9直接与主水箱6连接;主水箱6中的水经过水栗10抽送，经过流量控制阀门11、压力变送器12、电磁流量计13和水温测量装置14,至冷却壁系统1和风口中小套系统3;冷却水与冷却壁系统1和风口中小套系统3进行热量交换后，到达出水管道，再经过水温测量装置14、 压力变送器12到达回水管路，通过循坏水过滤器7返回主水箱6。
[0027]该系统分别对于高炉冷却壁的热态试验、风口中套的热态试验、风口小套的热态试验设计了三条管路系统，每条管路系统的水管尺寸均与冷却器在实际工业应用中保持一致。每条管路系统都设计了水栗10、流量控制阀门11、压力变送器12、电磁流量计13、水温测量装置14,可精确的控制和采集高炉冷却器在热态试验过程中的参数。其中，为更均匀的控制冷却壁四根水管的水流量，冷却壁管路中设计了回水管;为模拟高炉断水时冷却壁的状况，在冷却壁的两根水管中设计了三通阀15,以避免热态试验过程中蒸汽压力过大损坏冷却壁。在水循环系统2中，为保证水质的稳定，设计了处理冷却水的药剂配方，并通过循环水自动加药装置9加入，并在水循环系统2总管路中设计了循环水过滤器7。另外，为保证冷却器在热态试验过程中进水温度的稳定，设计了空气冷却器8对主水箱6中的水进行冷却，并通过固定式红外测温仪实时监测冷却水温度。[〇〇28]如图2所示，为保证热态试验过程中水质的稳定，设计了加药配方如下:
[0029]阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇3〇]缓蚀配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L;[〇〇31] 其中:HEDP代表羟基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚马来酸酐；PAAS代表聚丙烯酸钠。
[0032]针对加药配方，设计了循环水自动加药装置9。循环水自动加药装置9包括内部缓蚀阻垢剂添加、杀菌除藻剂添加和水质在线监控模块，通过自动加药控制柜进行控制，可随时检测热态试验过程中的水质情况，并根据水质情况自动加药。
[0033]如图3所示，循环水过滤器7中沿水流方向，依次设置一级过滤网16和二级过滤网 17,从而将杂质过滤掉，在一级过滤网16和二级过滤网17的上方，设置脉冲式压缩空气吹扫装置18,可定时吹扫过滤网上的杂质，在一级过滤网16和二级过滤网17的下方，设置废渣排除装置19,定期排除废渣。
[0034]如图4所示，本发明包括主水箱固定式红外测温仪内部结构。其包括红外线发射、 传感器、微处理器和数字显示模块，可实时监控主水箱的温度，保证高炉冷却器热态试验的可靠性。
[0035]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，其特征在于:包括冷却壁系统(I)、水循环系统(2)和风口中小套系统(3)，水循环系统(2)通过水管分别于冷却壁系统(I)和风口中小套系统(3)连接，风口中小套系统(3)包括风口中套(5)和风口小套(4);其中，水循环系统(2)包括主水箱(6)、循环水过滤器(7)、空气冷却器(8)和循环水自动加药装置(9)，循环水过滤器(7)设置在主水箱(6)循环水入口处，空气冷却器(8)和循环水自动加药装置(9)直接与主水箱(6)连接；主水箱(6)中的水经过水栗(10)抽送，经过流量控制阀门(II)、压力变送器(12)、电磁流量计(13)和水温测量装置(14)，至冷却壁系统(I)和风口中小套系统(3);冷却水与冷却壁系统(I)和风口中小套系统(3)进行热量交换后，到达出水管道，再经过水温测量装置(14)、压力变送器(12)到达回水管路，通过循坏水过滤器(7)返回主水箱(6)。2.根据权利要求1所述的用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，其特征在于:所述冷却壁系统(I)中设计了回水管，在冷却壁系统(I)的两根水管中设计了三通阀(15)。3.根据权利要求1所述的用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，其特征在于:所述循环水自动加药装置(9)通过自动加药控制柜对缓蚀阻垢剂添加、杀菌除藻剂添加和水质在线监控模块进行控制，缓蚀阻垢剂的具体配方为: 阻垢配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L ； 缓蚀配方:HEDP+HPMA+PAAS = 3mg/L+2mg/L+2mg/L ； 其中:HEDP代表羟基乙叉二膦酸;HPMA代表水解聚马来酸酐;PAAS代表聚丙烯酸钠。4.根据权利要求1所述的用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，其特征在于:所述循环水过滤器(7)中沿水流方向，依次设置一级过滤网(16)和二级过滤网(17)，在一级过滤网(16)和二级过滤网(17)的上方，设置脉冲式压缩空气吹扫装置(18)，在一级过滤网(16)和二级过滤网(17)的下方，设置废渣排除装置(19)。5.根据权利要求1所述的用于高炉冷却器热态试验的冷却水循环系统，其特征在于:所述主水箱(6)通过固定式红外测温仪实时监测冷却水温度。
【文档编号】C02F9/04GK105950809SQ201610463450
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】张建良, 邓勇, 牛建平, 左海滨
【申请人】北京科技大学, 河北万丰冶金备件有限公司