加热炉冷却能源介质自回收系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种加热炉冷却能源介质自回收系统，主要针对现有的加热炉冷却系统对冷却能源介质的利用不充分而设计。本发明加热炉冷却能源介质自回收系统，在炉内水梁的出口处连接有第一出口分配联箱，所述第一出口分配联箱通过管道组与第二出口分配联箱相连，所述管道组上设有发电机组，所述第一出口分配联箱中的汽水混合物输出至所述管道组，所述管道组中的汽水混合物提供所述发电机组工作所需的能量，所述管道组内的汽水混合物经过所述发电机组输出至所述第二出口分配联箱。本发明能够将饱和水经过炉内水梁汽化生成的汽水混合物通过发电机组转化为饱和水进行循环使用，发电机组产生的电能能够用于系统的自身运行。
【专利说明】加热炉冷却能源介质自回收系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种加热炉冷却能源介质自回收系统。
【背景技术】
[0002]在工业炉窑领域中，用于支撑加热工件的炉内水梁通常采用水冷却或汽化冷却方式进行冷却，随着国家提倡节能减排，越来越多的加热炉水梁采用汽化冷却方式进行冷却。加热炉汽化冷却系统产生大量蒸汽，对于大型联合企业，蒸汽能够被统一回收，而更多的中小民营企业则直接把蒸汽排放至大气中，造成能源介质的极大浪费。由于加热炉汽化冷却系统产生了大量的外送蒸汽，需要连续给加热炉汽包补充新水，以保证汽化冷却系统的安全运行。当发生故障，无法给加热炉汽化冷却系统补充新水时，汽化冷却系统将会面临失水的风险，这将会导致处于高温环境下的炉内水梁因得不到有效冷却而被毁坏。
[0003]在工业炉窑领域中，加热设备的电力供应通常由外网供应。对于大型联合企业而言，加热设备的电力供应通常设置为两路电源，一路为生产电源，一路为保安电源；而对于中小民营企业而言，加热设备的电力供应通常设置为一路生产电源，不设置保安电源。这在加热设备的运行过程中存在安全隐患，一旦电力供应因故障停止，加热炉汽化冷却系统将停止工作，系统内用于冷却的水冷介质无法流动，水冷介质将会快速吸热而汽化，导致温度及压力急剧升高，从而毁坏汽化冷却系统管道及设备，严重影响加热炉的正常生产。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供一种加热炉冷却能源介质自回收系统，能够将饱和水由加热炉的炉内水梁冷却作用而汽化生成的汽水混合物经过发电机组转化为饱和水进行循环使用，发电机组产生的电能能够用于系统的自身运行。
[0005]为达到上述目的，本发明加热炉冷却能源介质自回收系统，在炉内水梁的出口处连接有第一出口分配联箱，所述第一出口分配联箱通过管道组与第二出口分配联箱相连，所述管道组上设有发电机组，所述第一出口分配联箱中的汽水混合物输入至所述管道组，所述管道组中的汽水混合物提供所述发电机组工作所需的能量，所述管道组内的汽水混合物经过所述发电机组输入至所述第二出口分配联箱。
[0006]进一步地，汽包的出水口通过下降管与进口分配联箱相连，所述进口分配联箱与所述炉内水梁的进口相连，所述汽包的进水口通过上升管与所述第二出口分配联箱相连，其中所述下降管上设有循环泵。所述汽包通过供水管与软水箱相连，所述供水管上设有给水泵。
[0007]具体地，所述发电机组通过电缆与受电柜的输入端相连，所述受电柜的输出端分别通过电缆与所述给水泵和所述循环泵相连。
[0008]进一步地，所述汽包的顶部设有蒸汽放散管，所述蒸汽放散管上分别设有手动闸阀和电动闸阀。
[0009]具体地，所述进口分配联箱与所述炉内水梁通过循环管相连。
[0010]具体地，所述发电机组包括至少两个发电单元，每个所述发电单元包括一个发电机。
[0011]具体地，所述管道组包括六组管道，其中三组管道上分别设置有所述发电机，另外三组管道上分别设置有电动闸阀。
[0012]特别地，所述发电机组与外接电网相连。
[0013]特别地，所述发电机组为智能低温低压发电机组。
[0014]本发明加热炉冷却能源介质自回收系统的有益效果为:
[0015]1、本发明加热炉冷却能源介质自回收系统设置有软水箱、汽包、进口分配联箱、炉内水梁、出口分配联箱以及发电机组。所述软水箱与所述汽包通过供水管相连，所述供水管上设有给水泵；所述汽包通过下降管与所述进口分配联箱相连，所述下降管上设有循环泵；所述进口分配联箱与所述炉内水梁通过循环管相连；所述出口分配联箱包括第一出口分配联箱和第二出口分配联箱，所述第一出口分配联箱与所述炉内水梁相连，所述第一出口分配联箱与所述第二出口分配联箱之间通过管道组相连，所述第二出口分配联箱与所述汽包通过上升管道相连。本发明的这种结构设置形式使得整个系统能够实现冷却介质的封闭循环，冷却介质在加热炉的炉内水梁内流动而吸收炉内水梁的热量，从而冷却炉内水梁。
[0016]2、本发明在加热炉的炉内水梁与汽包之间设置了第一出口分配联箱和第二出口分配联箱，在所述第一出口分配联箱和所述第二出口分配联箱之间通过管道组相连，所述管道组上设有电动闸阀和发电机组，汽包中的饱和水经由循环泵、下降管道及进口分配联箱输入至炉内水梁，饱和水在炉内水梁内吸热而变成汽水混合物，汽水混合物经由第一出口分配联箱输入至管道组，在设有发电机组的管道组中的汽水混合物向所述发电机组提供发电所需的能量后冷却成饱和水，形成的饱和水再经由第二出口分配联箱和上升管道输入至汽包，从而进入下次循环，在首次循环中，初始饱和水在炉内水梁中增加的能量被发电机组吸收，回到初始状态，没有因吸热汽化而导致饱和水减少，从而实现系统在循环过程中的饱和水完全自回收，不会因为汽化冷却的补充新水停供而毁坏设备。
[0017]3、发电机组吸收管道组中的能量输出供电负荷，供电负荷经由受电柜输送至加热炉冷却能源介质自回收系统的给水泵和循环泵，用于给水泵和循环泵的运行，富余电量输送至厂区电网回收，从而实现系统中能量的回收、利用，最终实现能量的自回收，不会因为停电而毁坏设备。
[0018]4、本发明的发电机组包括多个发电单元，当加热炉满负荷生产时，三个发电单元同时启动，满足加热炉的炉内水梁冷却时生产蒸汽的发电要求；当加热炉因故紧急停炉时，炉内水梁汽化的蒸汽量变小，发电机组根据蒸汽量的变化关停发电机组中的一个或多个发电单元，随着加热炉的炉内水梁温度的逐渐降低，蒸汽产生量也逐渐减少，当加热炉的炉内水梁产生的蒸汽量不足以维持发电机组的运行时，关闭所有发电单元，此时炉内水梁的温度已经足够低，系统中的给水泵及循环泵可以停止运行，不需要在给其供电，从而使整个系统安全可靠。
[0019]5、本发明在第一出口分配联箱和第二出口分配联箱之间设置六组管道，其中三组管道分别安装有智能低温低压发电机组，另外三组管道分别安装有电动闸阀，当智能低温低压发电机组停止运行时，根据需要打开全部或部分电动闸阀，确保系统的安全运行。
[0020]6、本发明在汽包上设置有蒸汽放散管,蒸汽放散管上安装有手动闸阀和电动闸阀，当智能低温低压发电机组因故障无法完全吸收管道组中汽水混合物的能量时，导致上升管道中存在蒸汽，此时汽包设置的蒸汽放散管上的电动闸阀自动打开，排放蒸汽，以维持系统的压力平衡，蒸汽放散管上的手动闸阀作为检修用阀，正常处于常开状态。
[0021]7、本发明在汽包上配备了软水箱及给水泵，正常运行时，给水泵不工作，软水箱不向汽包补充新水，当由于系统排污或蒸汽放散导致汽包中的水位下降到低位值时，给水泵自动启动，将软水箱内的新水补充至汽包，维护系统的安全运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明加热炉冷却能源介质自回收系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
[0024]如图1所示，本发明加热炉冷却能源介质自回收系统，包括汽包4，所述汽包4依次连接的进口分配联箱7、炉内水梁9、第一出口分配联箱10、发电机组15和第二出口分配联箱13。
[0025]其中所述汽包4的出水口通过下降管6与所述进口分配装置7相连，所述下降管6上设有循环泵5 ;所述进口分配联箱7通过循环管8与所述炉内水梁9相连；所述炉内水梁9通过所述循环管道8与所述第一出口分配联箱10相连；所述第一出口分配联箱10通过管道组11与所述第二出口分配联箱13相连，所述管道组11上设有电动闸阀12和智能低温低压发电机组15 ;所述第二出口分配联箱13通过上升管道14与所述汽包4的进水口相连。各设备之间通过管道相连成为闭合回路，从而使整个系统能够实现冷却介质的封闭循环，冷却介质在加热炉炉的内水梁9内流动而吸收炉内水梁9的热量，从而冷却炉内水梁9,确保炉内水梁9的安全运行。
[0026]本发明加热炉冷却能源介质自回收系统的工作原理是:系统中的饱和水由汽包4经循环泵5、下降管道6及进口分配联箱7送入炉内水梁9，对炉内水梁9进行冷却降温，饱和水在炉内水梁9内吸热而变成汽水混合物，汽水混合物经由第一出口分配联箱10送入管道组11，所述管道组11中的汽水混合物输出发电机组15工作所需的能量，从而使所述发电机组15输出供电负荷，管道组11中的汽水混合物经过发电机组15后输出能量而冷却成饱和水，饱和水再经由第二出口分配联箱13和上升管道14送入汽包4，完成一次冷却介质的循环利用，同时为系统下一次循环提供足够的软水。在首次循环中，初始饱和水在炉内水梁9中增加的能量被发电机组15吸收，回到初始状态，没有因吸热汽化而导致饱和水减少，从而实现汽化冷却系统循环过程中的饱和水的完全自回收，不会因为汽化冷却的补充新水停供而毁坏设备。
[0027]本实施例中的所述汽包4还配备了软水箱I，所述软水箱I通过供水管2与所述汽包4相连，所述供水管2上设有给水泵3。正常运行时，所述给水泵3不工作，所述软水箱I不向所述汽包4补充新水，当由于系统排污或蒸汽放散导致所述汽包4内的水位下降到低位值时，所述给水泵3自动启动，将所述软水箱I内的新水补充至所述汽包4中，从而维护系统的安全运行。
[0028]本实施例中，所述发电机组15采用智能低温低压发电机组，所述智能低温低压发电机组包括三个发电单元，分别为发电单元A、B、C。
[0029]所述管道组11可以根据实际生产需求设置管道的组数，本实施例中所述管道组11包括六组管道，其中的三组管道上分别设置所述的发电单元A、B、C，另外三组管道上分别设有电动闸阀12。当智能低温低压发电机组15停止运行时，根据需要打开全部或部分电动闸阀12，确保系统的安全运行。
[0030]所述智能低温低压发电机组15通过电缆19与受电柜21的输入端相连，所述受电柜21的输出端通过电缆22、23分别与所述给水泵3和所述循环泵5相连。所述智能低温低压发电机组15还与外接电网20相连接。
[0031]由智能低温低压发电机组15输出的供电负荷经由受电柜21供至所述给水泵3和所述循环泵5，用于所述给水泵3和所述循环泵5的运行，富余电量送至厂区外接电网20回收，从而实现系统中能量的回收、利用，最终实现能量的自回收，不会因为停电而毁坏设备。
[0032]在本实施例中，当加热炉满负荷生产时，三个所述的发电单元A、B、C同时启动，满足加热炉的炉内水梁9在冷却时产生蒸汽的发电要求；当加热炉因故紧急停炉时，炉内水梁9产生的蒸汽量变小，智能低温低压发电机组15根据蒸汽量的变化关停一个或两个发电单元，随着炉内水梁9温度的逐渐降低，蒸汽产生量也逐渐减少，当炉内水梁9产生的蒸汽量不足以维持智能低温低压发电机组15的运行时，关闭所有发电单元，此时加热炉温度已经足够低，汽化冷却系统的给水泵3及循环泵5可以停止运行，不需要在给其供电，使得整个系统安全可靠。
[0033]在本实施例中，所述汽包4的顶部设有蒸汽放散管16，蒸汽放散管16上设有手动闸阀17和电动闸阀18。当智能低温低压发电机组15因故障无法完全吸收管道组11中汽水混合物的能量时，导致上升管道14中存在蒸汽，蒸汽放散管16上的电动闸阀18自动打开，排放蒸汽，以维持系统的压力平衡，蒸汽放散管16上的手动闸阀17作为检修用阀，正常处于常开状态。
[0034]本发明加热炉冷却能源介质自回收系统，饱和水对加热炉的炉内水梁9进行冷却降温时产生汽水混合物，汽水混合物再经过智能低温低压发电机组15时，提供智能低温低压发电机组15工作所需的能量，从而被转化为饱和水进行循环使用，而智能低温低压发电机组产生的电能又用于系统的自身运行，在系统正常运行后不再需要提供额外的能源用于系统的运行。本发明能够充分回收利用加热炉冷却能源介质，不仅回收利用效率高，节约能源，同时系统安全可靠。
[0035]以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种加热炉冷却能源介质自回收系统，在炉内水梁的出口处连接有第一出口分配联箱，其特征在于:所述第一出口分配联箱通过管道组与第二出口分配联箱相连，所述管道组上设有发电机组，所述第一出口分配联箱中的汽水混合物输入至所述管道组，所述管道组中的汽水混合物提供所述发电机组工作所需的能量，所述管道组内的汽水混合物经过所述发电机组输入至所述第二出口分配联箱。
2.根据权利要求1所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:汽包的出水口通过下降管与进口分配联箱相连，所述进口分配联箱与所述炉内水梁的进口相连，所述汽包的进水口通过上升管与所述第二出口分配联箱相连，其中所述下降管上设有循环泵。
3.根据权利要求2所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述汽包通过供水管与软水箱相连，所述供水管上设有给水泵。
4.根据权利要求3所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述发电机组通过电缆与受电柜的输入端相连，所述受电柜的输出端分别通过电缆与所述给水泵和所述循环泵相连。
5.根据权利要求2所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述汽包的顶部设有蒸汽放散管，所述蒸汽放散管上分别设有手动闸阀和电动闸阀。
6.根据权利要求2所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述进口分配联箱与所述炉内水梁通过循环管相连。
7.根据权利要求1所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述发电机组包括至少两个发电单元，每个所述发电单元包括一个发电机。
8.根据权利要求7所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述管道组包括六组管道，其中三组管道上分别设置有所述发电机，另外三组管道上分别设置有电动闸阀。
9.根据权利要求1所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述发电机组与外接电网相连。
10.根据权利要求1所述的加热炉冷却能源介质自回收系统，其特征在于:所述发电机组为智能低温低压发电机组。
【文档编号】F01K25/06GK104359323SQ201410598334
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】严云福, 朱理, 郑晗, 王文霞, 王涵林 申请人:中冶华天工程技术有限公司