专利名称：高炉风口小套循环冷却水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高炉循环冷却水系统，具体涉及一种高效节能的高炉风口小套循环冷却水系统。该系统特别适合于高炉小套供水压力高、冷却水系统稳定性要求高、冷却系统容易漏损等特点。
背景技术：
近年来，随着全球气候变暖对自然环境造成的不良影响日益加剧，人们的节能减排、低碳经济的环保意识也逐步增强。钢铁工业是用水和耗能大户，随着钢铁企业规模的扩大、资源用水的缺乏和节水意识的增强，国家政策的节能引导方向，节能减排成为钢铁企业亟需解决的问题，已经受到各钢铁企业和设计单位的高度重视。众所周知，高炉风口小套循环冷却水系统是高炉正常运行的重要保证，也是高炉运行中主要的耗能设备之一。现有的高炉风口小套循环冷却水系统分为开路循环冷却水系统和与高炉本体循环冷却水串接的闭路循环冷却水回路。一、目前国内绝大多数高炉的风口小套循环冷却水系统均采用开路循环冷却水系统，其具体循环冷却过程为冷水池中循环水经水泵加压后，通过高温设备后进入回水箱， 以重力流的方式进入水泵房热水池，热水池中循环水经热水泵提升上冷却塔冷却后进入冷水池，完成循环过程。但现有的开路循环冷却水系统存在有以下不足之处1、供水水泵扬程大，功率大，耗电量高；2、冷却过程中的风吹、蒸发损失较大，循环水系统补水量大；3、循环冷却水与空气直接接触，导致水质不佳，容易结垢且降低了冷却效果；4、在检查风口小套冷却水漏损情况时，采用肉眼观察出水状态的方法，自动化程度低并且降低生产安全性。二、应用较少的与高炉本体循环冷却水串接的闭路循环冷却水回路，其具体循环冷却过程为循环冷却水经加压后，经由高炉小套对设备进行冷却后，与高炉本体回水混合，经过阀门组配水后，其中一路循环水经由空冷器冷却后进入加压泵吸水管，完成一个循环过程。但现有的闭路循环冷却水回路存在有以下不足之处1、操作管理不便、受到高炉本体的限制，系统的独立性较差，影响系统的正常运行，不能保证高炉的长时间运行；当出现漏损时，不易判断漏损原因，导致系统维修困难；2、另外，现有的闭路循环冷却水回路没有采用检漏技术，给高炉生产带来了很大的安全隐患。鉴于上述现有的高炉风口小套循环冷却水技术存在的缺陷，本设计人基于从事本领域多年的工作经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，终于开发出本实用新型的高炉风口小套高效、节能循环冷却水系统技术。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种高炉风口小套循环冷却水系统，该系统能够降低高炉耗电量、减小水量损失、提高循环水水质，并且具有检漏功能、自动稳压补水功能、便于操作管理和维护。为达到上述目的，本实用新型提出一种高炉风口小套循环冷却水系统，所述高炉风口小套循环冷却水系统设置在高炉风口小套用水点的出水端口和进水端口之间，该高炉风口小套循环冷却水系统至少包括由脱气罐、蒸发式空冷器、加压水泵通过过水管依次串接而成的闭路循环冷却水回路。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，在所述高炉风口小套的进水端口和出水端口分别连接的所述过水管上设有漏水检测装置，所述漏水检测装置包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器分别与预设有的上下限报警值的控制元件电连接。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，所述温度传感器为钼热电阻温度传感器。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的闭路循环冷却水回路上设有稳压补水装置，所述稳压补水装置包括容装有循环冷却水的膨胀罐和补水箱，在所述膨胀罐下端设有与所述闭路循环冷却水回路的过水管相连通的进出水管，在所述膨胀罐内设有能够测量膨胀罐内循环冷却水液位高度的液位计，在所述膨胀罐下端还设有排水管，在所述排水管上安装有能控制所述排水管通断的电动阀；所述补水箱通过补水管与所述膨胀罐的进出水管相连通，在所述补水管上安装有补水泵。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，在所述膨胀罐的上部连通有进气管和排气管，在所述进气管和排气管上分别安装有气动阀门，在所述膨胀罐的上部还设有压力传感器，所述压力传感器通过外接的控制部件与所述进气管和排气管电连接。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，所述蒸发式空冷器包括内装有喷淋水的喷淋水箱，在所述喷淋水箱的上部安装有喷头，所述喷头通过输水管与喷淋水箱的底部相连通，在所述输水管上安装有喷淋循环水泵，在所述喷淋水箱的顶端设有风扇，在所述喷头与喷淋水箱中的喷淋水水面之间设有环管，所述环管的两端分别与所述闭路循环冷却水回路的过水管相连通。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，所述喷淋水箱中的喷淋水量为所述闭路循环冷却水回路的循环冷却水量的四分之一。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的所述闭路循环冷却水回路上安装有自清洗管道过滤器，所述自清洗管道过滤器包括滤筒和自动反冲洗装置，在所述滤筒上设有滤网，在所述滤网两侧均设有压力传感器，所述压力传感器通过控制部件与所述自动反冲洗装置电连接。如上所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其中，所述高炉风口小套并联设有至少两个。通常并联设有16 30个。与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点1、本实用新型采用独立的闭路循环冷却水回路，充分利用回水余压，加压水泵功耗低；整个系统为密闭系统水损少，补水量少，运行费用大幅降低。克服了现有的高炉小套开路循环冷却水技术中耗电量高、水量损失大，水质较差的缺陷，具有耗电量低、水量损失小，水质较佳等优点。2、本实用新型针对生产中存在检漏不及时的不安全因素，以及高炉小套串联闭路系统的安全性低、无法检漏的安全隐患，在高炉风口小套两端的过水管上设置温度传感器和压力传感器，并远传至控制室监测报警，可以及时准确的发现小套的漏损，极大的提高了小套循环冷却水系统的安全性，同时检漏系统自动化程度较高，人机界面友好，便于监测。3、本实用新型采用稳压补水装置可以自动对循环水系统进行稳压，保证系统运行压力的稳定。在循环水系统漏损时，补水系统自动补水。
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，图1为本实用新型高炉风口小套循环冷却水系统实施例一的结构示意图。图2为本实用新型高炉风口小套循环冷却水系统实施例二的结构示意图。图3为本实用新型的蒸发式空冷器的结构示意图。附图标记本实用新型1-高炉风口小套；2-脱气罐；3-蒸发式空冷器；31-喷淋水箱； 32-喷头；33-输水管；34-喷淋循环水泵；35-风扇；36-环管；4-加压水泵；5-过水管； 11-温度传感器；12-压力传感器；6-过滤器；61-滤筒；62-滤网；7-稳压补水装置；71-膨胀罐；72-补水箱；73-进出水管；74-液位计；75-排水管；76-电动阀；77-补水管；78-补水泵；81-进气管；82-排气管；83-进气气动阀门；84-膨胀罐71的压力传感器；85-排气气动阀门。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式
。请参考图1，为本实用新型高炉风口小套循环冷却水系统实施例一的结构示意图。 如图所示，本实用新型提出的高炉风口小套循环冷却水系统，设置在高炉风口小套1用水点的出水端口和进水端口之间，该高炉风口小套循环冷却水系统包括由脱气罐2、蒸发式空冷器3、加压水泵4通过过水管5依次串接而成的闭路循环冷却水回路。其中，加压水泵4 对过水管5中的循环冷却水加压，使得循环冷却水在闭路循环冷却水回路中循环流动，从而对高炉风口小套1进行冷却；脱气罐2可放置于风口平台上，用于对经过高温设备被汽化了的循环冷却水脱气，保证冷却水的冷却质量；蒸发式空冷器3用于对吸热升温后的循环冷却水进行冷却，使得冷却水能够循环利用。由于本实用新型采用闭路循环冷却水回路， 循环冷却水由加压水泵4的出水口流经过水管5、高炉风口小套1、脱气罐2、蒸发式空冷器 3后，循环冷却水仅损失部分压力，回至加压水泵4吸水口时，仍具有一定的压力，该压力作为加压水泵4吸水备压，因循环冷却回水有备压，故加压水泵4的扬程远低于现有开路系统中水泵扬程，大幅度降低了设备能耗。并且，本实用新型结构简单，无需与高炉的其它设备相接，具有较强的独立性，能够保证高炉的长时间正常运行。进一步的，在本实施例中，在所述高炉风口小套1的进水端口和出水端口分别连
5接的所述过水管5上设有漏水检测装置，所述漏水检测装置包括温度传感器11和压力传感器12 ；其中，温度传感器11用于测量高炉风口小套1进出水口端的冷却水温度；压力传感器12用于测量高炉风口小套1进出水口端的冷却水压力。并且，温度传感器11和压力传感器12分别将检测到接近高炉风口小套1的进、出水口端的冷却水的温度信号和压力信号传递至远端的控制元件，例如可编程逻辑控制器(PLC)。控制元件接收到温度信号和压力信号，当经转换后其检测数值达到或大于控制元件中预设的相应的上、下限报警值时，控制元件发出报警信号，则说明循环管路可能发生漏损，从而实现对闭路循环冷却水回路的检漏功能。在本实用新型中，温度传感器11、压力传感器12与控制元件的连接、传输信号的具体结构及原理均为公知技术，在此不再详细描述。优选的，所述温度传感器11为钼热电阻温度传感器，钼热电偶误差可在士0. 15°C 左右，现有的压力传感器12精确度可达1%。，从而满足本实用新型高炉风口小套循环冷却水系统的精度要求。进一步的，请参考图3，为本实用新型的蒸发式空冷器的结构示意图。如图3所示， 所述蒸发式空冷器3包括内装有喷淋水的喷淋水箱31，在所述喷淋水箱31的上部安装有喷头32，所述喷头32通过输水管33与喷淋水箱31的底部相连通，在所述输水管33上安装有喷淋循环水泵34，通过喷淋循环水泵34加压能够将喷淋水箱31中的喷淋水输送至喷头32 并由喷头32进行喷淋作业。其中喷淋水箱31中的喷淋水量为闭路循环冷却水回路的循环冷却水量的四分之一，以确保循环冷却水得到充分的冷却。在所述喷淋水箱31的顶端设有风扇35，在所述喷头32与喷淋水箱31中的喷淋水水面之间设有环管36，所述环管36的两端分别与所述闭路循环冷却水回路的过水管5相连通，使得循环冷却水流经环管36。在使用时，需要被冷却的循环冷却水在环管36内流过，喷淋循环水泵34从喷淋水箱31下部的集水盘吸水，将喷淋水加压送至喷淋水箱31上部的喷头处喷淋，对环管36进行喷淋冷却， 并且通过风扇35进行通风冷却，进一步提高冷却效果。环管36内循环水不与外界接触，经过空冷器后，仅温度降低，水质不受影响。由于喷淋水可以在蒸发式空冷器设备本身进行循环冷却而不需增设独立的喷淋水池，占地小，节省了投资和运行费用。进一步的，如图1所示，在所述蒸发式空冷器3与所述加压水泵4之间的所述闭路循环冷却水回路上安装有过滤器6，用于过滤循环水系统里的颗粒物。由于各种可能存在的原因，循环水系统在运行初期或管路及设备维修后，在系统中存在着颗粒物需要清洗，所述自清洗管道过滤器6包括滤筒61和自动反冲洗装置(图中未示出)，在所述滤筒61上设有滤网62，滤网62是主要过滤部件，循环水通过滤网62后，其中所含颗粒物被拦截到滤网 62上；滤筒61为滤网62的承载部件；在所述滤网62两侧均设有压力传感器，滤网前后两侧均设置了压力传感器，当过滤前后水压差超过设定压差值时，说明滤网沉积的颗粒物较多，堵塞的滤孔较多，则与压力传感器通过外接的控制部件相连的自动反冲洗装置启动，扫除滤网62上的被拦截的颗粒物，并将颗粒物向外排出。其中自动反冲洗装置为现有技术， 在此不再详细描述。进一步的，如图1所示，所述高炉风口小套并联设置有3个。但本实用新型也不限于此，高炉风口小套的数量也可以根据实际需要设置2个、4个或更多个。而现有高炉中通常并联设有16 30个高炉风口小套。该些高炉风口小套的出水端口和进水端口分别与过水管5相连接，这样能够对多个高炉风口小套进行循环冷却。[0040]本实用新型的运行流程为循环冷却水经加压水泵4加压后，进入闭路循环冷却水回路对设备(高炉风口小套)进行冷却，冷却后回水经过脱气罐2脱气后进入蒸发式空冷器3降温，最后经由自清洗管道过滤器6去除大颗粒杂质后，再回流至加压水泵4加压， 完成一个循环过程。其中，高炉小套设备用水点检漏过程为高炉小套1用水点出水端口和进水端口处连接的过水管5上设置温度传感器11和压力传感器12，并将其运行报警信号远传至控制室显示屏显示，操作人员可迅速采取相关措施，大幅度提高了系统运行的稳定性。作为本实用新型另一种可选的实施例，请参考图2，为本实用新型高炉风口小套循环冷却水系统实施例二的结构示意图。在本实施例中与实施例一相同的部件，采用相同的标号。如图2所示，在蒸发式空冷器3与所述加压水泵4之间的所述闭路循环冷却水回路上设有稳压补水装置7，稳压补水装置7可放置于风口平台或者加压泵站内，所述稳压补水装置7包括容装有循环冷却水的膨胀罐71和补水箱72，在所述膨胀罐71下端设有与所述闭路循环冷却水回路的过水管5相连通的进出水管73，使得膨胀罐71和补水箱72的循环冷却水能够通过进出水管73流入过水管5，而过水管5中的循环冷却水也能通过进出水管73流入膨胀罐71内。在所述膨胀罐71内设有能够测量膨胀罐71内的循环冷却水液位高度的液位计74，在所述膨胀罐71下端还设有排水管75，在所述排水管75上安装有能控制所述排水管75通断的电动阀76，通过电动阀76控制排水管75的通断，从而实现膨胀罐 71的排水功能；所述补水箱72通过补水管77与所述膨胀罐71的进出水管73相连通，在所述补水管77上安装有补水泵78。通过所述补水泵78能够将补水箱72中的循环冷却水 (软化水)通过进出水管73输送至过水管5中，从而实现对闭路循环冷却水回路的补水功能。进一步的，在所述膨胀罐71的上部连通有进气管81和排气管82，在所述进气管 81和排气管82上分别安装有气动阀门(进气气动阀门83和排气气动阀门85)，在所述膨胀罐71的上部还设有压力传感器84，所述压力传感器84与外接的控制部件连接，所述外接的控制部件通过所述膨胀罐的压力传感器84所发出到的膨胀罐内的压力信号控制所述进气管81和排气管82的开启或关闭，从而使膨胀罐71内的压力值保持在设定的压力范围之内。而当闭路循环冷却水回路有漏损时，仅通过膨胀罐71无法持续稳压时，补水泵78与液位计74连锁并通过控制部件启动，向闭路循环冷却水回路中补水，保证循环水系统压力的稳定，以确保在系统查漏的过程中生产的继续进行。稳压补水装置7既可以起到正常运行中的稳压作用，又可以起到在系统发生微量漏损时的补水功能。本实施例在使用时，电动阀76与膨胀罐71内的液位计74通过控制部件相连，使得电动阀76根据液位计74检测数值进行开启或关闭；并且，补水泵78与膨胀罐71内的液位计74也通过控制部件相连，使得补水泵78也根据液位计74检测数值进行开启或关闭。 当闭路循环冷却水回路中出现循环冷却水水温上升时，回路中的循环冷却水体积膨胀，压力增加，使得循环冷却水通过进出水管73流入膨胀罐71，使得膨胀罐71中的水位提升；当膨胀罐71内中液位计74监测达到设定的高液位时，电动阀76开启，膨胀罐71内水外排， 直至膨胀罐71内液位至正常液位时，电动阀76关闭。当闭路循环冷却水回路出现漏损情况时，循环冷却水压力降低，使得膨胀罐71内的水通过进出水管73流入闭路循环冷却水回路向回路补水；如果闭路循环冷却水回路持续漏损，膨胀罐71液位持续下降，膨胀罐71内的液位计74监测液位达到低液位时，补水泵78启动，从补水箱72中抽取软化水向闭路循环冷却水回路和膨胀罐71内补水，直至膨胀罐71液位达到正常液位时，补水泵78停止。为了保持膨胀罐71内的压力处于正常工作的范围，进气管81及排气管82上分别安装的进气气动阀门83和排气气动阀门85通过膨胀罐71内压力传感器84的作用开启或关闭，即当膨胀罐71压力大于设定的最大压力值时，排气气动阀85开启，膨胀罐71中填充的氮气外排至大气，直到膨胀罐71内压力小于等于设定的最大压力值时，排气气动阀85关闭；当膨胀罐71压力小于设定的最小压力值时，进气气动阀83开启，向膨胀罐71内补充氮气，直到膨胀罐71内压力值大于等于设定的最小压力值时，关闭进气气动阀83。本实用新型的稳压补水装置7设有PLC柜，通过电缆连接液位计、压力传感器、电动阀、气动阀和补水泵等设备，并用于接收液位计、压力传感器等设备控制信号，实现对电动阀、气动阀和补水泵的连锁控制。PLC柜的具体结构及控制过程均为公知技术，在此不再详细描述。本实施例的其他结构、工作原理和有益效果与实施例一相同，在此不再赘述。以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式
，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述高炉风口小套循环冷却水系统设置在高炉风口小套用水点的出水端口和进水端口之间，该高炉风口小套循环冷却水系统至少包括由脱气罐、蒸发式空冷器、加压水泵通过过水管依次串接而成的闭路循环冷却水回路。
2.如权利要求1所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，在所述高炉风口小套的进水端口和出水端口分别连接的所述过水管上设有漏水检测装置，所述漏水检测装置包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器分别与预设有的上下限报警值的控制元件电连接。
3.如权利要求2所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述温度传感器为钼热电阻温度传感器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的闭路循环冷却水回路上设有稳压补水装置，所述稳压补水装置包括容装有循环冷却水的膨胀罐和补水箱，在所述膨胀罐下端设有与所述闭路循环冷却水回路的过水管相连通的进出水管，在所述膨胀罐内设有能够测量膨胀罐内循环冷却水液位高度的液位计，在所述膨胀罐下端还设有排水管，在所述排水管上安装有能控制所述排水管通断的电动阀；所述补水箱通过补水管与所述膨胀罐的进出水管相连通，在所述补水管上安装有补水泵。
5.如权利要求4所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，在所述膨胀罐的上部连通有进气管和排气管，在所述进气管和排气管上分别安装有气动阀门，在所述膨胀罐的上部还设有压力传感器，所述压力传感器通过外接的控制部件与所述进气管和排气管电连接。
6.如权利要求1至3中任一项所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述蒸发式空冷器包括内装有喷淋水的喷淋水箱，在所述喷淋水箱的上部安装有喷头，所述喷头通过输水管与喷淋水箱的底部相连通，在所述输水管上安装有喷淋循环水泵，在所述喷淋水箱的顶端设有风扇，在所述喷头与喷淋水箱中的喷淋水水面之间设有环管，所述环管的两端分别与所述闭路循环冷却水回路的过水管相连通。
7.如权利要求6所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述喷淋水箱中的喷淋水量为所述闭路循环冷却水回路的循环冷却水量的四分之一。
8.如权利要求1至3中任一项所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的所述闭路循环冷却水回路上安装有自清洗管道过滤器，所述自清洗管道过滤器包括滤筒和自动反冲洗装置，在所述滤筒上设有滤网，在所述滤网两侧均设有压力传感器，所述压力传感器通过控制部件与所述自动反冲洗装置电连接。
9.如权利要求1至3中任一项所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述高炉风口小套并联设有至少两个。
10.如权利要求9所述的高炉风口小套循环冷却水系统，其特征在于，所述高炉风口小套并联设有16 30个。
专利摘要本实用新型公开了一种高炉风口小套循环冷却水系统，设置在高炉风口小套用水点的出水端口和进水端口之间，该高炉风口小套循环冷却水系统至少包括由脱气罐、蒸发式空冷器、加压水泵通过过水管依次串接而成的闭路循环冷却水回路；在所述高炉风口小套的进水端口和出水端口分别连接的所述过水管上设有漏水检测装置，在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的闭路循环冷却水回路上设有稳压补水装置；在所述蒸发式空冷器与所述加压水泵之间的所述闭路循环冷却水回路上安装有自清洗管道过滤器。本实用新型具有耗电量低、水量损失小、水质较佳、检漏方便、自动稳压补水、便于操作管理和维护等优点。
文档编号C21B7/10GK201981217SQ201020687449
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者宋小鹏, 宋晓锐, 陈继亮 申请人:中冶京诚工程技术有限公司, 北京京诚科林环保科技有限公司