用于钢带生产线的节能系统及控制系统的制作方法

本发明涉及一种用于钢带生产线的节能系统及控制系统。

背景技术：

钢带的生产包含有酸洗、轧制、脱脂、退火、平整、剪切等工序。其中脱脂工序用以洗刷干净轧制后钢带表面残留的油脂，避免后续退火工序中油脂在钢带表面形成难以清洗的黑斑。脱脂线通常包含碱洗段和水洗段，碱洗段和水洗段分别配有单独的热水喷淋设备，而每台热水喷淋设备通常配有一台供应热水的热水锅炉，热水锅炉在工作过程中需使用大量的热能，因此造成较高的能源成本。此外，钢带生产线上还有诸多生产设备在工作过程中产生大量的热能，并需要通过冷却水进行冷却，通常这些热能被冷却水带走后直接散失到周围环境中，缺乏有效的回收利用，从而造成热能的白白浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于钢带生产线的节能系统及控制系统，能够减少钢带生产线的能源消耗。

根据本发明的第一方面，提供一种用于钢带生产线的节能系统，包括：

热水循环机构，所述热水循环机构包括热水锅炉、热水循环水罐、锅炉出水总管、锅炉进水总管，所述热水锅炉的出水口连通锅炉出水总管，所述锅炉出水总管设有两条喷淋水分支管，两条喷淋水分支管对应向脱脂线的第一热水喷淋段和第二热水喷淋段供应热水；所述热水锅炉的进水口通过所述锅炉进水总管连通所述热水循环水罐，所述锅炉进水总管上设有热水循环泵；

冷却水循环机构，所述冷却水循环机构包括冷却循环水池、换热器、冷却水循环管路、一级加热补水管；所述换热器设有第一进口和第一出口、第二进口和第二出口；所述第一进口连通自来水供水总管，所述第一出口连通所述一级加热补水管；所述冷却水循环管路的始端连通冷却循环水池的出水口，冷却水循环管路的终端连通所述第二进口，所述第二出口连通冷却循环水池；所述冷却水循环管路的始端和终端之间设有对应连通多台罩式光亮退火炉的多条冷却水分支管；所述一级加热补水管连通热水循环水罐。

根据本发明第一方面所述的用于钢带生产线的节能系统，所述锅炉出水总管连通热水循环水罐。通过热水锅炉输出热水至热水循环水罐进行存储，这样使得热水循环水罐内的水温提升，然后通过热水循环水罐输出水温提升后的水至热水锅炉，避免将较大温差的水输入热水锅炉而降低加热效率，实现了锅炉水的循环加热，有利于提高热水锅炉的使用效率。

根据本发明第一方面所述的用于钢带生产线的节能系统，所述一级加热补水管经尾气加热循环机构连通热水循环水罐，所述尾气加热循环机构包括锅炉尾气加热器、尾气加热循环水罐、尾气加热循环管、二级加热补水管；所述尾气加热循环水罐内的水通过尾气加热循环管输送至锅炉尾气加热器，经锅炉尾气加热器加热后回到尾气加热循环水罐内；所述尾气加热循环水罐通过二级加热补水管连通热水循环水罐，所述二级加热补水管上设有二级补水循环泵；所述一级加热补水管连通尾气加热循环水罐。

根据本发明第一方面所述的用于钢带生产线的节能系统，所述热水锅炉包括第一热水锅炉和第二热水锅炉，所述第一热水锅炉和第二热水锅炉的出水口分别通过锅炉水止回阀与锅炉出水总管相连；所述第一热水锅炉和第二热水锅炉的进水口分别通过锅炉进水阀与锅炉进水总管相连。

根据本发明第一方面所述的用于钢带生产线的节能系统，所述换热器为板式换热器，第一进口和第一出口之间为第一流道，第二进口和第二出口之间为第二流道，第一流道与第二流道相互独立。

根据本发明第一方面所述的用于钢带生产线的节能系统，所述热水循环泵的进口侧和出口侧对应设有热循环水截至阀和热循环水止回阀，所述热循环水截至阀、热水循环泵、热循环水止回阀设有两套，互为备用。

根据本发明的第二方面，提供一种控制系统，所述控制系统用于上述的节能系统，所述控制系统包括：

第一液位检测模块，用于检测热水循环水罐液位；

第一补水控制模块，用于当热水循环水罐内水位下降至低水位时，向热水循环水罐补充自来水。

根据本发明第二方面所述的控制系统，所述控制系统还包括：

第二液位检测模块，用于检测冷却循环水池液位；

第二补水控制模块，用于当冷却循环水池内水位下降至低水位时，向冷却循环水池补充自来水。

根据本发明第二方面所述的控制系统，所述控制系统还包括：

第三液位检测模块，用于检测尾气加热循环水罐液位；

第三补水控制模块，用于当尾气加热循环水罐内水位下降至低水位时，向尾气加热循环水罐补充经换热器加热的自来水。

根据本发明第二方面所述的控制系统，所述控制系统还包括：

第一温度检测模块，用于检测尾气加热循环水罐内水温；

第四补水控制模块，当尾气加热循环水罐内水温达到预设温度时，启动二级补水循环泵。

本发明实施例提供的用于钢带生产线的节能系统及控制系统至少具有以下有益效果：本发明实施例通过令经罩式光亮退火炉加热的冷却水，在换热器中与自来水充分换热，再回流至冷却循环水池，实现了退火线冷却水的循环利用；在换热器中，利用退火线的冷却水产生的热能对自来水进行预加热，然后将经过预加热的自来水输出至热水循环水罐，待热水锅炉进一步加热，有利于减小脱脂线加热所要消耗的能源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例一提供的用于钢带生产线的节能系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的用于钢带生产线的节能系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的控制系统的方框图；

图4为本发明实施例四提供的控制终端的方框图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参照图1，本发明实施例一提供一种用于钢带生产线的节能系统，包括热水循环机构10和冷却水循环机构20。

本实施例中，所述热水循环机构10包括热水锅炉、热水循环水罐11、锅炉出水总管13、锅炉进水总管14，热水锅炉的出水口连通锅炉出水总管13，所述锅炉出水总管13设有两条喷淋水分支管，两条喷淋水分支管对应向脱脂线的第一热水喷淋段151和第二热水喷淋段152供应热水；所述热水锅炉的进水口通过所述锅炉进水总管14连通所述热水循环水罐11，所述锅炉进水总管14上设有热水循环泵。通过热水循环泵将热水循环水罐11内的水抽至热水锅炉进行加热，然后流出锅炉出水总管13，并通过两条喷淋水分支管分别输出至脱脂线的第一热水喷淋段151和第二热水喷淋段152。

更优地，所述锅炉出水总管13终端连通热水循环水罐11，锅炉出水总管13经过两条喷淋水分支管输出热水至脱脂线后，余下的热水流出至热水循环水罐11进行存储，这样有助于热水循环水罐11内的水温提升，然后再输出至热水锅炉，能够避免将较大温差的水输入热水锅炉而降低加热效率，实现了锅炉水的循环加热，有利于提高热水锅炉的使用效率。

可选地，所述热水锅炉包括第一热水锅炉121和第二热水锅炉122，所述第一热水锅炉121和第二热水锅炉122的出水口分别通过锅炉水止回阀yz5、yz6与锅炉出水总管13相连；所述第一热水锅炉121和第二热水锅炉122的进水口分别通过锅炉进水阀yz1、yz2与锅炉进水总管14相连。在一实际应用例子中，第一热水锅炉121、第二热水锅炉122产出的热能分别为90w、150w大卡，第一热水锅炉121和第二热水锅炉122可以同时工作，当其中一台热水锅炉发生故障停机时，可由另一台热水锅炉单独工作为脱脂线两条喷淋段输出热水，从而可避免整条生产线无法正常生产，严重影响生产效率。相比原来必须两台热水锅炉同时工作，才能保证有足够的热水供给脱脂线的两个热水喷淋段使用，本系统由于提升了热水锅炉的加热效率，使得即便只有一台热水锅炉工作，也能保证有足够的热水供应给脱脂线的两个热水喷淋段。

本实施例中，所述热水循环泵的进口侧和出口侧对应设有热循环水截至阀和热循环水止回阀，所述热循环水截至阀、热水循环泵、热循环水止回阀设有两套，互为备用。具体地，热水循环泵包括泵m1和泵m2，热循环水截至阀包括阀yz7和阀yz8，热循环水止回阀包括阀yz9和阀yz10。

本实施例中，所述冷却水循环机构20包括冷却循环水池21、换热器24、冷却水循环管路22、一级加热补水管25；所述换热器24设有第一进口241和第一出口242、第二进口243和第二出口244；所述第一进口241连通自来水供水总管60，所述第一出口242连通所述一级加热补水管25；所述冷却水循环管路22的始端连通冷却循环水池21的出水口，冷却水循环管路22的终端连通所述第二进口243，所述第二出口244连通冷却循环水池21；所述冷却水循环管路22的始端和终端之间设有对应连通多台罩式光亮退火炉23的多条冷却水分支管；所述一级加热补水管25连通热水循环水罐11。从罩式光亮退火炉23流出的退火炉冷却水与自来水在换热器24中进行换热，使得从罩式光亮退火炉23流出的退火炉冷却水换热后降温，以回流至冷却循环水池21循环利用，及使得自来水换热后升温，以供给热水循环机构10使用。

具体实现中，所述换热器24可以为板式换热器，第一进口241和第一出口242之间为第一流道，第二进口243和第二出口244之间为第二流道，第一流道与第二流道是相互独立的，传统的板式换热器，第一流道与第二流道由传热板片组成且相互分隔开。需理解的是，本领域技术人员还可使用例如管壳式换热器等其它结构的换热器，只要能够实现不同温度的两种流体间的热交换即可，本发明实施例对此不作具体限制。

本实施例中，通过冷却水循环管路22连通多台罩式光亮退火炉23，向退火线的罩式光亮退火炉23供应冷却水，从罩式光亮退火炉23流出的冷却水带走了炉体内的热量，因而会高于原来的温度，从罩式光亮退火炉23流出的冷却水经冷却水循环管路22的终端流入换热器24的第二流道，在换热器24中与第一流道的自来水充分换热，再回流至冷却循环水池21，以达到退火炉冷却水的循环利用的目的。这一过程中，同时利用了从罩式光亮退火炉23流出的冷却水所带的热能对自来水进行预加热。

可选地，冷却循环水池21为下沉式水池。

实施例二

请参照图2，本发明实施例二提供一种用于钢带生产线的节能系统，包括热水循环机构10、尾气加热循环机构30和冷却水循环机构20。

本实施例中，热水循环机构10和冷却水循环机构20可采用实施例一中提供的结构，在此不再赘述。

尾气加热循环机构30包括锅炉尾气加热器32、尾气加热循环水罐34、尾气加热循环管路31，尾气加热循环管路31的始端和终端均与尾气加热循环水罐34相连通，尾气加热循环管路31始端和终端之间设有锅炉尾气加热器32，锅炉尾气加热器32以热水锅炉的尾气作为热源，尾气加热循环水罐34的水进入尾气加热循环管路31，经锅炉尾气加热器32加热后回流至尾气加热循环水罐34；尾气加热循环水罐34通过二级加热补水管33连通热水循环水罐，二级加热补水管33上设有二级补水循环泵m3，通过二级补水循环泵m3将经过尾气加热的水抽至热水循环水罐11内，供热水循环机构10使用，从而有效利用热水锅炉尾气产生的热能。二级补水循环泵m3一侧还设有截止阀yz12。

本实施例中，冷却水循环机构20的一级加热补水管25经尾气加热循环机构30连通热水循环水罐11。具体而言，冷却水循环机构20的一级加热补水管25通过第三电磁阀yv3连通尾气加热循环水罐34，向尾气加热循环水罐34输入经换热器24换热升温后的自来水，待尾气加热循环机构30进行二级加热。

具体实现中，锅炉尾气加热器32安装在热水锅炉的尾气烟囱上，热水锅炉加热过程中产生的尾气从尾气烟囱排出，启动循环水泵m7，水从尾气加热循环水罐34抽入尾气加热循环管路31，通过锅炉尾气加热器32加热后回流至尾气加热循环水罐34。在本发明的一个实施例中，对应于第一热水锅炉121和第二热水锅炉122设置有两个锅炉尾气加热器32。

在一实际应用例子中，常温20摄氏度的自来水通过在冷却水循环机构20的换热器24与炉体冷却水换热后温度可以达到35-38摄氏度左右。然后进入尾气加热循环水罐34，经尾气加热循环机构30进一步加热至45摄氏度后送至热水循环水罐11，且平均每小时可以向热水循环水罐11传送约1t水量。根据1t水的水温升高1摄氏度需要的热值为：q1＝4.2*10^6j；1度电的热值当量为q2＝3.6*10^6j；据此计算1t水量的水，其水温升高25摄氏度需要的电量为：s＝q1/q2*1*25＝29.2kwh；按每天使用时间20小时计算，利用冷却水循环机构20和尾气加热循环机构30，月节电量可达：29.2*20*30＝17520度电，节能效果十分可观。

实施例三

请参照图3，本发明实施例三提供一种控制系统40，所述控制系统40包括：

第一液位检测模块，用于检测热水循环水罐11液位；

第一补水控制模块，用于当热水循环水罐11内水位下降至低水位时，向热水循环水罐11补充自来水。

可选地，所述控制系统40还包括：

第二液位检测模块，用于检测冷却循环水池21液位；

第二补水控制模块，用于当冷却循环水池21内水位下降至低水位时，向冷却循环水池21补充自来水。

可选地，所述控制系统40还包括：

第三液位检测模块，用于检测尾气加热循环水罐34液位；

第三补水控制模块，用于当尾气加热循环水罐34内水位下降至低水位时，向尾气加热循环水罐34补充经换热器24加热的自来水。

可选地，所述控制系统40还包括：

第一温度检测模块，用于检测尾气加热循环水罐34内水温；

第四补水控制模块，当尾气加热循环水罐34内水温达到预设温度时，启动二级补水循环泵m3。

需理解的是，在本发明实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

实施例四

请参照图4，本发明实施例四提供一种控制终端50，本实施例中，所述控制终端50包括：第一液位传感器16、第一电磁阀yv1、第二液位传感器26、第二电磁阀yv2、第三液位传感器36、第三电磁阀yv3、第一温度传感器35、存储器和控制器。

控制器与第一液位传感器16、第一电磁阀yv1、第二液位传感器26、第二电磁阀yv2、第三液位传感器36、第三电磁阀yv3、第一温度传感器35、二级补水循环泵m3、存储器相连。

第一液位传感器16设置在热水循环水罐11内。热水循环水罐11通过第一电磁阀yv1连通自来水供水总管60。

第二液位传感器26设置在冷却循环水池21内。冷却循环水池21通过第二电磁阀yv2连通自来水供水总管60。

第三液位传感器36设置在尾气加热循环水罐34内。尾气加热循环水罐34通过第三电磁阀yv3连通一级加热补水管25。

第一温度传感器35设置在尾气加热循环水罐34内，用于检测尾气加热循环水罐34内水温。

所称控制器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)、数字信号控制器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用控制器可以是微控制器或者该控制器也可以是任何常规的控制器等。

所述存储器可以是所述控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述存储器也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

具体实现中，存储器用于存储带有各种功能的程序数据，用于调用所述存储器中存储的程序数据，并执行如下操作：

通过第一液位传感器16检测到热水循环水罐11内水位下降至低水位时，控制第一电磁阀yv1打开，实现向热水循环水罐11补充自来水；

通过第二液位传感器26检测到冷却循环水池21内水位下降至低水位时，控制第二电磁阀yv2打开，实现向冷却循环水池21补充自来水；

通过第三液位传感器36检测到尾气加热循环水罐34内水位下降至低水位时，控制第三电磁阀yv3打开，实现向尾气加热循环水罐34补充经换热器24加热的自来水；

通过第一温度传感器35检测尾气加热循环水罐34内水温，当尾气加热循环水罐34内水温达到预设温度时，启动二级补水循环泵m3。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明装置实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明节能系统实施例相同，具体内容可参见本发明节能系统实施例中的叙述，此处不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。