一种混合机蒸汽加热水系统的制作方法

1.本发明涉及烧结系统余热利用领域，具体而言，涉及一种混合机蒸汽加热水系统。


背景技术：

2.水分在烧结混合工艺中的主要起到制粒、导热、润滑、助燃的作用，水分控制的稳定性对烧结矿的产质量指标有直接影响。混合物料直接添加冷水时，混合料温相对较低，不利于料面点火。生产实践表明，混合料温度对烧结矿的质量影响很大，提高混合料温度后，能够有效提高烧结矿转鼓强度，提高垂直烧结速度，降低返矿率，降低固体燃耗。
3.现有技术中的烧结混合料预热工艺存在混合圆筒及混合料矿槽在蒸汽预热过程中浪费大量能量，且容易产生噪音、冒白烟的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种混合机蒸汽加热水系统，其能够利用余热锅炉的低压蒸汽对水源进行加热，节约了能源，消除现场冒白烟的问题，同时不容易产生噪音。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.本发明的实施例提供了一种混合机蒸汽加热水系统，其包括：
7.水箱、进水件、加热件、泵送件以及混合机加水件；
8.所述进水件与所述水箱连接，所述进水件具有余热再利用水源，所述进水件用于向所述水箱注入所述余热再利用水源，所述加热件与所述水箱连接，所述加热件用于利用余热锅炉的低压蒸汽对所述水箱内的所述余热再利用水源进行加热，所述混合机加水件、所述泵送件以及所述水箱依次连接，所述泵送件用于将加热完毕的所述余热再利用水源输送至所述混合机加水件，所述混合机加水件用于与微波水分仪电连接，所述混合机加水件通过所述微波水分仪对进入其内部的水源量进行调节。
9.可选地，所述加热件包括上层加热管道以及下层加热管道，所述上层加热管道以及所述下层加热管道均设置于所述水箱内，且所述上层加热管道和所述下层加热管道平行设置。
10.可选地，所述加热件还包括垂直立管，所述垂直立管的一端与所述上层加热管道连通，所述垂直立管的另一端与所述下层加热管道连通。
11.可选地，所述上层加热管道、所述下层加热管道以及所述垂直立管上均设有多个蒸汽孔，所述多个蒸汽孔间隔设置，所述蒸汽孔用于将所述上层加热管道、所述下层加热管以及所述垂直立管内的蒸汽传输至所述水箱内。
12.可选地，所述加热件还包括电动蒸汽调节阀，所述电动蒸汽调节阀用于调节所述上层加热管道、所述下层加热管道以及所述垂直立管内的蒸汽的流量。
13.可选地，所述加热件设有电动蒸汽截止阀，所述电动蒸汽截止阀用于远程打开和关闭所述加热件。
14.可选地，所述余热再利用水源包括主进水源和辅进水源。
15.可选地，所述主进水源包括余热发电低温回水。
16.可选地，所述辅进水源包括单辊破碎机冷却回水和环冷机冷却回水。
17.可选地，所述进水件还具有外部主管回水和厂内生产主管网回水，所述外部主管回水和所述厂内生产主管网回水作为备用水源用于在余热锅炉出现故障停机或烧结机高负荷生产的情况下通过所述进水件进入所述水箱。
18.本发明实施例的混合机蒸汽加热水系统的有益效果包括，例如：
19.该混合机蒸汽加热水系统包括水箱、进水件、加热件、泵送件以及混合机加水件，进水件与水箱连接，进水件具有余热再利用水源，进水件用于向水箱注入余热再利用水源，加热件与水箱连接，加热件用于利用余热锅炉的低压蒸汽对水箱内的余热再利用水源进行加热，混合机加水件、泵送件以及水箱依次连接，泵送件用于将加热完毕的余热再利用水源输送至混合机加水件，混合机加水件用于与微波水分仪电连接，混合机加水件通过微波水分仪对进入其内部的水源量进行调节。该混合机蒸汽加热水系统在工作时，余热再利用水源本身具有一定的温度，同时加热件利用余热锅炉的压低蒸汽对进入水箱内的水源进行加热，能够节约能源，消除现场白烟的问题，同时不容易产生噪音。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
21.图1为本实施例提供的一种混合机蒸汽加热水系统的结构示意图；
22.图2为本实施例提供的加热件的结构示意图；
23.图3为本实施例提供的蒸汽孔的示意图；
24.图4为本实施例提供的加热件内的蒸汽的示意图。
25.图标：10-水箱；11-溢流管；12-排污管；13-检修人孔；14-雷达液位计；15-水箱温度变送器；20-进水件；21-进水管；22-主进水源；23-辅进水源；24-备用水源；25-进水源电动截止阀；26-进水源电动调节阀；30-加热件；31-上层加热管道；311-蒸汽进汽管道；32-下层加热管道；33-垂直立管；34-蒸汽孔；35-蒸汽温度变送器；36-蒸汽压力变送器；37-蒸汽流量计；38-电动蒸汽截止阀；39-电动蒸汽调节阀；40-泵送件；41-泵送管；42-过滤器；43-压力变送器；44-变频泵；50-混合机加水件；51-输水管；52-热水流量计；53-电动热水截止阀；54-电动热水调节阀；60-混合机；70-微波水分仪；80-混合料输送皮带机；100-混合机蒸汽加热水系统。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
30.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
32.水分在烧结混合工艺中的主要起到制粒、导热、润滑、助燃的作用，水分控制的稳定性对烧结矿的产质量指标有直接影响。混合物料直接添加冷水时，混合料温相对较低，不利于料面点火。生产实践表明，混合料温度对烧结矿的质量影响很大，提高混合料温度后，能够有效提高烧结矿转鼓强度，提高垂直烧结速度，降低返矿率，降低固体燃耗。
33.相关技术中的烧结混合料预热工艺存在混合圆筒及混合料矿槽在蒸汽预热过程中浪费大量能量，且容易产生噪音，冒白烟的问题。
34.请参考图1-图4，本实施例提供了一种混合机蒸汽加热水系统100，其可以有效改善上述提到的技术问题，能够利用余热锅炉的低压蒸汽对水源进行加热，节约了能源，消除现场冒白烟的问题，同时不容易产生噪音。
35.请参考图1，本实施例提供了一种混合机蒸汽加热水系统100包括水箱10、进水件20、加热件30、泵送件40以及混合机加水件50，进水件20与水箱10连接，进水件20具有余热再利用水源，进水件20用于向水箱10注入余热再利用水源，加热件30与水箱10连接，加热件30用于利用余热锅炉的低压蒸汽对水箱10内的余热再利用水源进行加热，混合机加水件50、泵送件40以及水箱10依次连接，泵送件40用于将加热完毕的余热再利用水源输送至混合机加水件50，混合机加水件50用于与微波水分仪70电连接，混合机加水件50通过微波水分仪70对其进入混合机60内部的水源量进行调节。
36.在本实施例中，水箱10由普碳中厚板焊接制作而成，水箱10的顶部边缘设有溢流管11，水箱10的底部边缘设有排污管12，水箱10的顶部边缘还设有可开启的检修人孔13。具体地，溢流管11的孔径为89mm。排污管12的孔径为89mm。检修人孔13为方形孔，其尺寸为0.6m*0.6m。
37.具体地，水箱10的尺寸为4m*4m*3.5m。
38.更多地，为了对水箱10内的水源进行保温，水箱10的表面覆盖有保温层。具体地，保温层的厚度为10cm。
39.更多地，水箱10还安装有雷达液位计14和水箱温度变送器15，以便实现对水箱10水位以及水温的自动控制。
40.请参考图2并结合图1，加热件30包括上层加热管道31以及下层加热管道32，上层加热管道31以及下层加热管道32均设置于水箱10内，且上层加热管道31和下层加热管道32
平行设置。
41.在本实施例中，上层加热管道31和下层加热管道32均由无缝钢管组成。且上层加热管道31和下层加热管道32均为方形框架结构。
42.更多地，加热件30还包括垂直立管33，垂直立管33的一端与上层加热管道31连通，垂直立管33的另一端与下层加热管道32连通。
43.请参考图3并结合图2，上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33上均设有多个蒸汽孔34，多个蒸汽孔34间隔设置，蒸汽孔34用于将上层加热管道31、下层加热管以及垂直立管33内的蒸汽传输至水箱10内。
44.还需要进行说明的是，为了提高加热效率，上层加热管道31上的多个蒸汽孔34均设置于上侧加热管道的内侧，下层加热管道32上的多个蒸汽孔34均设置于下层加热管道32的上表面。
45.可以理解地，上层加热管道31的内侧是指构成方形框架的无缝钢管相互靠近的一侧。下层加热管道32的上表面是指下层加热管道32朝向上层加热管道31的一侧。
46.更多地，相邻两个蒸汽孔34之间的间距为500mm。且蒸汽孔34的直径为10mm。
47.请继续参考图1，更多地，加热件30还包括蒸汽进汽管道311，蒸汽进汽管道311的一端设置于水箱10的外部，且蒸汽进汽管道311的另一端同时与上层加热管道31和下层加热管道32连通。
48.除此之外，加热件30还包括电动蒸汽调节阀39，电动蒸汽调节阀39设置于蒸汽进汽管道311，并与余热发电低压蒸汽管网连接，电动蒸汽调节阀39用于调节上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33内的蒸汽的流量。
49.还需要进行说明的是，该混合机蒸汽加热水系统100还包括控制器，控制器同时水箱温度变送器15以及电动蒸汽调节阀39电连接，控制器根据水箱温度变送器15传输的水箱10温度信号控制电动蒸汽调节阀39对上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33内的蒸汽的流量进行调节。
50.需要进行说明的是，当控制器接收到水箱温度变送器15传输的水箱10温度信号低于预设值的情况下，控制器控制电动蒸汽调节阀39对上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33内的蒸汽的流量进行调大，以对水箱10内的水源进行加热直至达到预设值。
51.更多地，加热件30设有电动蒸汽截止阀38，电动蒸汽截止阀38用于远程打开和关闭所述加热件30。具体地，电动蒸汽截止阀38设置于蒸汽进汽管道311，电动蒸汽截止阀38用于打开远程蒸汽进汽管道311，以使蒸汽进入上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33内，或电动蒸汽截止阀38用于远程关闭蒸汽进汽管道311，以使蒸汽停止进入上层加热管道31、下层加热管道32以及垂直立管33内。
52.为了便于更加及时的掌握蒸汽的使用状态，蒸汽进汽管道311上还设有蒸汽流量计37、蒸汽温度变送器35、蒸汽压力变送器36。
53.具体地，余热再利用水源包括主进水源22，在本实施例中，主进水源22包括余热发电低温回水，温度在52度左右。
54.余热再利用水源还包括辅进水源23，辅进水源23包括单辊破碎机冷却回水和环冷机冷却回水，温度在32度-40度之间。
55.更多地，进水件20还具有外部主管回水和厂内生产主管网回水。
56.在本实施例中，外部主管回水和厂内生产主管网回水作为备用水源24使用。
57.更多地，进水件20包括多根进水管21，所有水管均与水箱10连接，且与主进水源22和备用水源24对应的进水管21均设有进水源电动调节阀26，进水源电动调节阀26与控制器电连接，用于控制进水管21的加水情况。主进水源22、辅进水源23以及备用水源24分别通过不同的进水管21进入水箱10。
58.更多地，与主进水源22和备用水源24对应的进水管21上均设有进水源电动截止阀25，进水源电动截止阀25与控制器电连接，用于控制进水管21的进水情况。
59.可以理解地，主进水源22、辅进水源23以及备用水源24的水流量根据水箱10水位以及进水源电动调节阀26的工作状态由控制器远程自动控制。
60.更多地，水箱10的水位值具体为雷达液位计14所测的数据。
61.在本实施例中，泵送件40包括泵送管41，泵送管41的一端与水箱10连接，泵送管41的另一端与混合机加水件50连接，泵送管41上设有手动蝶阀，以便于手动打开和关闭泵送管41。
62.更多地，泵送管41上还设有过滤器42，以用于对输送进混合机加水件50内的水源进行过滤。
63.泵送管41靠近混合机加水件50的一端设有压力变送器43，以实时监测泵送管41的压力。
64.更多地，泵送管41上还设有变频泵44，变频泵44和压力变送器43均与控制器电连接，控制器用于依据压力变送器43的压力信号调节变频泵44的工作频率，以保证泵送管41的压力稳定性，避免压力波动影响混合机60内的加水效果。
65.更多地，混合机加水件50、混合机60以及混合料输送皮带机80依次连接，混合机加水件50用于向混合机60加水，最后将形成的混合物料输送至混合料输送皮带机80。
66.混合机加水件50包括输水管51，输水管51的一端与泵送件40连接，输水管51的另一端与混合机60连接。输水管51上设有电动热水调节阀54，且电动热水调节阀54与微波水分仪70电连接。
67.除此之外，微波水分仪70通过pid调节对电动热水调节阀54进行调节，以对混合机加水件50的水源量进行调节，最终实现高精度加水的自动控制。
68.微波水分仪70是目前烧结系统在线水分检测较为理想的设备，检测稳定，受环境干扰小，且测量的是整个物料内部的水分，数据相对而言比较具有代表性。通过将微波水分仪70的检测数值同控制器设定目标水分值进行实时比较，自动调节电动热水调节阀54的开度来控制加水量，以保证混合机60内的加水效果。
69.更多地，输水管51上还设有电动热水截止阀53和热水流量计52。
70.更多地，加热件30、泵送件40以及混合机加水件50均装有截止阀及旁路管道，以便于电动蒸汽调节阀39、电动蒸汽截止阀38、过滤器42以及变频泵44设备的检修和维护工作。
71.需要进行说明的是，正常生产期间混合机60的总加水需求量q
总
为主进水源22的总量qa、辅进水源23的总量qb和备用水源24的总量qc之和，即，q
总
＝qa+qb+qc。
72.需要进行说明的是，辅进水源23用于在水箱10内的水源流量较小且不能满足正常生产条件的情况下通过进水件20进入水箱10。外部主管回水和厂内生产主管网回水作为备用水源24用于在余热锅炉出现故障停机或烧结机高负荷生产的情况下通过进水件20进入
水箱10。
73.具体地，主进水源22的总量可以理解为，流量稍大但不稳定，正常生产期间的流量为15-22t/h左右。以两台烧结机为例，由于不同工况下不同的烧结机总加水需求量不一样(两台的烧结机配矿结构、工艺操作并不完全一致)导致主进水源22存在流量略有盈余(单机检修单机生产期间q
总
＜qa+qb，)或稍微欠量(两台机高负荷生产期间，q
总
＞qa+qb)等多种状态，因此主进水源22的总量qa须由进水源电动调节阀26根据水箱10液位0～100％范围内自动控制注入水箱10的流量。
74.辅进水源23的总量可以理解为，流量较小但比较稳定，正常生产期间两台机总计约4t/h左右，不能满足正常生产条件下单烧结机系统加水需求(单烧结机系统一、二混总计加水量约8～15t/h左右)，故辅进水源的总量qb不加调节阀门100％的直接引入水箱10使用。
75.备用水源24的总量可以理解为，流量大，能够完全满足两台机高负荷生产期间混合机60系统用水，在余热锅炉系统故障停机期间(q
a＝0
)或两台机高负荷生产期间(此时q
总
＞qa+qb)，备用水源24的总量qc由进水源电动调节阀26自动控制注入水箱10的流量，从而保证水箱10水位稳定在设定水位区间。
76.在各系统正常生产，且两台烧结机高负荷生产：q
总
＞qa+qb的情况下，主进水源22的总量qa、辅进水源23的总量qb同时100％使用，备用水源24的总量qc由进水源电动调节阀26根据水箱10水位自动控制注入水箱10的流量，从而保证水箱10水位稳定在控制器设定水位区间。
77.在各系统正常生产，余热锅炉系统故障停机：qa＝0，q
总
＞qb的情况下，辅进水源23的总量qb100％使用，主进水源22的总量qa＝0，备用水源24的总量qc完全代替qa，由进水源电动调节阀26根据水箱10水位自动控制注入水箱10的流量，从而保证水箱10水位稳定在控制器设定水位区间。
78.在各系统正常生产，单机检修单机生产或两台烧结机中低负荷生产：q
总
＜qa+qb的情况下，辅进水源23的总量qb100％使用，主进水源22的总量qa由进水源电动调节阀26根据水箱10水位自动控制注入水箱10的流量，从而保证水箱10水位稳定在控制器设定水位区间，此时不需要再加备用水源24，故qc＝0。
79.更多地，在稳定工作状况下，水箱10进水水源的平均温度≈40℃，出水平均温度h
t1
≈90℃，水位h自动控制在2.8m，系统总加水量t≈25t/h，0.5mpa，220℃的蒸汽的焓值约为2898kj/kg。
80.水焓值可按给水温度(℃)
×
4.18(kj/kg.℃)计算：常压(0.1mpa)下，40℃的水的焓值40
×
4.18≈167kj/kg，90℃水的焓值90
×
4.18≈376kj/kg。
81.需要进行说明的是，理论上，冷水的吸热量＝蒸汽的放热量，蒸汽冷却到常压、h
t
1(＜100℃)，变为水：
82.(h
t1-40)
×
4.18
×
t＝(2898-h
t1
×
4.18)
×
x
83.则蒸汽消耗量为：
[0084][0085]
其中，x为蒸汽消耗量，单位为t/h；h
t1
为水箱10出水平均温度，单位为℃；t为两台
烧结机一、二混系统加水需求量t1、t2、t3、t4总和，其数值来自泵送系统流量计，t＝t1+t2+t3+t4，单位为t/h。
[0086]
控制器依次通过公式可以计算出蒸汽的理论消耗量，通过同流量计的检测值x1对比来pid控制电动热水调节阀54的开度。
[0087]
经过水箱10加热后的热水为常压状态，无法通过自流等形式输送至各混合机60各加水点，因此本发明中增加2套各一用一备变频泵44输送系统，一方面通过加压将热水送至各混合机60加水点，另一方面通过将压力变送器43的检测数值p1同上位机设定数值p进行实时比较，自动调节变频泵44工作频率f，以保证管道压力的稳定，避免压力波动影响混合机60内的加水效果。
[0088]
请参考图4，直线箭头表示为加热件30的蒸汽流向，上层加热管道31的蒸汽朝向相互靠近的方向移动。垂直管道的蒸汽朝向相互靠近的方向移动。下层加热管道32的蒸汽朝向上层加热管道31的方向移动。
[0089]
弧线箭头表示为进水流向。水箱10内的水源从水箱10的内部朝向四周流动。
[0090]
综上所述，本发明实施例提供了一种混合机蒸汽加热水系统100，该混合机蒸汽加热水系统100包括水箱10、进水件20、加热件30、泵送件40以及混合机加水件50，进水件20与水箱10连接，进水件20具有余热再利用水源，进水件20用于向水箱10注入余热再利用水源，加热件30与水箱10连接，加热件30用于利用余热锅炉的低压蒸汽对水箱10内的余热再利用水源进行加热，混合机加水件50、泵送件40以及水箱10依次连接，泵送件40用于将加热完毕的余热再利用水源输送至混合机加水件50，混合机加水件50用于与微波水分仪70电连接，混合机加水件50通过微波水分仪70对其进入混合机60内部的水源量进行调节。该混合机蒸汽加热水系统100在工作时，余热再利用水源本身具有一定的温度，同时加热件30利用余热锅炉的压低蒸汽对进入水箱10内的水源进行加热，能够节约能源，消除现场冒白烟的问题，同时不容易产生噪音。
[0091]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。