蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，包括依次相連的汽包、循環(huán)水泵進水聯(lián)箱、循環(huán)水泵出水聯(lián)箱，以及與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱相連的四組固定梁冷卻回路和三組活動梁冷卻回路，所述活動梁冷卻回路包括兩個由3段活動支撐梁構成的回路、一個由2段活動支撐梁構成的回路；所述固定梁冷卻回路包括兩個由3段固定支撐梁構成的回路、兩個由2段固定支撐梁構成的回路。本實用新型是對現(xiàn)有蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化改進，通過優(yōu)化系統(tǒng)流程，減少了爐底循環(huán)系統(tǒng)的設備投入和汽化冷卻循環(huán)系統(tǒng)的裝機容量，減少了工廠的電力消耗。
【專利說明】蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種加熱爐，尤其是涉及一種蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前我國是鋼鐵產(chǎn)量大國，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)是能源消耗和排放大戶，節(jié)約減排不僅是社會可持續(xù)性發(fā)展的必然要求，而且對企業(yè)降低成本提高效益有明顯的作用。汽化冷卻技術從上世紀60年代開始在推鋼式加熱爐就開始采用，90年代中后期，步進梁式加熱爐汽化冷卻技術開始運用，經(jīng)過多年的設計及使用積累了很多經(jīng)驗。由于燃料成本的持續(xù)增長，蓄熱式燃燒技術使低熱值燃料高爐煤氣得到充分利用，蓄熱式加熱爐在市場中得到廣泛認可及應用，隨著建筑用鋼需求的不斷增加，新建加熱爐中蓄熱式棒線材步進梁式加熱爐占很大比例。
[0003]蓄熱式棒線材步進梁式加熱爐的坯料規(guī)格150?165X150?165X10000?12000，加熱能力120?180t/h，爐長18?26米。加熱爐支撐梁分為固定梁與活動梁，爐底汽化冷卻系統(tǒng)對應分為固定梁冷卻回路系統(tǒng)和活動梁冷卻回路系統(tǒng)，各回路冷卻水靠循環(huán)泵提供的動力進行冷卻，以確保爐底支撐梁有足夠的強度支撐爐內(nèi)鋼坯進行步進運動。棒線材步進爐一般設置5根固定支撐梁、4根活動支撐梁，支撐梁采用雙層厚壁管設計，依靠單柱和雙柱支撐，雙柱接循環(huán)回路進出管道冷卻，單柱靠密度差自然循環(huán)冷卻。
[0004]汽化冷卻各回路的常用系統(tǒng)連接方式如圖1所示:單列支撐梁高溫段和低溫段串聯(lián)在一起組成一個回路，5根固定梁組成5個固定梁冷卻回路，4根活動梁組成4個活動梁冷卻回路；固定梁冷卻回路由固定梁給水總管供水，各回路設置手動調(diào)節(jié)閥7，流量檢測裝置6，回路出口管段設置有止回閥8 ;活動梁回路由給水總管、進水步進裝置4，回水步進裝置5等組成，各回路設置有手動調(diào)節(jié)閥7、流量檢測裝置6、止回閥8等，回路流量及動力由電動循環(huán)泵2或柴油循環(huán)泵3提供，循環(huán)回路的出水經(jīng)回水管流入汽包I進行汽水分離。
[0005]步進裝置的功能主要是配合活動梁的運動，活動梁的動作是:提升一前進一下降—后退，并做周期性的運動，這種運動是由加熱爐的步進機構帶動的。對于汽化冷卻系統(tǒng)由于壓力和溫度較高，以及頻繁的周期運動，對步進裝置的柔性接頭性能要求比較高。
[0006]步進裝置主要由上集箱、閘閥、柔性組件、下集箱、排氣裝置等組成。上集箱固定在爐底機械設備的金屬框架上，隨爐底框架做周期性運動，下集箱固定在爐底基礎上。柔性組件是步進裝置的主要部件，每套柔性組件由3個球形旋轉接頭、管件及連接管組成，依靠3個旋轉接頭的轉動來完成相應的動作。為了達到動作靈活、平穩(wěn)，在其上設置了導向裝置、防震裝置及恒力彈簧吊架等裝置來實現(xiàn)這一目的。旋轉接頭是柔性組件的主要部件，也是關鍵設備。
[0007]常用串聯(lián)汽化冷卻系統(tǒng)把前后兩段的一根水梁串接在一起，由于各支路水梁的結構基本相同，就可以保證了各個回路受熱管段的熱負荷基本相同。棒線材步進爐水梁規(guī)格Φ 114X 16，內(nèi)徑Φ 82，棒線材步進爐水梁表面熱流11000kcal/m2.h，汽化冷卻系統(tǒng)運行壓力0.8Mpa，臨界循環(huán)流速0.4m/s,實際運行中流速2m/s。實際運行流速遠大于臨界流速，雖然可以保證水梁的冷卻效果，但回路阻力增大，系統(tǒng)循環(huán)流量增大，導致循環(huán)泵的揚程增高、流量加大，設備功率增高，系統(tǒng)投入費用及運行費用都相應較高。
[0008]如圖1所示，每排活動梁和固定梁前后兩段支撐梁串聯(lián)組成一個回路，全爐共計9個循環(huán)回路，回路給回水總管DN250，各回路進水管和串聯(lián)管道DN100，各回路回水支管DN125 ;每個回路設置一個DN100的手動調(diào)節(jié)閥，I個DN100的流量檢測裝置，I個DN125的止回閥；4組活動梁循環(huán)回路前后設置有I進水步進裝置和回水步進裝置，每套步進裝置設有4組柔性旋轉組件，共計需要旋轉接頭24個；各循環(huán)回路設定正常循環(huán)流量50m3/h，最大流量55m3/h ；2臺電動循環(huán)泵，I臺柴油循環(huán)泵，流量495m3/h,揚程0.5Mpa。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型是對現(xiàn)有蓄熱式步進梁式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)循環(huán)流程的改進，提供一種改良后的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，采用本實用新型可有效降蓄熱式低棒線材加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)的投入，降低生產(chǎn)能耗和運行費用。其技術方案如下所述:
[0010]一種蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，包括依次相連的汽包、循環(huán)水泵進水聯(lián)箱、循環(huán)水泵出水聯(lián)箱，以及與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱相連的四組固定梁冷卻回路和三組活動梁冷卻回路，所述活動梁冷卻回路包括兩個由3段活動支撐梁構成的回路、一個由2段活動支撐梁構成的回路；所述固定梁冷卻回路包括兩個由3段固定支撐梁構成的回路、兩個由2段固定支撐梁構成的回路。
[0011]所述循環(huán)水泵進水聯(lián)箱與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱之間設置有提供回路流量及動力的電動循環(huán)泵和柴油循環(huán)泵，所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱與固定梁冷卻回路和活動梁冷卻回路相連接。
[0012]所述固定梁冷卻回路包括手動調(diào)節(jié)閥、流量檢測裝置，在回路出口管段設置有止回閥，每條固定梁冷卻回路的兩端分別與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱和汽包相連接。
[0013]所述活動梁回路包括活動支撐梁前端的進水步進裝置、活動支撐梁后端的回水步進裝置、手動調(diào)節(jié)閥、流量檢測裝置，在回路出口管段設置有止回閥，每條活動梁回路的兩端分別與旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱和旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱相連接，所述旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱之間設置有旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱，所述旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱與汽包之間設置有旋轉接頭組回水固定聯(lián)箱。
[0014]所述活動梁冷卻回路中，由3段活動支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，由2段活動支撐梁構成的回路包括兩個單列支撐梁高溫段。
[0015]所述固定梁冷卻回路中，由2段固定支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段，由3段固定支撐梁構成的其中一個回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，另一個回路包括兩個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段。
[0016]所述進水步進裝置和回水步進裝置每個都設置有3個旋轉接頭，所述活動梁回路中共有18個旋轉接頭。
[0017]所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱連接有回路給回水總管，所述回路給回水總管連接到旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱和固定梁冷卻回路。[0018]所述電動循環(huán)泵和柴油循環(huán)泵提供流量為385m3/h，揚程0.5Mpa。
[0019]所述固定梁冷卻回路或活動梁冷卻回路的循環(huán)流量為50m3/h_55m3/h。
[0020]本實用新型是對現(xiàn)有蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化改進，通過優(yōu)化系統(tǒng)流程，減少爐底循環(huán)系統(tǒng)的設備投入和汽化冷卻循環(huán)系統(tǒng)的裝機容量，減少工廠的電力消耗，因此，本實用新型的應用對蓄熱式棒線材加熱爐的節(jié)能具有重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有蓄熱式加熱爐的結構示意圖；
[0022]圖2是本實用新型提供的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0023]蓄熱式棒線材進梁式加熱爐由于其燃燒特性，加熱爐內(nèi)從裝料端至出料端的爐溫溫差不是很大，支撐鋼坯的水梁在爐內(nèi)始終處于高溫狀態(tài)，各段支撐梁的熱負荷偏差很小，根據(jù)爐底支撐梁的熱負荷分配情況，將固定梁或活動梁的幾段梁串聯(lián)起來，使各回路在滿足冷卻的情況下，減少回路數(shù)量，也使得循環(huán)泵在保證足夠壓頭的同事，流量滿足回路冷卻要求。
[0024]圖1中是以某140t/h棒線材加熱爐為例，爐子有效長度20米，爐內(nèi)設置5排固定梁，4排活動梁，每排固定梁與活動梁各有前后兩段支撐梁組成，水梁規(guī)格Φ 114 X 20。
[0025]優(yōu)化后的系統(tǒng)如圖2所示，所述蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)包括汽包1、循環(huán)水泵進水聯(lián)箱10、循環(huán)水泵出水聯(lián)箱20，和與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱20相連接的四組固定梁冷卻回路和三組活動梁冷卻回路，所述循環(huán)水泵進水聯(lián)箱10與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱20之間設置有提供回路流量及動力的電動循環(huán)泵2和柴油循環(huán)泵3，所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱10與固定梁冷卻回路和活動梁冷卻回路相連接，所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱10連接有回路給回水總管DN250，所述回路給回水總管DN250連接到旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱30和固定梁冷卻回路。
[0026]所述活動梁冷卻回路包括兩個由3段活動支撐梁構成的回路、一個由2段活動支撐梁構成的回路；所述固定梁冷卻回路包括兩個由3段固定支撐梁構成的回路、兩個由2段固定支撐梁構成的回路。全爐共計7個循環(huán)回路。
[0027]所述活動梁冷卻回路中，由3段活動支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，由2段活動支撐梁構成的回路包括兩個單列支撐梁高溫段。
[0028]所述活動梁回路包括活動支撐梁前端的進水步進裝置4、活動支撐梁后端的回水步進裝置5、手動調(diào)節(jié)閥7、流量檢測裝置6，在回路出口管段設置有止回閥8，每條活動梁回路的兩端分別與旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱40和旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱60相連接，所述旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱之間設置有旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱，所述旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱與汽包之間設置有旋轉接頭組回水固定聯(lián)箱。
[0029]所述固定梁冷卻回路中，由2段固定支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段，由3段固定支撐梁構成的其中一個回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，另一個回路包括兩個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段。[0030]所述固定梁冷卻回路包括手動調(diào)節(jié)閥7、流量檢測裝置6，在回路出口管段設置有止回閥8，每條固定梁冷卻回路的兩端分別與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱20和汽包I相連接。
[0031]每套步進裝置設有3組柔性旋轉組件，共計需要旋轉接頭18個；各循環(huán)回路設定正常循環(huán)流量50m3/h，最大流量55m3/h ；2臺電動循環(huán)泵，I臺柴油循環(huán)泵，流量385m3/h，揚程 0.5Mpa ；
[0032]比較前后系統(tǒng)的變化，減少了 2個手動調(diào)節(jié)閥，2個流量檢測裝置，2個止回閥，6個旋轉接頭；循環(huán)水泵功率由llOkw/h減為90kw/h，年節(jié)省用電12萬千瓦時。
[0033]可見，以同樣棒線材的步進爐為例，優(yōu)化前后加熱爐汽化冷卻循環(huán)系統(tǒng)設備投入進行比較，優(yōu)化后的循環(huán)系統(tǒng)比優(yōu)化前更加合理。
【權利要求】
1.一種蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:包括依次相連的汽包、循環(huán)水泵進水聯(lián)箱、循環(huán)水泵出水聯(lián)箱，以及與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱相連的四組固定梁冷卻回路和三組活動梁冷卻回路，所述活動梁冷卻回路包括兩個由3段活動支撐梁構成的回路、一個由2段活動支撐梁構成的回路；所述固定梁冷卻回路包括兩個由3段固定支撐梁構成的回路、兩個由2段固定支撐梁構成的回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水泵進水聯(lián)箱與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱之間設置有提供回路流量及動力的電動循環(huán)泵和柴油循環(huán)泵，所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱與固定梁冷卻回路和活動梁冷卻回路相連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述固定梁冷卻回路包括手動調(diào)節(jié)閥、流量檢測裝置，在回路出口管段設置有止回閥，每條固定梁冷卻回路的兩端分別與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱和汽包相連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述活動梁回路包括活動支撐梁前端的進水步進裝置、活動支撐梁后端的回水步進裝置、手動調(diào)節(jié)閥、流量檢測裝置，在回路出口管段設置有止回閥，每條活動梁回路的兩端分別與旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱和旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱相連接，所述旋轉接頭組進水活動聯(lián)箱與循環(huán)水泵出水聯(lián)箱之間設置有旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱，所述旋轉接頭組回水活動聯(lián)箱與汽包之間設置有旋轉接頭組回水固定聯(lián)箱。
5.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述活動梁冷卻回路中，由3段活動支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，由2段活動支撐梁構成的回路包括兩個單列支撐梁高溫段。
6.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述固定梁冷卻回路中，由2段固定支撐梁構成的回路包括一個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段，由3段固定支撐梁構成的其中一個回路包括一個單列支撐梁高溫段和兩個單列支撐梁低溫段，另一個回路包括兩個單列支撐梁高溫段和一個單列支撐梁低溫段。
7.根據(jù)權利要求4所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述進水步進裝置和回水步進裝置每個都設置有3個旋轉接頭，所述活動梁回路中共有18個旋轉接頭。
8.根據(jù)權利要求2所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)水泵出水聯(lián)箱連接有回路給回水總管，所述回路給回水總管連接到旋轉接頭組進水固定聯(lián)箱和固定梁冷卻回路。
9.根據(jù)權利要求2所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述電動循環(huán)泵和柴油循環(huán)泵提供流量為385m3/h，揚程0.5Mpa。
10.根據(jù)權利要求1所述的蓄熱式棒線材步進爐汽化冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述固定梁冷卻回路或活動梁冷卻回路的循環(huán)流量為50m3/h-55m3/h。
【文檔編號】F27D9/00GK203657457SQ201320811856
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】吳道洪, 趙建新, 謝俊, 皮霓靜 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司