用于冶金炉的冷却系统技术方案

用于冶金炉的冷却系统，包括通过返回管线（１６）封闭的冷却回路（１０）和至少一个循环泵（２６、２６′、２６″），使冷却水经封闭冷却回路循环。与冷却回路（１０）相连接的具有应急供料阀（３８）的应急供料管线（３６），在发生电力故障的情况下应急供料阀打开。应急溢流阀（６８）位于封闭冷却回路（１０）最高点。这种应急溢流阀（６８）在发生电力故障的情况下打开，使得封闭冷却回路变为在其最高点具有大气压排料管的开路冷却回路。与应急供料管线（３６）相连的压力容器装置（３４），含有由气体进行加压的一定体积的应急水，从而当在发生电力故障的情况下，建立经开路冷却回路（１０）的应急水流。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于冶金炉、尤其是高炉的冷却系统。
技术介绍
公知的高炉冷却系统是冷却水回路，其中冷却水通过电循环泵呈闭路循环。所要冷却的高炉部件(即炉壁的立式冷却板和冷却箱、风口和热鼓风设备)重新组合为多个平行的分支或子回路，对它们进行液压平衡以使得预定流量的冷却水循环经过各子回路。包括一个或多个热交换器的共用返回管线封闭冷却回路。在发生电力故障的情况下，由于电循环泵不能工作而使冷却中止。在这种情况下为防止冷却部件损坏，公知是提供一种应急冷却系统。这种应急冷却系统包括设置在高于高炉的支撑结构上的重力供料槽。设计用于很低压降的应急供料管线使这一重力供料槽与高炉的冷却水回路连接，且在应急供料管线上提供有应急供料阀。在封闭冷却回路的最高点提供有具有应急溢流阀的应急冷却水溢流管。在发生电力故障的情况下，打开应急供料阀和应急溢流阀。在重力供料槽中所含的备用水受重力驱动进入高炉的冷却回路。在这一冷却回路的最高点，冷却水经打开的应急溢流阀由冷却回路排出到接收槽中。简言之，通过重力在一开路循环中进行应急冷却，直到重力供料槽排空。需要一高压泵站来向所述重力供料槽中再注入水。由于这种高压泵站通常装有电泵，所以所述再注入水的操作仅在电力故障排除后才可开始进行。可注意到，所述冷却系统在重力供料槽中重新注入水之前是没有有效应急冷却功能的。为减少所述应急重力供料槽的存贮容量，公知的是在封闭冷却回路中提供具有内燃机的应急泵。在这种情况下，理论上使所述重力供料槽的存贮容量渡过应急泵的起动时间就足够了。一旦应急泵已起动，则关闭应急供料阀和应急排料阀，使得所述冷却系统再次呈闭路循环工作。可注意到，这种应急冷却系统是相当昂贵的。重要的成本因素不仅在于重力供料槽和其支撑结构，而且还是大直径的应急水管，这种水管可达数百米长。在本文中，可注意到，所述应急泵可有助于减少重力供料槽本身的成本，但对大直径的应急水管的成本当然没有影响。另外还公知，对所述重力供料槽及至所述应急供料阀的供料管线的防冻常常造成严重问题。再有，由于所述应急水常带有固体腐蚀颗粒及藻类，在排出应急水后高炉的冷却回路被污染。由此可见，在各次应急水排出后必须对所述冷却回路进行彻底漂洗。如果短的电力故障造成应急冷却系统相当频繁地排料，这是特别麻烦的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供比现有冶金炉冷却系统更廉价并更可靠的冷却系统。这一问题通过权利要求1的冷却系统得以解决。本专利技术的冶金炉冷却系统包括含有冷却水进口和出口的冷却回路。返回管线连接所述进口与出口从而形成封闭的冷却回路，在所述回路中设有至少一个循环泵来使冷却水经这一封闭回路循环。具有应急供料阀的应急供料管线与所述冷却回路的进口相连接。在发生电力故障的情况下打开这一应急供料阀。在其最高点，封闭冷却回路设有应急溢流阀，其在发生电力故障的情况下打开，使得封闭冷却回路变为在其最高点具有大气压排料管的开路冷却回路。按照本专利技术的一个重要方面，应急水重力供料槽由与所述应急供料管线相连的压力容器装置所替换。这种压力容器装置含有一定体积的应急水，应急水由加压气体进行加压。当在发生电力故障的情况下打开应急供料阀和应急溢流阀时，在压力容器装置中的气压，保证建立经所述开路冷却回路沿应急溢流阀方向的应急水流。可理解，这种冷却回路是对具有应急冷却功能的冶金炉、尤其是高炉冷却系统的长期迫切需求的一种解决方案，其比重力供料槽更廉价然而更可靠。由于压力容器装置不必需设置在高于高炉的支撑塔上，其可位于更接近高炉的位置，所以应急供料管线变得更短。另外，应急供料管线的直径可降低，其原因是(1)这一管线更短；和(2)在这种管线中的更高的压降可容易地由压力容器装置中的更高的气压所补偿。由此可见对应急供料管线的成本可大大的节省。由于重力供料槽重新注入水所需的高压泵站变得多余，还可进一步节省成本。确实，本专利技术冷却系统的压力容器装置当所述槽降压时可容易地重新注入水，因而不必需高压泵站。在重新注入水后，通过注入加压气体可对压力容器装置进行再加压。可理解，在高炉或炼钢设备中，通常可得到所需数量和所需压力下的加压氮，来对压力容器装置进行快速加压。因而本专利技术的所述系统可具有两个或更多的连续应急水排出管，来渡过直到电力故障结束或直到起动应急泵或应急发电装置的时间段。对应的，在压力容器装置中的备用水可比重力供料槽少很多。还可理解，位于接近地面和接近冷却回路的位置的压力容器装置，比更远离高炉的高重力供料槽更容易进行防冻处理。所发现的另一优点是，在压力容器装置中的通常为氮气的加压气体避免了应急水与大气相接触，这对水质和腐蚀问题来说当然是有益的。从而可预计，来自压力容器装置中的应急水通常是不含固体腐蚀颗粒和藻类的，在应急水排放后冷却回路被污染是例外的。按照本专利技术的另一重要方面，所述压力容器装置不仅用作加压应急备用水(emergency water reserve)，而且还用作加压补给备用水，其可有利地取代补给备用水和补水泵。在这种情况下，所述系统还包括具有补偿水注入阀的连接于封闭冷却回路和压力容器之间的补偿水注入管线，使得其能够由所述压力容器向所述封闭冷却回路中注入作为补偿水的加压应急水。这种解决方案不仅提供了重要的成本上的优点，其还保证了应急备用水定期更新，这对槽中的水的质量当然有积极的相互作用。所述压力容器装置通常安装有气体管线和气体供料阀，用来向所述压力容器装置中提供加压气体；补偿水管线和补偿水阀，用来向所述压力容器装置中提供补偿水；和具有排气阀的排气管线，用来减少压力容器装置中的气压。为节约补偿水和减少压力容器装置重新注水时间，所述冷却系统有利的是包括位于高于压力容器的位置的蓄水装置，以收集流经丹路应急溢流阀的冷却水，还包括具有应急水返回阀的、使所述蓄水装置与压力容器装置连接的应急水返回管线。为减少压力容器装置中的气压，所述压力容器装置还包括位于高于地面一定高度上例如在考巴氏热风炉的顶部的压力容器。为减少两次连续排放之间的时间，从而使应急冷却更可靠，压力容器装置有利的是包括与应急供料管线平行连接的第一和第二压力容器。这种冷却系统则还包括经由第一气体阀与第一压力容器连接的第一气体管线，用来向第一压力容器中提供加压气体；经由第二气体阀与第二压力容器连接的第二气体管线，用来向第二压力容器中提供加压气体；具有第一排气阀的第一排气管线，用来使第一压力容器排气；具有第二排气阀的第二排气管线，用来使第二压力容器排气；收集流经开路应急溢流阀的冷却水的应急水返回管线；使应急水返回管线与第一压力容器连接的第一应急水返回阀；使应急水返回管线与第二压力容器连接的第二应急水返回阀；和具有压力平衡阀的连接于第一和第二压力容器之间的压力平衡管线。这一系统使得在随后的应急排放后可至少部分回收加压气体，并因而减少了在排放后对压力容器再加压所需的时间。通过第一和第二压力容器连续应急水排放，可渡过直到电力故障结束或直到起动应急泵或应急发电装置的时间段。从而两个压力容器可设计为含有相当小体积的应急水，而不会影响应急冷却功能的可靠性和有效性。还可理解，本专利技术提供了一种高炉冷却回路设计，其可相当程度地减少管线成本。这种高炉冷却回路包括至少一个第一子回路，其通过至少一个增压泵与至少一个第二子回路连接。另一重要方面是与封闭冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于冶金炉的冷却系统，包括： 含有冷却水进口（１２）和出口（１４）的冷却回路（１０）； 使所述出口与进口（１２）连接从而形成封闭的冷却回路（１０）的返回管线（１６）；和 在所述封闭冷却回路（１０）中的至少一个循环泵（２６、２６′、２６″），以使冷却水经这一封闭回路循环； 与所述冷却回路（１０）的进口（１２）相连接的、具有应急供料阀（３８、３８′）的应急供料管线（３６），其中在发生电力故障的情况下所述应急供料阀打开；和 在所述封闭冷却回路（１０）最高点的、具有应急溢流阀（６８）的应急溢流管（６６），所述应急溢流阀（６８）在发生电力故障的情况下打开，使得所述封闭冷却回路（１０）变为在其最高点具有大气压排料管的开路冷却回路； 其特征在于 压力容器装置（３４、３４′）与所述应急供料管线（３６）相连，所述压力容器装置（３４、３４′）含有一定体积的应急水，并由加压气体进行加压，从而当在发生电力故障的情况下，建立经所述开路冷却回路（１０）沿所述应急溢流阀（６８）方向的应急水流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉安K利，罗伯特施梅勒，
申请(专利权)人：保尔沃特公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]