轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统技术方案

本发明专利技术涉及一种轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，该系统包括：步进梁循环回路、固定梁循环回路和给水回路，其中，所述给水回路包括大气热力除氧器、设置于大气热力除氧器下部的除氧水箱以及串联于除氧水箱下部除氧下降管的电动给水泵，所述电动给水泵通过高压给水管连接至汽包，所述高压给水管上设置有一高压给水支管，所述步进梁循环回路中的步进循环回路下降管和固定梁循环回路中的固定循环回路下降管上设置有射流传能器，所述高压给水支管分别连接至所述射流传能器。本发明专利技术轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，将除氧、给水、循环三道独立工序整合为低能耗的连续工序，减少装机容量和用电时间，高效节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轧钢步进加热炉水梁汽化冷却系统，尤其是涉及一种通过优化设备、简约连接达到高效节能目的的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统。
技术介绍
轧钢步进加热炉水梁汽化冷却是一项目前世界各国普遍采用的行业技术。该技术 的特点是不同轧钢生产线步进加热炉规模及炉外形有所差别，但是汽化冷却系统工序流 程相同，都是沿着冷却水物流方向依次连接除氧、给水、强制循环三道工序组成汽化冷却系 统。在这种工序流程中，第一道除氧工序先将外来软化水存放在软化水箱，然后用除氧水泵 将软化水提升至大气热力除氧器；第二道给水工序用高压给水泵将除氧后的软化水打入汽 包作循环冷却水；第三道工序再用循环泵推动步进加热炉水梁中的冷却水进行强制循环。 几十年来，虽然这种三段式步进加热炉汽化冷却系统工序流程已经成为一项被广泛采用的 公共技术，但是从冶金流程工程学优化理念考量，这种系统工序流程只是将汽化冷却相关 工序/设备简单连接捆绑堆砌在一起组成。在这种工序彼此独立，只是工序之间管路相连 的系统流程中，每道工序都要消耗能量用水泵推动冷却水流动才能完成工序过程，为了保 证冷却水有一定的流动压头，每道工序都选择过剩消耗能量的习惯做法，其结果是冷却水 流经三道间断工序消耗的总能量超过整个系统作为一道连续工序时物流所需的能量，相当 可观的一部分能量作了无用功。另外，现有技术步进循环回路步进梁出水支管至汽包的管 道也存在两处不符合重力原理，使管路阻损增大的技术偏见需要纠正第一处是低于步进 梁出水支管先朝下后向上流动的U形管段；第二处是高于汽包水位先向上后朝下流动的倒 U形管段。由于循环水在这两处U形管段往返流动，显著增加循环回路由水梁出口去汽包的 管程长度与阻力损失，使系统运行多消耗能量。所以，现有步进加热炉汽化冷却技术只是从 功能角度实现了可以使用的目的，在流程优化和节能技术方面还处于系统松散、功能差、浪 费能源成本高的低水平状态。因此，从工序流程与节能角度研发一种简约紧凑、显著节能的 步进加热炉汽化冷却系统，对推进轧钢加热炉行业节能减排具有十分重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有轧钢步进加热炉汽化冷却技术的缺陷，本专利技术目的是提供一种轧钢 步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，该系统用给水泵、射流传能器联合作用扩大给水工序 的系统功能，删减上游除氧工序的除氧泵和下游循环工序的循环泵，以及改进现有技术部 分管道的连接方法，将汽化冷却系统冷却水物质流与动力能源流由三道不连续工序优化简 约为一种复合连续工序，使系统能耗大幅度降低。为了实现上述目的，本专利技术将步进加热炉汽化冷却系统工序流程以机械方式智能 化，使系统能效最大。做法是取消现有技术除氧工序中由软化水箱和除氧泵组成的软水中 转环节，将来自外网压力较高的软化水以阶梯用能方式直接引入压力较低的大气热力除氧 器，除氧后的软化水进入给水工序后再用高压给水泵分别送至三个进水口，其中一个为现有技术的汽包进水口，用于初次向汽包给水；另外两个是汽包分别去往步进与固定两个循 环回路下降管道中的射流传能器工作液体进水口。这种上游接自除氧工序下降管，下游延 伸至循环工序射流传能器的系统连接方法，直接将除氧、给水、循环三道间断工序沟通为一 道简约连续工序。系统运行时，从除氧工序下降管吸入高压给水泵的软化水既是补水，也是 能量载体和冷却介质，可以不经过汽包直接进入射流传能器，先将高压水泵的富裕压力能 通过射流传能器转变为推动冷却循环的动力，再与冷却循环水混合在一起参与对水梁的循 环冷却，最后沿水梁出水口至汽包的管道进入汽包，完成补水过程。由于这种连续工序用给 水泵集中提供给水与冷却循环所需动力的方式符合能量守恒原则；两个循环回路中水梁并 联支管压差及流量相等符合并联管路阻损相等的特点与流量分配规律；给水泵/射流传能 器装置工作原理与无限空间淹没紊流射流的特征相吻合，能按既定设计意图使工序产生多 功能作用，所以这种连续工序具有可靠的机械智能型特点，能准确把握步进加热炉汽化冷 却系统冷却水物质流与动力能源流的运行状态，长期无故障工作。与现有技术比较，这种紧 凑连续工序可以只用一台给水泵(一运一备)集中提供系统物流动力，从总量上减少装机 容量与用电时间，无功损耗也少，节能效果显著。 具体地，本专利技术的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，包括步进梁循环回路，所述步进梁循环回路包括由汽包引出的步进循环回路下降管和 依次串联的固定下联箱、步进上联箱、步进梁、步进下联箱、固定上联箱以及返回汽包的步 进循环回路上升管，所述步进梁为多个且相互之间并联；固定梁循环回路，所述固定梁循环回路包括由汽包引出的固定循环回路下降管和 依次串联的固定梁分水联箱、固定梁、固定梁汇流联箱以及返回汽包的固定循环回路上升 管；所述固定梁为多个且相互之间并联；给水回路，所述给水回路包括大气热力除氧器、设置于大气热力除氧器下部的除 氧水箱以及串联于除氧水箱下部除氧下降管的电动给水泵，所述电动给水泵通过高压给水 管连接至汽包，所述高压给水管上设置有一高压给水支管，所述步进循环回路下降管和固 定循环回路下降管上设置有射流传能器，所述高压给水支管分别连接至所述射流传能器。本专利技术还可以将步进加热炉汽化冷却步进循环管道阻力损失最小化，使系统能耗 最小。其技巧有一是在步进循环回路上升管方向的步进联箱空间位置不变的前提下，将步 进装置固定联箱从原来步进联箱下方朝上翻转180度，置于步进联箱上方固定，这种安装 方式可以避免步进梁出水方向先朝下后向上的U形管段往返路由，缩短步进梁出水方向去 往汽包的管程长度，减少阻力损失；二是降低步进梁与固定梁两个循环回路上升管提升高 度，将两个上升管进汽包的接口位置从汽包上部降到汽包中部，减少两个循环回路去往汽 包的管程长度和阻力损失；三是利用两个循环回路中水梁并联管路流量及压差相等的特点 取消流量孔板，消除流量孔板带来的阻力损失。本专利技术的有益效果是预期的步进加热炉汽化冷却系统简约智能化，能效最大化， 投资减量化，运行费用最小化多种目标同时实现。与现有技术比较，本专利技术系统流程可以 减少一个软化水箱，两台除氧给水泵，三台循环泵(其中一台为失电备用柴油泵)设备。 以300t/h步进炉为例，一般装机容量为430kw，正常运行为215kw ；本专利技术技术装机容量为 llOkw，正常运行仅需55kw，与现有技术比较，每小时节电160kw · h。使用这种低投入高回 报的节能减排技术，企业可以获得巨大的社会和经济效益。附图说明 图1是本专利技术实施例的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统的示意图。图2是本专利技术实施例的射流传能器构造示意图。图3是本专利技术实施例的射流传能器工作状态Hl > H3 > H2示意图。图4是本专利技术实施例的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统的步进加热炉水 梁平面布置示意图。图5是图4中I-I断面分段短水梁示意图。图6是图5中A部构造示意图。图7是图5中B部构造示意图。主要附图标记1.步进梁(1#、3#、5#、7#四列)2·固定梁(2#、4#、6#三列)3.射流传能器，4.夕卜 壳管，5.引射管，6.套管，7.定位板，8.喷嘴，9.软化水管，10.大气热力除氧器，11.除氧水 箱，12.除氧下降管，14.电动给水泵，16.柴油给水本文档来自技高网...

【技术保护点】
轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，其特征在于，包括：步进梁循环回路，所述步进梁循环回路包括由汽包引出的步进循环回路下降管和依次串联的固定下联箱、步进上联箱、步进梁、步进下联箱、固定上联箱以及返回汽包的步进循环回路上升管，所述步进梁为多个且相互之间并联；固定梁循环回路，所述固定梁循环回路包括由汽包引出的固定循环回路下降管和依次串联的固定梁分水联箱、固定梁、固定梁汇流联箱以及返回汽包的固定循环回路上升管，所述固定梁为多个且相互之间并联；给水回路，所述给水回路包括大气热力除氧器、设置于大气热力除氧器下部的除氧水箱以及串联于除氧水箱下部除氧下降管的电动给水泵，所述电动给水泵通过高压给水管连接至汽包，所述高压给水管上设置有一高压给水支管，所述步进循环回路下降管和固定循环回路下降管上设置有射流传能器，所述高压给水支管分别连接至所述射流传能器。

【技术特征摘要】
1.轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，其特征在于，包括步进梁循环回路，所述步进梁循环回路包括由汽包引出的步进循环回路下降管和依次 串联的固定下联箱、步进上联箱、步进梁、步进下联箱、固定上联箱以及返回汽包的步进循 环回路上升管，所述步进梁为多个且相互之间并联；固定梁循环回路，所述固定梁循环回路包括由汽包引出的固定循环回路下降管和依次 串联的固定梁分水联箱、固定梁、固定梁汇流联箱以及返回汽包的固定循环回路上升管，所 述固定梁为多个且相互之间并联；给水回路，所述给水回路包括大气热力除氧器、设置于大气热力除氧器下部的除氧水 箱以及串联于除氧水箱下部除氧下降管的电动给水泵，所述电动给水泵通过高压给水管连 接至汽包，所述高压给水管上设置有一高压给水支管，所述步进循环回路下降管和固定循 环回路下降管上设置有射流传能器，所述高压给水支管分别连接至所述射流传能器。2.如权利要求1所述的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，其特征在于，所述汽 包通过溢流管连接至所述除氧水箱，所述溢流管上设置有汽包水位调节阀组。3.如权利要求1所述的轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：史文锦，梅洛明，邓刚，
申请(专利权)人：北京明诚技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：11