一种节能的高炉开式冷却供水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种节能的高炉开式冷却供水系统，由供水泵(1)、输水管路(2)、高炉冷却壁(3)、进口支管调节阀(4)、回水支管调节阀(5)组成，设置于同一段冷却壁上的回水支管调节阀(5)交错分布。本实用新型专利技术用于提供一套既能满足调节流量需求，又能保证高炉炉壁供水压力，提高系统运行经济性和安全性的冷却供水系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于循环水系统
，特别地涉及一种节能的高炉开式冷却供水系统。 
技术介绍
高炉是钢铁行业炼铁的重要设备，其结构如图1所示，高炉从上至下依次包括炉顶、炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸和炉底，需要冷却的各段都设有冷却壁。高炉开式冷却供水系统运行指标是影响高炉寿命关键因素之一。当前高炉开式供水系统均采用在进冷却壁支管上安装调节阀，用于调节高低区水量分配，而冷却壁回水支管上没有安装调节阀，经过高炉壁冷却后通过回水支管由于重力作用自流到集水槽。 高炉运行过程中对供水流量、压力均有指标要求(如450立方高炉需要冷却水量3200t/h，供水压力0.5MPa)，流量不足影响到高炉壁冷却效果，压力不足影响到炉内外压力平衡，存在安全隐患。 高炉冷却供水泵参数按照要求流量及压力设计，但目前高炉开式供水系统普遍存在着实际供水流量远大于设计要求流量，而实际供水压力远小于设计要求压力，某些炼铁企业为了提高供水压力，增加开启泵站水泵台数，虽然压力所有提高，但供水量更大，泵站能耗也大幅提高。分析其原因，当前高炉开式冷却供水系统存在着弊端，高炉冷却壁回水支管没有安装调节阀，而采用直接开式重力回水方式。水泵实际运行工况与管路特性有关，即水泵性能曲线与管路特性曲线交叉点为水泵运行工况点，而当前输水管路总体阻力系数与设计时存在偏差，导致按照设计流量在管道中流动时，产生不了设计要求压力那么高的阻力，则水泵将富裕的部分压头转化为流量，形成动能，从而产生了实际运 行流量大于设计要求流量，而实际运行压力达不到设计要求压力，且运行功率也大于设计功率，如图2所示为水泵性能曲线与管路特性曲线图，21为水泵流量-功率曲线，23为未调节的实际运行管路特性曲线，24为水泵水泵流量-扬程曲线，25为水泵流量-效率曲线。 另外，众所周知，利用调节阀调节水量，虽然对流量能够起到限制作用，但只能增加调节阀前的压力，而阀后压力因为流量减少而更小，传统高炉开式冷却供水系统就是因为只设置了高炉冷却壁进口支管阀门，而没有设置回水支管阀门，在调节进口支管阀门时，总供水量可以调节，泵站供水总管压力也得到提升，但供至高炉冷却壁内部压力比没有调节时更低，达不到设计要求压力。 
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种节能的高炉开式冷却供水系统，用于提供一套既能满足调节流量需求，又能保证高炉炉壁供水压力，提高系统运行经济性和安全性的冷却供水系统。 为实现上述目的，本技术的技术方案为： 一种节能的高炉开式冷却供水系统，由供水泵、输水管路、高炉冷却壁、进口支管调节阀、回水支管调节阀组成，设置于同一段冷却壁上的回水支管调节阀交错分布。 与现有技术相比，本技术具有以下有益效果： (1)通过各高炉壁进口支管调节阀，可以有效地调节高炉不同部位供水流量分配； (2)通过各高炉壁回水支管调节阀，可以有效地调节整个系统供水量，并维持高炉壁内供水压力达到设计压力要求； (3)通过将高炉整体用水系统调整到合理的设计指标，可以有效地降低泵站供水泵能耗。 附图说明图1为高炉炉身结构示意图； 图2为水泵性能曲线与管路特性曲线图； 图3为本技术实施例的高炉开式冷却供水系统的结构示意图； 其中： 图2中，21为水泵流量-功率曲线，22为调节后管路特性曲线，23为未调节实际运行管路特性曲线，24为水泵流量-扬程曲线，25为水泵流量-效率曲线，Q(t/h)为流量，H(m)为扬程； 图3中，1为供水泵，2为输水管路，3为高炉冷却壁，4为进口支管调节阀，5为回水支管调节阀，6为重力回水管。 具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。 相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。 参考图3，所示为本技术实施例的高炉开式冷却供水系统的结构示意图，一种节能的高炉开式冷却供水系统，由供水泵1、输水管路2、高炉冷却壁3、进口支管调节阀4、回水支管调节阀5组成，从回水支路上流出的水由重力回水管6收集至热水池。回水支管调节阀5用于调节整个系统管路特性，使水泵运行到设计工况，同时又不降低高炉供水压力。为了达到更好的实施效果，设置于同一段冷却壁上的回水支管调节阀5交错分布，有利于各回水支管调节 阀5有足够的空间进行阀门活动。通过以上技术方案的调节，如图2中调节后的管路调节曲线22所示，与未经调节的曲线23比较可以发现，在调节后的管路调节曲线22和未经调节的曲线23与水泵流量一扬程曲线24的交点可以看出，调节后的水泵流量小，扬程大。 下面结合一具体应用实例对本技术作进一步详细描述。 江苏某炼铁厂一座450立方高炉冷却供水系统图如附图1，水泵配置参数为3300t/h，55m，额定效率为85％，设计运行功率为645kW，根据现场实际运行数据精确测量，实际运行流量为4400t/h，43m，统计功率为816kW，根据水泵效率计算公式计算效率为70％。对该项目按照本技术思路进行以下设计： 1、统计高炉各冷却部分回水有290根支管，管道规格为DN40； 2、在各回水支管上分别逐一安装1只DN40球阀； 3、对各回水支路管新安装的球阀进行同步调节，使系统总体阻力系数增加，逐渐使管路特性由附图2中的曲线23变化到曲线22； 4、通过使水泵恢复到设计状态运行后，水泵供水流量满足设计要求流量，同时炉冷却壁内压力也上升12米以上，不仅不影响高炉正常换热效果，还提升了炉内供水压力，提高系统安全性。 根据统计调整后功率与调整前功率相比较，小时节电量为：816-645＝171kW；年节电量达到171kW×8640小时/年＝1477440度/年。 以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能的高炉开式冷却供水系统，其特征在于，由供水泵(1)、输水管路(2)、高炉冷却壁(3)、进口支管调节阀(4)、回水支管调节阀(5)组成，设置于同一段冷却壁上的回水支管调节阀(5)交错分布。

【技术特征摘要】
1.一种节能的高炉开式冷却供水系统，其特征在于，由供水泵(1)、输水管路(2)、高炉冷却壁(3)、进口支...

【专利技术属性】
技术研发人员：林永辉，林小平，傅俊峰，吴丹，
申请(专利权)人：浙江科维节能技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：