一種中厚板超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中厚板超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)，包括上分流集水管和下分流集水管，上分流集水管通過多根分流進(jìn)水管與下分流集水管連通；上分流集水管連接有多根上供水管路和多根下供水管路，并且在每根上供水管路和下供水管路上分別設(shè)置有上流量調(diào)節(jié)閥和下流量調(diào)節(jié)閥；在上供水管路中設(shè)置一段金屬軟管，并且在每根上供水管路和下供水管路中采用變徑結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的控制方法根據(jù)預(yù)定順序依次和時(shí)間間T1隔關(guān)閉多個(gè)所述上流量調(diào)節(jié)閥和下流量調(diào)節(jié)閥，并且每個(gè)上流量調(diào)節(jié)閥和下流量調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉過程分為多個(gè)階段，每個(gè)階段閥門保持一定的開口度P，每個(gè)階段保持預(yù)定的時(shí)間T2。本發(fā)明可有效降低水錘效應(yīng)。
【專利說明】一種中厚板超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軋鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種中厚板超快冷防水錘震動(dòng)供水系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著控制軋制控制冷卻工藝的發(fā)展，高品質(zhì)產(chǎn)品的研究開發(fā)對(duì)冷卻過程的要求更為嚴(yán)格，冷卻速率不斷提高，終冷溫度向低溫區(qū)發(fā)展。在此背景下，冷卻強(qiáng)度高、冷卻均勻性好的超快冷技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)層流冷卻技術(shù)
超快速冷卻技術(shù)采用射流沖擊冷卻方式。該冷卻方式需要具有0.3-0.8MPa壓力的供水水源為射流水提供初始流速，以保障射流沖擊效果。現(xiàn)有的超快速冷卻系統(tǒng)運(yùn)行過程中，中壓水流的慣性將帶來明顯的“水錘效應(yīng)”，對(duì)冷卻設(shè)備造成破壞的效果。
[0003]水錘效應(yīng)是指在水管內(nèi)部，管內(nèi)壁光滑，水流動(dòng)自如。當(dāng)打開的閥門突然關(guān)閉時(shí)，水流對(duì)閥門及管壁造成明顯的沖擊壓力。由于管壁光滑，后續(xù)水流在慣性的作用下，迅速達(dá)到最大，并產(chǎn)生破壞作用，這就是水利學(xué)當(dāng)中的“水錘效應(yīng)”，也就是正水錘。在超快冷設(shè)備中，各種管路和閥門占整個(gè)設(shè)備的80%以上，所以有效減少或防止水錘現(xiàn)象，對(duì)超快冷設(shè)備的使用壽命和各種閥門的維修更換次數(shù)起到很大的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提供一種有效減少和防止超快冷設(shè)備中水錘現(xiàn)象的供水系統(tǒng)和控制方法。
[0005]上述目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的:
一種中厚板超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)，其特征在于，所述供水系統(tǒng)包括上分流集水管(I)和下分流集水管(3)，所述上分流集水管(I)通過多根分流進(jìn)水管(2)與所述下分流集水管
(3)連通；所述上分流集水管(I)連接有多根上供水管路(6)和多根下供水管路(4)，并且在每根所述上供水管路(6)和下供水管路(4)上分別設(shè)置有上流量調(diào)節(jié)閥(6)和下流量調(diào)節(jié)閥(7 );在所述上供水管路(6 )中設(shè)置一段金屬軟管(8 )，并且在每根所述上供水管路(5 )和下供水管路(4)中采用變徑結(jié)構(gòu)，在管路折彎以后管路的內(nèi)徑變小。
[0006]一種如上述的供水系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括根據(jù)預(yù)定順序依次和時(shí)間間Tl隔關(guān)閉多個(gè)所述上流量調(diào)節(jié)閥(6)和下流量調(diào)節(jié)閥(7)，并且每個(gè)上流量調(diào)節(jié)閥和下流量調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉過程分為多個(gè)階段，每個(gè)階段閥門保持一定的開口度P，每個(gè)階段保持預(yù)定的時(shí)間T2。
[0007]根據(jù)上述的控制方法，其特征在于，所述間隔時(shí)間Tl根據(jù)超快冷集管流量調(diào)節(jié)閥的分布和數(shù)量確定；所述開口度P和時(shí)間T2與設(shè)備所選的閥門類型有關(guān)。
[0008]根據(jù)上述的控制方法，其特征在于，所述時(shí)間Tl隨著調(diào)節(jié)閥數(shù)量增多而增加；氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的開口度P比電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開口度小，而啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的間隔時(shí)間T2比電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的時(shí)間間隔T2大。[0009]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明從集水管路的設(shè)計(jì)方式和控制角度進(jìn)行調(diào)整，有效的解決了水錘震動(dòng)問題。此外，本發(fā)明可有效的減小超快冷周圍環(huán)境的噪音，對(duì)保護(hù)集管及相應(yīng)的閥門儀表和設(shè)備等有明顯效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的主視圖；
圖2是圖1的左視圖；
圖3是直徑相同管路流體分析速度圖；
圖4變直徑管路流體分析速度圖；
圖5閥門動(dòng)作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明在超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)各部分管路設(shè)計(jì)上采用雙分流集水管方式、采用金屬軟管連接方式和變徑處理方式。具體參見圖1和圖2，圖1所示為本超快冷裝備中采用雙分流集管側(cè)視圖，其主要包括上分流集水管1、多根分流進(jìn)水管2、下分流集水管3、多根下供水管路4、多根上供水管路5、多個(gè)上流量調(diào)節(jié)閥6、多個(gè)下流量調(diào)節(jié)閥7和多根金屬軟管8。
[0012]下分流集水管3通過多根分流進(jìn)水管2供水給上分流集水管I，形成進(jìn)水分流的形式。上分流集管I通過多根上供水管路5和多根下供水管路4供水給各個(gè)噴嘴，形成出水分流形式。這種方式為雙分流集水管方式。采用這種方式可避免供水管和出水管路的直進(jìn)直出方式，讓水在循環(huán)中變的更加穩(wěn)定，避免了局部壓強(qiáng)和流速過大造成水錘現(xiàn)象。
[0013]在供水管路系統(tǒng)中，若各泵閥提供的壓能之和小于管路在規(guī)定的輸量Q下所需消耗壓能，那么，為保持管路能量的供應(yīng)與消耗之間的平衡，管路系統(tǒng)勢必要在規(guī)定的輸量Q小的輸量下運(yùn)行。若要使管路系統(tǒng)保持規(guī)定的輸量Q不變，就需要采取某種措施以增加泵閥所供給的壓能或減少管道上所消耗的壓能。本發(fā)明在上供水管路5和下供水管路4中采用變徑處理，即在管路折彎以后管路的內(nèi)徑變小，使供給到噴嘴的水的流速增加。為了證明變徑處理的可行性，特使用fulent軟件進(jìn)行管路變徑處理的模擬。圖3和圖4分別為相同進(jìn)口流速為30m/s出口壓力為OMP的情況下，不變徑與變徑情況下，管路里面流速的矢量圖。通過比較可看出，變徑后的流速會(huì)穩(wěn)定增加很多。
[0014]同時(shí)上供水管路5和下供水管路4變徑處理后，根據(jù)供水管路的現(xiàn)場布置特征可連接金屬軟管，本方案中根據(jù)現(xiàn)場的管路布置只在上供水管路5中連接金屬軟管8。金屬軟管的管壁的彈性變形可延緩水錘的沖力，也可以起到減小水錘的沖擊效應(yīng)。
[0015]對(duì)于上流量調(diào)節(jié)閥6和下流量調(diào)節(jié)閥7 (從圖1上看，這樣的閥門有多個(gè)，每根上供水管路和下供水管路上均安裝有流量調(diào)節(jié)閥門)的開關(guān)控制加入了基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中加入集管流量調(diào)節(jié)閥的逐次、分階段關(guān)閉技術(shù)。由于超快冷設(shè)備供水的流量非常大，如果采用逐次、分階段開啟會(huì)浪費(fèi)很多的水，所以只能在關(guān)閉時(shí)采用逐次、分階段關(guān)閉技術(shù)。
[0016]圖5為基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中加入集管流量調(diào)節(jié)閥的逐次、分階段關(guān)閉技術(shù)的閥門動(dòng)作示意圖。
[0017]按照本發(fā)明中涉及的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)控制方法，由下列特征組成: 超快冷的所有集管流量調(diào)節(jié)閥以基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中的設(shè)定順序逐次關(guān)閉，在逐次關(guān)閉的過程中每關(guān)閉兩個(gè)集管流量調(diào)節(jié)閥之間的間隔時(shí)間為TI。
[0018]每組集管流量調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉采用分階段關(guān)閉的方式進(jìn)行，階段關(guān)閉過程中包括每階段性關(guān)閉閥門開口度的大小P和關(guān)閉階段間隙的時(shí)間T2。
[0019]按照本發(fā)明中提及的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)控制方式，每關(guān)閉兩組集管流量調(diào)節(jié)閥之間的間隔時(shí)間Tl與超快冷集管流量調(diào)節(jié)閥的分布和數(shù)量有關(guān)。如分布過密或集管流量調(diào)節(jié)閥數(shù)量多，則應(yīng)該將Tl適當(dāng)增加。
[0020]由圖5中可看出閥門壓力P值隨T2時(shí)間的變大而下降。
[0021]每階段關(guān)閉閥門的開口度P和階段的時(shí)間間隔T2與設(shè)備所選的閥門類型有關(guān)。如選用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，根據(jù)其動(dòng)作較快的特性可以相應(yīng)的將P適當(dāng)減小，間隔時(shí)間T2增大。如選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，則根據(jù)其調(diào)整精度高的特性可相應(yīng)的將P增大，間隔時(shí)間T2減小的方式來達(dá)到減小水錘震動(dòng)的效果。
[0022]在一個(gè)具體實(shí)施例中，某2800mm中板生產(chǎn)線使用0.5mp水壓生產(chǎn)Q550鋼板，其超快冷設(shè)備選用電氣調(diào)節(jié)閥控制流量值。當(dāng)鋼板尾部離開超快了時(shí)，所使用的10組集管以Tl=Is的間隔時(shí)間逐次的關(guān)閉。在每個(gè)集管關(guān)閉的過程中，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥以基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)定的每T2=3s動(dòng)作一次的頻率階段性關(guān)閉整組集管，其中每階段性動(dòng)作一次所關(guān)閉的開口度大小為P=實(shí)際開口度大小的四分之一，當(dāng)閥門關(guān)閉到足夠小的開口度時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)將關(guān)閉所選集管。
【權(quán)利要求】
1.一種中厚板超快冷設(shè)備的供水系統(tǒng)，其特征在于，所述供水系統(tǒng)包括上分流集水管(I)和下分流集水管(3)，所述上分流集水管(I)通過多根分流進(jìn)水管(2)與所述下分流集水管(3)連通；所述上分流集水管(I)連接有多根上供水管路(6)和多根下供水管路(4)，并且在每根所述上供水管路(6)和下供水管路(4)上分別設(shè)置有上流量調(diào)節(jié)閥(6)和下流量調(diào)節(jié)閥(7);在所述上供水管路(6)中設(shè)置一段金屬軟管(8)，并且在每根所述上供水管路(5)和下供水管路(4)中采用變徑結(jié)構(gòu)，在管路折彎以后管路的內(nèi)徑變小。
2.一種如權(quán)利要求1所述的供水系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括根據(jù)預(yù)定順序依次和時(shí)間間Tl隔關(guān)閉多個(gè)所述上流量調(diào)節(jié)閥(6)和下流量調(diào)節(jié)閥(7)，并且每個(gè)上流量調(diào)節(jié)閥和下流量調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉過程分為多個(gè)階段，每個(gè)階段閥門保持一定的開口度P，每個(gè)階段保持預(yù)定的時(shí)間T2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述間隔時(shí)間Tl根據(jù)超快冷集管流量調(diào)節(jié)閥的分布和數(shù)量確定；所述開口度P和時(shí)間T2與設(shè)備所選的閥門類型有關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述時(shí)間Tl隨著調(diào)節(jié)閥數(shù)量增多而增加；氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的開口度P比電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開口度小，而啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的間隔時(shí)間T2比電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選擇的時(shí)間間隔T2大。
【文檔編號(hào)】B21B37/74GK103978051SQ201410199940
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】韓毅, 王丙興, 王昭東, 賈維維, 宋國志, 王國棟, 田勇, 李勇 申請人:東北大學(xué)