專利名稱：轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻系統(tǒng)，特別是涉及一種可以充分利 用給水和強制循環(huán)冷卻水富裕能量的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前公知的煉鋼轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻方式有三種 一是自然循環(huán)汽化冷 卻，這種方式多用于小型煉鋼轉(zhuǎn)爐煙道；二是強制循環(huán)汽化冷卻，這種方 式多用于大型煉鋼轉(zhuǎn)爐煙道；三是自然循環(huán)和強制循壞均采用的混合循環(huán) 冷卻方式，對處于轉(zhuǎn)爐爐口高溫區(qū)域的煙罩和下部煙道重點保護，采用強 制循環(huán)冷卻，對轉(zhuǎn)爐上部各段煙道采用自然循環(huán)冷卻，這種冷卻方式多用 于中型轉(zhuǎn)爐。目前，這三種冷卻方式雖然被作為成熟技術(shù)廣泛應(yīng)用，但是， 從能量配置使用的角度分析，這三種冷卻方式的系統(tǒng)流程結(jié)構(gòu)長期存在著 用能不合理的缺陷給水泵及循環(huán)泵的富裕能量無法用于推動冷卻水循環(huán)， 只能被冷卻水帶入汽包作無用功，既浪費能源又影響經(jīng)濟效益。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻系統(tǒng)存在的缺 陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，所要解決 的技術(shù)問題是最大限度地減小給水和強制循環(huán)冷卻水的富裕能量損失，使 這部分能量得以充分有效的利用，從而進一步降低轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻系統(tǒng) 的能耗。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系 統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題是將能量相對較高的給水、強制循環(huán)冷卻水的富 裕能量傳遞給能量相對較低的強制循環(huán)冷卻水、自然循環(huán)冷卻水，使強制 循環(huán)冷卻的循環(huán)加強，將自然循環(huán)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)閺娭蒲h(huán)冷卻，從而進一步改善冷卻效果。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，由汽包和水的富裕能 量從高至低的給水回路、強制循環(huán)冷卻水回路、自然循環(huán)冷卻水回路組成，所述給水回路包括依次串聯(lián)連接的進水管、給水泵和高壓給水管，所述進水管與給水水源連接；所述強制循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的強制循環(huán)下降管、循環(huán) 泵、強制循環(huán)給水管、煙罩與下部煙道冷卻裝置、匯總管和強制循環(huán)上升管，所述強制循環(huán)下降管的入口連接至所述汽包下部；所述自然循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的自然循環(huán)下降管、上部 煙道冷卻器、自然循環(huán)上升管，所述自然循環(huán)下降管的入口連接至所述汽 包下部，所迷自然循環(huán)上升管的出口連接至所述汽包中上部；本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，在所述水的富裕能量 相對較低的回路中串聯(lián)接入傳能器，將所述水的富裕能量相對較高的回路 出口 T形接入所述傳能器。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步 實現(xiàn)前述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其中所述的煙罩與下部 煙道冷卻裝置分為并聯(lián)連接的煙罩冷卻支路和下部煙道冷卻支路，所述煙 罩冷卻支路包括依次串聯(lián)連接的煙罩冷卻器、煙罩上升管，所述下部煙道 冷卻支路包括依次串聯(lián)連接的強制循環(huán)給水支管、下部煙道冷卻器、下部 煙道上升管。前述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其中所述的傳能器由外 管、應(yīng)力套管、內(nèi)管、定位架和噴嘴組成；所述外管為一段直管；所述應(yīng) 力套管固定于所述外管管壁上；所述內(nèi)管為有兩個直管段的彎管，穿過所 述應(yīng)力套管進入所述外管中；所述內(nèi)管的入口位于所述外管之外，作為高 能流體入口；所述內(nèi)管位于所述外管內(nèi)的直管段借助于所述定位架固定于 所述外管的中心，與所述外管同軸，出口處設(shè)有噴嘴；所述噴嘴指向所述 外管內(nèi)流體的流動方向。前述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其中所述的強制循環(huán)冷 卻水回路的所述匯總管與所述強制循環(huán)上升管之間串聯(lián)接入一次傳能器， 所述給水回路的所述高壓給水管的出口 T形接入所述一次傳能器。前述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其中所述的自然循環(huán)冷 卻水回路的所述自然循環(huán)下降管與上部煙道冷卻器之間依次串聯(lián)接入二次 傳能器和二次混合管，所述強制循環(huán)冷卻水回路的所述強制循環(huán)上升管的出口 T形接入所述二次傳能器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。其至少具有下列優(yōu)點1、 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)由于采用了利用射流 原理的傳能器，將高能水回路的富裕能量傳遞給低能水回路，充分利用了 給水和強制循環(huán)冷卻水的富裕能量，在保證同樣冷卻效果的前提下，可以降低冷卻系統(tǒng)的驅(qū)動能耗。2、 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，由于采用了利用射 流原理的傳能器，將高能水回路的富裕能量傳遞給低能水回路，提高了低 能冷卻水回路的循環(huán)能量，在不增加冷卻系統(tǒng)驅(qū)動能耗的前提下，可以顯著提高冷卻效果。3、 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)所披露的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是 前所未有的創(chuàng)新設(shè)計，其在申請前既未見于任何刊物，更未見有相同的結(jié) 構(gòu)特征公知、公用在先，且亦未見有類似的產(chǎn)品投放市場，即在同類產(chǎn)品 中均未見有類似的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用，而確實具有新穎性。4、 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)爐煙 道汽化冷卻系統(tǒng)相比，其獨特的發(fā)明構(gòu)思和技術(shù)方案具有突出的實質(zhì)性特 點和顯著的技術(shù)進步，遠非現(xiàn)有的余熱利用裝置可比擬，而確實具有創(chuàng)造 性。5、 本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)所采用的利用射流原 理的傳能器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可直接串接于水管路中，并未顯著增加 水循環(huán)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和總體投資，但節(jié)能效益明顯，從而確實具有實用性。上迷說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，從而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的目的、 特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明 如下。


圖1是本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)較佳實施例的熱力 系統(tǒng)圖；圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)較佳實施例所采用 的傳能器的結(jié)構(gòu)剖4見圖。 圖中l(wèi).汽包 2.強制循環(huán)下降管 3.循環(huán)泵 4.強制循環(huán)給水管5.柔性連接裝置6.煙罩冷卻器7.煙罩上升管8.強制循環(huán)給水支管9.下部煙道冷卻器IO.下部煙道上升管ll.匯總管12.—次傳能器13.外管14.應(yīng)力套管15.內(nèi)管16.定位架17.噴嘴18.強制循環(huán)上升管19.自然循環(huán)下降管20.二次傳能器21.二次混合管22.上部煙道冷卻器23.自然循環(huán)上升管24.除氧器25.進水管26.給水泵27.高壓給水管28.給水回流管29.汽包水位調(diào)節(jié)閥具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明較佳實施例的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系 統(tǒng)由汽包1和給水回路、強制循環(huán)冷卻水回路、兩個自然循環(huán)冷卻水回路 組成。給水回路包括依次串聯(lián)連接的進水管25、電動給水泵26和高壓給水管 27,給水水源來自除氧水，進水管25與除氧器24出口連接，從高壓給水 管27接出一給水回流管28，經(jīng)汽包水位調(diào)節(jié)閥29返回至除氧器24，以調(diào) 節(jié)給水回水流量的方式調(diào)節(jié)汽包1的水位。強制循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的強制循環(huán)下降管2、電動循環(huán) 泵3、強制循環(huán)給水管4、柔性連接裝置5、煙罩冷卻器6、煙罩上升管7、 匯總管11、 一次傳能器12和強制循環(huán)上升管18,在強制循環(huán)給水管4與 匯總管11之間還有一個由依次串聯(lián)連接的強制循環(huán)給水支管8、下部煙道 冷卻器9和下部煙道上升管IO組成的并聯(lián)分支。強制循環(huán)下降管2的入口 連接至所述汽包1下部。給水回路的高壓給水管27的出口 T形連接至一次 傳能器12的高能流體入口，使高壓給水與強制循環(huán)冷卻水混合，將高壓給 水的富裕能量傳遞給強迫循環(huán)冷卻水，以提高其循環(huán)能量。自然循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的自然循環(huán)下降管19、 二次傳 能器20、 二次混合管21、上部煙道冷卻器22和自然循環(huán)上升管23，自然 循環(huán)下降管19的入口連接至所述汽包1下部，自然循環(huán)上升管23的出口 連接至所述汽包1中上部。強制循環(huán)冷卻水回路的強制循環(huán)上升管18的出口 T形連接至二次傳能器20的高能流體入口 ，使強制循環(huán)冷卻水與自然循 環(huán)冷卻水混合，將強制循環(huán)冷卻水的富裕能量傳遞給自然循環(huán)冷卻水，以 推動自然循環(huán)冷卻水流動，將自然循環(huán)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)閺娭蒲h(huán)冷卻。以上自然循環(huán)冷卻水回路在本實施例中設(shè)置兩個，以滿足對兩段上部 煙道的冷卻，在實際應(yīng)用中可以設(shè)置任意多個自然循環(huán)冷卻水回路，以滿 足對不同數(shù)量的冷卻對象的需要，并且可以根據(jù)冷卻強度的需要在其中部分或全部自然循環(huán)冷卻水回路中設(shè)置二次傳能器20，將其中部分或全部自 然循環(huán)冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)閺娭蒲h(huán)冷卻。本實施例中所采用的一次傳能器12和二次傳能器20根據(jù)公知的射流 原理設(shè)計，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該傳能器由外管13、應(yīng)力套管14、內(nèi)管15、 定位架16和噴嘴17組成，外管13為一段直管，串接于低能流體管路中， 應(yīng)力套管14固定于外管13管壁上，內(nèi)管14為有兩個直管段的彎管，穿過 應(yīng)力套管14進入外管13中，內(nèi)管14的入口位于外管13之外，作為高能 流體入口，內(nèi)管14位于外管13內(nèi)的直管段借助于定位架16固定于外管13 的中心，與外管13同軸，內(nèi)管13的出口處設(shè)有錐形噴嘴17，錐形噴嘴17 指向外管13內(nèi)低能流體的流動方向。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，可利用 上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡 是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明權(quán)力要求所表述的技 術(shù)方案的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，由汽包(1)和水的富裕能量從高至低的給水回路、強制循環(huán)冷卻水回路、自然循環(huán)冷卻水回路組成，其中所述給水回路包括依次串聯(lián)連接的進水管(25)、給水泵(26)和高壓給水管(27)，所述進水管(25)與給水水源連接；所述強制循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的強制循環(huán)下降管(2)、循環(huán)泵(3)、強制循環(huán)給水管(4)、煙罩與下部煙道冷卻裝置、匯總管(11)和強制循環(huán)上升管(18)，所述強制循環(huán)下降管(2)的入口連接至所述汽包(1)下部；所述自然循環(huán)冷卻水回路包括依次串聯(lián)連接的自然循環(huán)下降管(19)、上部煙道冷卻器(22)、自然循環(huán)上升管(23)，所述自然循環(huán)下降管(19)的入口連接至所述汽包(1)下部，所述自然循環(huán)上升管(23)的出口連接至所述汽包(1)中上部；其特征在于，在所述水的富裕能量相對較低的回路中串聯(lián)接入傳能器(12、20)，將所述水的富裕能量相對較高的回路出口T形接入所述傳能器(12、20)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的煙罩與下部煙道冷卻裝置分為并聯(lián)連接的煙罩冷卻支路 和下部煙道冷卻支路，所述煙罩冷卻支路包括依次串聯(lián)連接的煙罩冷卻器(6)、煙罩上升管(7)，所述下部煙道冷卻支路包括依次串聯(lián)連接的強制 循環(huán)給水支管(8)、下部煙道冷卻器(9)、下部煙道上升管(10)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的傳能器(12、 20)由外管(13)、應(yīng)力套管(14)、內(nèi)管 (15)、定位架(16)和噴嘴(17)組成；所述外管(13)為一段直管所 述應(yīng)力套管(14)固定于所述外管(13)管壁上；所述內(nèi)管(14)為有兩 個直管段的彎管，穿過所述應(yīng)力套管(14)進入所述外管(13)中；所述 內(nèi)管(14)的入口位于所述外管(13)之外，作為高能流體入口；所述內(nèi) 管(14)位于所述外管(13)內(nèi)的直管段借助于所述定位架(16)固定于 所述外管U3)的中心，與所述外管(13)同軸，出口處設(shè)有噴嘴(17); 所述噴嘴(17)指向所述外管(13)內(nèi)流體的流動方向。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，其特 征在于其中所述的強制循環(huán)冷卻水回路的所述匯總管(11)與所述強制循環(huán)上升管(18)之間串聯(lián)接入一次傳能器(12),所述給水回路的所述高壓 給水管(27)的出口 T形接入所述一次傳能器(12)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu) 化用能循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于其中所述的自然循環(huán)冷卻水回路的所述自然 循環(huán)下降管(19)與上部煙道冷卻器(22)之間依次串聯(lián)接入二次傳能器 (20)和二次混合管(21)，所述強制循環(huán)冷卻水回路的所述強制循環(huán)上升 管(18)的出口 T形接入所述二次傳能器(20)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻優(yōu)化用能循環(huán)系統(tǒng)，由汽包(1)和富裕能量從高至低的給水回路、強制循環(huán)冷卻水回路、自然循環(huán)冷卻水回路組成，給水回路包括進水管(25)、給水泵(26)和高壓給水管(27)，強制循環(huán)冷卻水回路源自汽包(1)，包括循環(huán)泵(3)、煙罩冷卻器(6)與下部煙道冷卻器(9)等，自然循環(huán)冷卻水回路源自汽包(1)，通過自然循環(huán)下降管(19)、上部煙道冷卻器(22)和自然循環(huán)上升管(23)回到汽包(1)，在富裕能量相對較低的回路中串聯(lián)接入傳能器(12、20)，將富裕能量相對較高的回路出口T形接入傳能器(12、20)。本發(fā)明可以充分利用給水和強制循環(huán)冷卻水的富裕能量，增強冷卻效果，降低冷卻系統(tǒng)的能耗。
文檔編號C21C5/28GK101265511SQ20071008750
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者史文錦, 吳仕明, 周春麗, 張學(xué)峰 申請人:中冶京誠工程技術(shù)有限公司