[实用新型]轧钢步进加热炉水梁汽化冷却简约系统

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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。

实用新型内容

为了克服现有轧钢步进加热炉汽化冷却技术的缺陷，本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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；