一种烘炉状态下高炉冷却水调温装置及控制方法与流程

本发明涉及高炉冷却技术，特别涉及一种烘炉状态下高炉冷却水调温装置及控制方法。

背景技术：

高炉炉缸结构主要有炉皮、冷面耐材、冷却壁、膨胀捣打料及大块碳砖组成。高炉烘炉的目的主要是将炉内的耐材结晶水经过高温进行烘烤和排出，对于高炉炉缸纯水密闭循环系统，在高炉烘炉阶段，由于炉缸耐材的完整性，烘炉过程中炉内热量传递到冷却壁热面较为缓慢，所以在一定程度上难以将炉缸砖衬的结晶水及时有效的排放。另外，现有的纯水密闭系统因得不到炉内的热量，水温相对较低，如果密闭循环系统循环运行的话，只会起到冷却的作用，也就是冷却壁冷面和热面温度基本与冷却水水温基本持平，这将会导致热面砖衬结晶水处于滞留状态，对砖衬结晶水的排出起到反作用，目前常用采取的措施：1、减少循环水泵，采用单台水泵运行；2、停泵，冷却壁处于储水状态。上述两个措施升温速度相当缓慢，不能满足当前高炉烘炉阶段的要求，到高炉烘炉结束冷却壁热面温度略高于冷却水温度，这对高炉炉缸砖衬的结晶水份排挤是极为不利的。该升温装置是通过蒸汽与冷却水的直接充分热交换，利用螺旋排放蒸汽口直接插入系统脱气罐内，均匀地传导热量，期间产生一定的气体通过手动排气阀排出，蒸汽的注入量控制以减少脱气罐内压力和水位的剧烈波动，以确保密闭循环水系统的稳定循环运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种烘炉状态下高炉冷却水调温装置及控制方法，有效地解决冷却壁冷、热面结晶水滞留、排放不畅的问题，从而保证了炉缸砖衬最大程度的结晶水排放量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明采用提高高炉烘炉阶段炉缸冷却壁冷却水水温，通过摄入蒸汽进行热转递的方法，来提高冷却壁热面和冷面的温度，尽可能多的及时将砖衬的温度提高来排放砖衬结晶水与砌砖灰浆料水分，解决高炉炉缸砖衬结晶水的有效排挤。

具体的，本发明的一种烘炉状态下高炉冷却水调温装置，其包括，蒸汽管道，一端连接于高炉冷却水脱气罐顶部的排气管的管路中，另一短接蒸汽源，该蒸汽管道依次设置减压阀、压力计、手动切断阀、排污阀、流量计、气动调节阀及连接气动调节阀两端的旁通管路和旁通阀；位于蒸汽管道与排气管连接处的上部的排气管管路中设置控制阀；蒸汽导管，设置于脱气罐内，其上端开口，并连接于脱气罐顶部排气管的出口端，蒸汽导管插入深度距脱气罐下部，蒸汽导管管壁沿周向开设若干通孔，且该些通孔沿蒸汽导管周向螺旋式斜向向下布置；测温计，设置于连接高炉冷却壁并连接至脱气罐的冷却水管管路中；控制器，所述气动调节阀、旁通阀、流量计、测温计电气连接该控制器。

进一步，所述蒸汽导管底部开至少一个通孔。

优选的，所述蒸汽导管下端部距脱气罐底部200～500mm。

本发明气动调节阀是温度调节部件，根据需要的冷却水温度进行自动调节蒸汽流量，进入自动化系统，并设定自动调节阀的开度范围，起到限位控制作用。

旁通阀是一个保护装置，主要功能是当气动调节阀2故障后打开该阀门，避免蒸汽处于断流状态。

流量计设置是用于检测蒸汽通入量，接入自动化系统，可以随时监测。

排污阀是安装于现场，功能是蒸汽通入前进行管道疏通作用，并可以防止通道内存积冷凝水。

手动切断阀是开启或切断加温蒸汽进入的操作阀门，属于一个控制连接部件。

当高压蒸汽引入后，通过减压阀调节减压，满足系统所需的能介压力，避免管道压力过高破坏温控调节设备及管道。

蒸汽导管上开孔，可扩大蒸气通入量，另外可以缓解对脱气罐的冲击力，减少脱气罐内压力波动，在扩大热传递能力的前提下，同时提高了在线系统 的运行稳定性。

本发明的烘炉状态下高炉冷却水调温装置的调温方法，其特征是，包括如下步骤：

1)调温装置阀门均处于关闭状态；

2)打开排污阀；

3)缓慢打开手动切断阀，开到开度5～10％时，观察排污阀有蒸汽排出，预热该装置同时观察蒸汽是否畅通；

4)待排污阀蒸汽排放畅通后，确认压力计指针有无变化，然后进行压力控制，通过调节减压阀直至压力计控制在5～6kg；

5)打开旁通阀，逐步关闭排污阀至全关位，观察流量计流量变化，然后缓慢打开手动切断阀，开到开度20～40％；

6)流量计流量稳定后，气动调节阀手动开度控制到30～50％，然后逐步关旁通阀至全关位，目的是旁通阀逐步由气动调节阀来控制；

7)气动调节阀切换至自动控制状态，对气动调节阀的开度进行设定，阀门开度上限MH设定值为60％，阀门开度下限ML设定值30％，设定后，气动调节阀切换为自动控制模式；

8)根据冷却水管管路水温控制保持60～80℃范围，调整气动调节阀的开度，也就是控制通入的蒸气量。

本发明高炉纯水密闭循环水系统温控调节装置，安装于密闭循环水系统脱气罐的顶部，利用手动排气管的通道，将蒸汽管直接插入到脱气罐内，然后在蒸汽导管上开孔，形状为螺旋针孔状，目的一方面是为了增加蒸汽注入量，另一方面是为了加强蒸汽在脱气罐内产生环流状，以减少对脱气罐的冲击，是一种稳定系统运行、安全的装置。

本发明采用蒸汽热传递，通过减压、流量自动控制调节装置，可以与水温上升的速度连锁控制。

气动调节阀设置自动位置，并设定上下限值，目的地减少蒸汽流量的波动范围，并实时跟踪温升速度。

因外接蒸汽压力高，设置减压装置，可以根据通入冷却水系统的需要压力要求进行控制，防止通入过高的蒸汽压力而破坏膨胀罐的在线运行。

为了减少脱气罐内压力冲击，导管本体开孔可增加导管通径面积，有 利于扩大热传递能力，同时提高了在线系统的运行稳定性。

本发明的有益效果：

1)本发明有利于排解施工过程中人工加入或自然吸入的游离水和耐火材料自身的结晶水；

2)本发明提高冷却壁循环水水温，可以防止耐火胶泥因脱水过快而产生龟裂，导致粘接强度降低，影响使用寿命；

3)本发明可防止不定形耐火材料因表面脱水过快、内部蒸汽压力过大而产生表面龟裂，导致强度降低，影响使用寿命；

4)以实现耐火砖内部温度均一和均匀变化为目的，控制温度的变化速度，减小砌体厚度方向上的温度梯度，减少或防止发生耐火砖砌体的热崩裂；

5)实现砌体内部温度的均匀和稳定，减少和防止产生砌体结构性应力，进而产生的结构性破损。

6)本发明解决了密闭循环系统内在线通入蒸汽的方式来提高冷却壁水温，从而实现了提高冷却壁冷面和热面的温度，形成温度梯度，有利于耐材的水分排出，延长高炉炉缸耐材的使用寿命，所以具有推广价值。目前该装置设想推广至湛江高炉，今后也可以推广解决类似问题的应用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例中蒸汽导管的结构示意图。

图3为本发明实施例中高炉冷却壁测温计的结构示意图。

具体实施方式

参见图1～图3，本发明的一种烘炉状态下高炉冷却水调温装置，其包括，蒸汽管道1，一端连接于高炉冷却水脱气罐10顶部的排气管20的管路中，另一短接蒸汽源，该蒸汽管道1依次设置减压阀F1、压力计P、手动切断阀F2、排污阀F3、流量计FE、气动调节阀F4及连接气动调节阀F4两端的旁通管路101和旁通阀F5；位于蒸汽管道1与排气管20连接处的上部的排气管管路中设置控制阀F6；蒸汽导管2，设置于脱气罐10内，其上端开口，并连接于脱气罐10顶部排气管101的出口端，蒸汽导管2 插入深度距脱气罐10下部，蒸汽导管2管壁沿周向开设若干通孔21，且该些通孔21沿蒸汽导管2周向螺旋式斜向向下布置；测温计TT，设置于连接高炉冷却壁30并连接至脱气罐10的冷却水管40管路中；控制器(图中未示)，所述气动调节阀F4、旁通阀F5、流量计FE、测温计TT电气连接该控制器。

在图1、图3中，高炉炉壳70，炉衬80，脱气罐10的回水管60，膨胀罐50。

进一步，所述蒸汽导管2底部开至少一个通孔22。

优选的，所述蒸汽导管2下端部距脱气罐10底部1/3位置或300mm。

实施例

本发明冷却水温控调节的操作过程如下：

1)调温装置阀门均处于关闭状态；

2)打开排污阀；

3)缓慢打开手动切断阀，开到开度5％时，观察排污阀有蒸汽排出，预热该装置同时观察蒸汽是否畅通；

4)待排污阀蒸汽排放畅通后，确认压力计指针有无变化，然后进行压力控制，通过调节减压阀直至压力计控制在5kg；

5)打开旁通阀，逐步关闭排污阀至全关位，观察流量计流量变化，然后缓慢打开手动切断阀，开到开度20～40％；

6)流量计流量稳定后，气动调节阀手动开度控制到30％，然后逐步关旁通阀至全关位，目的是旁通阀逐步由气动调节阀来控制；

7)气动调节阀切换至自动控制状态，对气动调节阀的开度进行设定，阀门开度上限MH设定值为60％，阀门开度下限ML设定值30％，设定后，气动调节阀切换为自动控制模式；

8)根据冷却水管管路水温控制保持60～80℃范围，调整气动调节阀的开度，也就是控制通入的蒸气量。