本发明涉及钢铁冶金领域，更具体地说，涉及热风炉冷却供水系统及控制方法。
背景技术：
目前，国内热风炉阀门的冷却用水都是与高炉软水系统连通在一起的，高炉软水系统是密闭循环系统，是给高炉炉底水冷管、风口大套及中套、冷却壁、热风阀及休风阀供水的，中压水为高炉晚期喷淋水，平时使用较少，循环过程中少量的软水消耗依靠软水补水泵供给。而热风炉早于高炉烘炉，热风炉烘炉时，热风阀及休风阀也需要供水冷却，由于热风阀及休风阀的软水是与高炉的软水是连通的，这就要求整个软水系统施工完毕后才能进行热风炉的烘炉，这样就造成了高炉冷却壁配管的时间非常紧张。高炉检修过程中，通常也需要热风炉阀门的冷却继续保持，同样由于热风阀及休风阀的软水是与高炉的软水是连通的，热风炉的冷却用水也不能单独运行。因此，热风炉冷却供水系统及控制方法的研制对于高炉软水系统的调试和热风炉冷却设备的单独供水来说具有重要的意义。
经检索，已有专利方案公开。如中国专利：申请号：2017100099203，公开日：2017年3月15日，该发明公开了一种改进型高炉软水密闭循环系统及方法。该系统包括主机控制器、冷却壁冷却单元、膨胀及脱气单元、二次循环水单元及一次循环水供水单元。本发明采用多路供水主管，提高了系统冗余度，保证高炉生产安全；对冷却壁进行分区，方便分级检漏，减少检漏所需时间，为稳定生产降低成本提供保证；二次循环水设置合理减少二次循环水冷却设备工作压力降低漏水风险、减少一次和二次循环水中的含气量。但其不足之处在于高炉软水密闭循环系统与热风炉的热风阀及休风阀的软水是连通的，因此热风炉各阀无法实现冷却设备的单独供水。
又如中国：申请号：971081840，公开日：1999年2月17日，该发明提供了一种用于成组使用高炉热风炉阀门的节水型水冷系统，其主要原理为将各热风炉阀门的相同冷却部位串联连接在总进水管上，使其总冷却水量为各热风炉阀门所需实际冷却水量之和，比目前分离式供水节水近50％。必要时也可以对各热风炉阀门实行分离供水。并可方便地实现水流在热风炉阀门中正向流动和反冲流动之间的切换。但其不足之处热风炉阀门的冷却水是与高炉的软水是连通的，热风炉的冷却用水也不能单独运行。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有热风炉阀门冷却设备供水的不足，提供了热风炉冷却供水系统及控制方法。本发明通过增设三个开关阀及与其相连接的管道，使热风炉阀门与高炉设备的冷却水既能连在一起运行，又可以单独运行，不仅保证在检修时热风炉阀门使用冷却水的情况下，高炉还能进行冷却壁的配管，而且在高炉冷却壁冲洗时能快速提供冲洗用水，甚至在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的热风炉冷却供水系统，包括若干热风炉阀门、中压供水泵组和二次加压泵房，其特征在于：所述二次加压泵房输出的软水管道上设置开关阀Ⅰ和连接管，使二次加压泵房输出的软水管道与从中压供水泵组输出的中压水管连通；连通后的软水管道分支进入所述热风炉各阀和高炉风口中套，所述热风炉各阀进水管处设置开关阀Ⅳ，高炉风口中套进水管处设置开关阀Ⅴ；从所述热风炉各阀输出的软水管道上设置三通管，所述三通管包含进水管、出水管和支管，软水依次流经进水管和出水管，支管连接排水管，所述排水管上设置有开关阀Ⅲ，从排水管流出的水汇入回水总管；连接所述出水管的软水管道上设置有开关阀Ⅱ。
作为本发明的进一步改进，含有所述开关阀Ⅱ的软水管道与高炉风口中套输出水管并联后串联，然后分成两路，一路经脱气罐进入蒸发冷却器，另一路软水管道上设置开关阀Ⅷ，然后输入到二次加压泵房；所述脱气罐与膨胀罐相连，膨胀罐内通入氮气，所述脱气罐和蒸发冷却器之间的软水管道上设置了至少一个开关阀。
作为本发明的进一步改进，所述蒸发冷却器输出的软水管道与软水供水泵组相连，所述蒸发冷却器与软水供水泵组之间的软水管道与软水补充管道相连，软水补充管道与软水补充供水池相连；所述软水补充管道上设置开关阀Ⅸ；所述蒸发冷却器的支管连接冷媒水池，冷媒水池连接有冷媒水供水泵组，冷媒水供水泵组将冷媒水池中的水供入蒸发冷却器中。
作为本发明的进一步改进，其特征在于：所述软水供水泵组输出的软水管道上设置开关阀Ⅵ，然后分成三路，其中一路连接炉底水冷管，一路通过直吹管，另一路与供水环管连通后经过高炉冷却壁，每一路的输入端和输出端均设置有开关阀。
作为本发明的进一步改进，所述炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁输出的三路软水管道汇总后增加设置总开关阀，然后与从开关阀Ⅷ输出的软水管道汇总进入二次加压泵房。
作为本发明的进一步改进，所述中压供水泵组与净环水冷水池相连，所述净环水冷水池与冷媒水池并排设置；所述回水总管通过炉体高压水排水管与净环水冷水池相连；所述中压供水泵组输出的中压水管分为两个支路，一路与二次加压泵房输出的软水管道连通，另一路通过开关阀Ⅶ连通高炉晚期喷淋用水。
本发明的热风炉冷却供水系统的控制方法，包括以下步骤：
热风炉烘炉时：首先打开开关阀Ⅰ、开关阀Ⅳ和开关阀Ⅲ，然后关闭开关阀Ⅱ、开关阀Ⅴ和开关阀Ⅶ、开关阀Ⅷ和总开关阀，再启动中压供水泵组，所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，将净环水供给热风炉各阀进行冷却，冷却后的水通过回水总管排入到净环水冷水池的高压水排水管中，最终汇入净环水冷水池，形成一次循环；
冷却壁冲洗时：首先维持开关阀Ⅰ和开关阀Ⅳ处于打开状态，维持开关阀Ⅴ和开关阀Ⅶ处于关闭状态；然后关闭开关阀Ⅲ和开关阀Ⅸ，再打开开关阀Ⅱ、开关阀Ⅷ和总开关阀；其次打开炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进入端和输出端的各开关阀；然后再打开开关阀Ⅵ；最后启动中压供水泵组；所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，利用净环水进行冷却壁冲洗，同时保证热风炉各阀进行冷却。
作为本发明的进一步改进，当高炉投用需要使用软水时，在冷却壁冲洗状态下，打开开关阀Ⅸ补充软水，待软水充满软水管道后，关闭开关阀Ⅰ和开关阀Ⅷ，然后打开开关阀Ⅲ，启动软水供水泵组，使补充的软水经过软水管道循环后从热风炉各阀后面的排水管排出，直至排出的水完全为软水为止，最后关闭开关阀Ⅲ和开关阀Ⅸ，使高炉软水进入密闭循环系统。
作为本发明的进一步改进，当高炉检修需要热风炉各阀继续保持冷却时，重复热风炉烘炉时的操作。
作为本发明的进一步改进，所述高炉软水密闭循环系统为软水供水泵组将软水供给炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进行冷却，冷却后的软水管道汇总后进入二次加压泵房，从二次加压泵房输出的软水管道分为两路，一路供给热风炉各阀冷却，另一路供给高炉风口中套冷却，冷却循环后的软水管道汇总后经脱气罐进入蒸发冷却器，从蒸发冷却器输出的软水管道与软水供水泵组相连，完成循环。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的热风炉冷却供水系统，包括若干热风炉阀门、中压供水泵组和二次加压泵房，所述二次加压泵房输出的软水管道上设置开关阀Ⅰ和连接管，使二次加压泵房输出的软水管道与从中压供水泵组输出的中压水管连通；连通后的软水管道分支进入所述热风炉各阀和高炉风口中套，所述热风炉各阀进水管处设置开关阀Ⅳ，高炉风口中套进水管处设置开关阀Ⅴ；从所述热风炉各阀输出的软水管道上设置三通管，所述三通管包含进水管、出水管和支管，软水依次流经进水管和出水管，支管连接排水管，所述排水管上设置有开关阀Ⅲ，从排水管流出的水汇入回水总管；连接所述出水管的软水管道上设置有开关阀Ⅱ。本发明通过增设三个开关阀及与其相连接的管道，使热风炉阀门与高炉设备的冷却水既能连在一起运行，又可以单独运行，不仅保证在检修时热风炉阀门使用冷却水的情况下，高炉还能进行冷却壁的配管，为高炉冷却壁的配管增加了二个多月的时间；而且在高炉冷却壁冲洗时能快速提供冲洗用水；高炉软水系统调试时，热风炉参与或独立于整个软水系统的供水，甚至在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却；
(2)本发明的热风炉冷却供水系统，所述中压供水泵组与净环水冷水池相连，所述净环水冷水池与冷媒水池并排设置；所述回水总管通过炉体高压水排水管与净环水冷水池相连；所述中压供水泵组输出的中压水管分为两个支路，一路与二次加压泵房输出的软水管道连通，另一路通过开关阀Ⅶ连通高炉晚期喷淋用水；本发明增加了中压水的使用率，既能供给热风炉阀门冷却，又能实现高炉晚期喷淋；
(3)本发明的热风炉冷却供水系统的控制方法，包括热风炉烘炉时：首先打开开关阀Ⅰ、开关阀Ⅳ和开关阀Ⅲ，然后关闭开关阀Ⅱ、开关阀Ⅴ和开关阀Ⅶ、开关阀Ⅷ和总开关阀，再启动中压供水泵组，所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，将净环水供给热风炉各阀进行冷却，冷却后的水通过回水总管排入到净环水冷水池的高压水排水管中，最终汇入净环水冷水池，形成一次循环；本发明中热风炉冷却水系统独立于高炉软水系统运行，为高炉冷却壁配管节约时间，另外高炉检修期间也能确保热风炉各阀的冷却；
(4)本发明的热风炉冷却供水系统的控制方法，包括冷却壁冲洗时：首先维持开关阀Ⅰ和开关阀Ⅳ处于打开状态，维持开关阀Ⅴ和开关阀Ⅶ处于关闭状态；然后关闭开关阀Ⅲ和开关阀Ⅸ，再打开开关阀Ⅱ、开关阀Ⅷ和总开关阀；其次打开炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进入端和输出端的各开关阀；然后再打开开关阀Ⅵ；最后启动中压供水泵组；所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，利用净环水进行冷却壁冲洗，同时保证热风炉各阀进行冷却；本发明中利用中压供水泵组提供的净环水冲洗高炉冷却壁，较快速，可大大节约冲洗时间；
(5)本发明的热风炉冷却供水系统的控制方法，包括当高炉投用需要使用软水时，在冷却壁冲洗状态下，打开开关阀Ⅸ补充软水，待软水充满软水管道后，关闭开关阀Ⅰ和开关阀Ⅷ，然后打开开关阀Ⅲ，启动软水供水泵组，使补充的软水经过软水管道循环后从热风炉各阀后面的排水管排出，直至排出的水完全为软水为止，最后关闭开关阀Ⅲ和开关阀Ⅸ，使高炉软水进入密闭循环系统；本发明的软水补水系统补水能力增加，将软水管道的水补满一次，补水时间由原来几天缩短为几个小时；可以在不影响热风炉冷却的情况下置换软水。
(6)本发明的热风炉冷却供水系统的控制方法，所述高炉软水密闭循环系统为软水供水泵组将软水供给炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进行冷却，冷却后的软水管道汇总后进入二次加压泵房，从二次加压泵房输出的软水管道分为两路，一路供给热风炉各阀冷却，另一路供给高炉风口中套冷却，冷却循环后的软水管道汇总后经脱气罐进入蒸发冷却器，从蒸发冷却器输出的软水管道与软水供水泵组相连，完成循环；本发明的热风炉冷却供水系统不影响高炉正常生产时的软水密闭循环系统。
附图说明
图1为热风炉冷却供水系统及控制方法的流程图。
示意图中的标号说明：1、开关阀Ⅰ；2、开关阀Ⅱ；3、开关阀Ⅲ；4、开关阀Ⅳ；5、开关阀Ⅴ；6、开关阀Ⅵ；7、开关阀Ⅶ；8、开关阀Ⅷ；9、开关阀Ⅸ；10、总开关阀。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例的热风炉冷却供水系统，包括若干热风炉阀门、中压供水泵组和二次加压泵房，其特征在于：所述二次加压泵房输出的软水管道上设置开关阀Ⅰ1和连接管，使二次加压泵房输出的软水管道与从中压供水泵组输出的中压水管连通；连通后的软水管道分支进入所述热风炉各阀和高炉风口中套，所述热风炉各阀进水管处设置开关阀Ⅳ4，高炉风口中套进水管处设置开关阀Ⅴ5；从所述热风炉各阀输出的软水管道上设置三通管，所述三通管包含进水管、出水管和支管，软水依次流经进水管和出水管，支管连接排水管，所述排水管上设置有开关阀Ⅲ3，从排水管流出的水汇入回水总管；连接所述出水管的软水管道上设置有开关阀Ⅱ2。
本实施例中开关阀Ⅰ和开关阀Ⅰ的连接管为DN300阀门及DN300管道，开关阀Ⅱ为DN250阀门，开关阀Ⅲ和排水管为DN200阀门及DN200管道。
本实施例通过增设三个开关阀及与其相连接的管道，使热风炉阀门与高炉设备的冷却水既能连在一起运行，又可以单独运行，不仅保证在检修时热风炉阀门使用冷却水的情况下，高炉还能进行冷却壁的配管，为高炉冷却壁的配管增加了二个多月的时间；而且在高炉冷却壁冲洗时能快速提供冲洗用水；高炉软水系统调试时，热风炉参与或独立于整个软水系统的供水，甚至在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却。
实施例2
如图1所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，含有所述开关阀Ⅱ2的软水管道与高炉风口中套输出水管并联后串联，然后分成两路，一路经脱气罐进入蒸发冷却器，另一路软水管道上设置开关阀Ⅷ8，然后输入到二次加压泵房；所述脱气罐与膨胀罐相连，膨胀罐内通入氮气，所述脱气罐和蒸发冷却器之间的软水管道上设置了至少一个开关阀。
本实施例中开关阀Ⅱ为DN250阀门。
本实施例中氮气充入膨胀罐检测软水是否充满软水管道；脱气罐和蒸发冷却器之间回水管道上设置的开关阀用于控制水流的开启与关闭。
实施例3
如图1所示，本实施例与实施例2基本相同，优选地，所述蒸发冷却器输出的软水管道与软水供水泵组相连，所述蒸发冷却器与软水供水泵组之间的软水管道与软水补充管道相连，软水补充管道与软水补充供水池相连；所述软水补充管道上设置开关阀Ⅸ9；所述蒸发冷却器的支管连接冷媒水池，冷媒水池连接有冷媒水供水泵组，冷媒水供水泵组将冷媒水池中的水供入蒸发冷却器中。
本实施例中软水补充供水池提供高炉用软水，冷媒水池供蒸发冷却器冷却。
实施例4
如图1所示，本实施例与实施例3基本相同，优选地，所述软水供水泵组输出的软水管道上设置开关阀Ⅵ6，然后分成三路，其中一路连接炉底水冷管，一路通过直吹管，另一路与供水环管连通后经过高炉冷却壁，每一路的输入端和输出端均设置有开关阀。
本实施例在高炉冷却壁冲洗时能快速提供冲洗用水。
实施例5
如图1所示，本实施例与实施例4基本相同，优选地，所述炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁输出的三路软水管道汇总后增加设置总开关阀10，然后与从开关阀Ⅷ8输出的软水管道汇总进入二次加压泵房。
本实施例中中压供水泵组输出的中压水可进入到热风炉各阀进行冷却，在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却用水。
实施例6
如图1所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，所述中压供水泵组与净环水冷水池相连，所述净环水冷水池与冷媒水池并排设置；所述回水总管通过炉体高压水排水管与净环水冷水池相连；所述中压供水泵组输出的中压水管分为两个支路，一路与二次加压泵房输出的软水管道连通，另一路通过开关阀Ⅶ7连通高炉晚期喷淋用水。
本实施例中增加了中压水的使用率，既能供给热风炉阀门冷却，又能实现高炉晚期喷淋。
实施例7
如图1所示，本实施例与实施例1～实施例6的任一实施例基本相同，优选地，包括以下步骤：
热风炉烘炉时：首先打开开关阀Ⅰ1、开关阀Ⅳ4和开关阀Ⅲ3，然后关闭开关阀Ⅱ2、开关阀Ⅴ5和开关阀Ⅶ7、开关阀Ⅷ8和总开关阀10，再启动中压供水泵组，所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，将净环水供给热风炉各阀进行冷却，冷却后的水通过回水总管排入到净环水冷水池的高压水排水管中，最终汇入净环水冷水池，形成一次循环；
冷却壁冲洗时：首先维持开关阀Ⅰ1和开关阀Ⅳ4处于打开状态，维持开关阀Ⅴ5和开关阀Ⅶ7处于关闭状态；然后关闭开关阀Ⅲ3和开关阀Ⅸ9，再打开开关阀Ⅱ2、开关阀Ⅷ8和总开关阀10；其次打开炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进入端和输出端的各开关阀；然后再打开开关阀Ⅵ6；最后启动中压供水泵组；所述中压供水泵组从净环水冷水池中抽取工业用水，利用净环水进行冷却壁冲洗，同时保证热风炉各阀进行冷却。
本实施例中开关阀Ⅰ和开关阀Ⅰ的连接管为DN300阀门及DN300管道，开关阀Ⅱ为DN250阀门，开关阀Ⅲ和排水管为DN200阀门及DN200管道。
本实施例中通过增设三个开关阀及与其相连接的管道，使热风炉阀门与高炉设备的冷却水既能连在一起运行，又可以单独运行，不仅保证在检修时热风炉阀门使用冷却水的情况下，高炉还能进行冷却壁的配管，为高炉冷却壁的配管增加了二个多月的时间；而且在高炉冷却壁冲洗时能快速提供冲洗用水；高炉软水系统调试时，热风炉参与或独立于整个软水系统的供水，甚至在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却
实施例8
如图1所示，本实施例与实施例7基本相同，优选地，当高炉投用需要使用软水时，在冷却壁冲洗状态下，打开开关阀Ⅸ9补充软水，待软水充满软水管道后，关闭开关阀Ⅰ1和开关阀Ⅷ8，然后打开开关阀Ⅲ3，启动软水供水泵组，使补充的软水经过软水管道循环后从热风炉各阀后面的排水管排出，直至排出的水完全为软水为止，最后关闭开关阀Ⅲ3和开关阀Ⅸ9，使高炉软水进入密闭循环系统。
本实施例中开关阀Ⅰ和开关阀Ⅰ的连接管为DN300阀门及DN300管道，开关阀Ⅱ为DN250阀门，开关阀Ⅲ和排水管为DN200阀门及DN200管道。
本实施例中软水管道的水补满一次，补水时间由原来几天缩短为几个小时；可以在不影响热风炉冷却的情况下置换软水。
实施例9
如图1所示，本实施例与实施例7基本相同，优选地，当高炉检修需要热风炉各阀继续保持冷却时，重复热风炉烘炉时的操作。
本实施例中可保证在高炉休风检修期间不影响热风炉阀门的冷却用水。
实施例10
如图1所示，本实施例与实施例7基本相同，优选地，所述高炉软水密闭循环系统为软水供水泵组将软水供给炉底水冷管、直吹管和高炉冷却壁进行冷却，冷却后的软水管道汇总后进入二次加压泵房，从二次加压泵房输出的软水管道分为两路，一路供给热风炉各阀冷却，另一路供给高炉风口中套冷却，冷却循环后的软水管道汇总后经脱气罐进入蒸发冷却器，从蒸发冷却器输出的软水管道与软水供水泵组相连，完成循环。
本实施例中热风炉冷却供水系统不影响高炉正常生产时的软水密闭循环系统。
实施例11
如图1所示，本实施例与实施例7基本相同，优选地，在某钢厂3#1080m3高炉施工中，热风炉于3月22日烘炉，高炉6月6日调试完毕，6月11日烘炉，6月28日出铁，使用热风炉冷却供水系统及控制方法，为高炉冷却壁的配管增加了二个多月的时间；在高炉软水系统调试时，热风炉参与或独立于整个软水系统的供水，只需切换开关阀Ⅰ、开关阀Ⅱ和开关阀Ⅲ3个阀门即可；利用中压供水泵组快速补水的功能，在高炉管道、设备内的水完全放空的情况下，利用中压供水泵组补水时，热风炉阀门的温度维持在50℃以下。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。