加熱爐冷卻能源介質自回收系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種加熱爐冷卻能源介質自回收系統，主要針對現有的加熱爐冷卻系統對冷卻能源介質的利用不充分而設計。本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統，在爐內水梁的出口處連接有第一出口分配聯箱，所述第一出口分配聯箱通過管道組與第二出口分配聯箱相連，所述管道組上設有發電機組，所述第一出口分配聯箱中的汽水混合物輸出至所述管道組，所述管道組中的汽水混合物提供所述發電機組工作所需的能量，所述管道組內的汽水混合物經過所述發電機組輸出至所述第二出口分配聯箱。本發明能夠將飽和水經過爐內水梁汽化生成的汽水混合物通過發電機組轉化為飽和水進行循環使用，發電機組產生的電能能夠用于系統的自身運行。
【專利說明】加熱爐冷卻能源介質自回收系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種加熱爐冷卻能源介質自回收系統。
【背景技術】
[0002]在工業爐窯領域中，用于支撐加熱工件的爐內水梁通常采用水冷卻或汽化冷卻方式進行冷卻，隨著國家提倡節能減排，越來越多的加熱爐水梁采用汽化冷卻方式進行冷卻。加熱爐汽化冷卻系統產生大量蒸汽，對于大型聯合企業，蒸汽能夠被統一回收，而更多的中小民營企業則直接把蒸汽排放至大氣中，造成能源介質的極大浪費。由于加熱爐汽化冷卻系統產生了大量的外送蒸汽，需要連續給加熱爐汽包補充新水，以保證汽化冷卻系統的安全運行。當發生故障，無法給加熱爐汽化冷卻系統補充新水時，汽化冷卻系統將會面臨失水的風險，這將會導致處于高溫環境下的爐內水梁因得不到有效冷卻而被毀壞。
[0003]在工業爐窯領域中，加熱設備的電力供應通常由外網供應。對于大型聯合企業而言，加熱設備的電力供應通常設置為兩路電源，一路為生產電源，一路為保安電源；而對于中小民營企業而言，加熱設備的電力供應通常設置為一路生產電源，不設置保安電源。這在加熱設備的運行過程中存在安全隱患，一旦電力供應因故障停止，加熱爐汽化冷卻系統將停止工作，系統內用于冷卻的水冷介質無法流動，水冷介質將會快速吸熱而汽化，導致溫度及壓力急劇升高，從而毀壞汽化冷卻系統管道及設備，嚴重影響加熱爐的正常生產。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明提供一種加熱爐冷卻能源介質自回收系統，能夠將飽和水由加熱爐的爐內水梁冷卻作用而汽化生成的汽水混合物經過發電機組轉化為飽和水進行循環使用，發電機組產生的電能能夠用于系統的自身運行。
[0005]為達到上述目的，本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統，在爐內水梁的出口處連接有第一出口分配聯箱，所述第一出口分配聯箱通過管道組與第二出口分配聯箱相連，所述管道組上設有發電機組，所述第一出口分配聯箱中的汽水混合物輸入至所述管道組，所述管道組中的汽水混合物提供所述發電機組工作所需的能量，所述管道組內的汽水混合物經過所述發電機組輸入至所述第二出口分配聯箱。
[0006]進一步地，汽包的出水口通過下降管與進口分配聯箱相連，所述進口分配聯箱與所述爐內水梁的進口相連，所述汽包的進水口通過上升管與所述第二出口分配聯箱相連，其中所述下降管上設有循環泵。所述汽包通過供水管與軟水箱相連，所述供水管上設有給水泵。
[0007]具體地，所述發電機組通過電纜與受電柜的輸入端相連，所述受電柜的輸出端分別通過電纜與所述給水泵和所述循環泵相連。
[0008]進一步地，所述汽包的頂部設有蒸汽放散管，所述蒸汽放散管上分別設有手動閘閥和電動閘閥。
[0009]具體地，所述進口分配聯箱與所述爐內水梁通過循環管相連。
[0010]具體地，所述發電機組包括至少兩個發電單元，每個所述發電單元包括一個發電機。
[0011]具體地，所述管道組包括六組管道，其中三組管道上分別設置有所述發電機，另外三組管道上分別設置有電動閘閥。
[0012]特別地，所述發電機組與外接電網相連。
[0013]特別地，所述發電機組為智能低溫低壓發電機組。
[0014]本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統的有益效果為:
[0015]1、本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統設置有軟水箱、汽包、進口分配聯箱、爐內水梁、出口分配聯箱以及發電機組。所述軟水箱與所述汽包通過供水管相連，所述供水管上設有給水泵；所述汽包通過下降管與所述進口分配聯箱相連，所述下降管上設有循環泵；所述進口分配聯箱與所述爐內水梁通過循環管相連；所述出口分配聯箱包括第一出口分配聯箱和第二出口分配聯箱，所述第一出口分配聯箱與所述爐內水梁相連，所述第一出口分配聯箱與所述第二出口分配聯箱之間通過管道組相連，所述第二出口分配聯箱與所述汽包通過上升管道相連。本發明的這種結構設置形式使得整個系統能夠實現冷卻介質的封閉循環，冷卻介質在加熱爐的爐內水梁內流動而吸收爐內水梁的熱量，從而冷卻爐內水梁。
[0016]2、本發明在加熱爐的爐內水梁與汽包之間設置了第一出口分配聯箱和第二出口分配聯箱，在所述第一出口分配聯箱和所述第二出口分配聯箱之間通過管道組相連，所述管道組上設有電動閘閥和發電機組，汽包中的飽和水經由循環泵、下降管道及進口分配聯箱輸入至爐內水梁，飽和水在爐內水梁內吸熱而變成汽水混合物，汽水混合物經由第一出口分配聯箱輸入至管道組，在設有發電機組的管道組中的汽水混合物向所述發電機組提供發電所需的能量后冷卻成飽和水，形成的飽和水再經由第二出口分配聯箱和上升管道輸入至汽包，從而進入下次循環，在首次循環中，初始飽和水在爐內水梁中增加的能量被發電機組吸收，回到初始狀態，沒有因吸熱汽化而導致飽和水減少，從而實現系統在循環過程中的飽和水完全自回收，不會因為汽化冷卻的補充新水停供而毀壞設備。
[0017]3、發電機組吸收管道組中的能量輸出供電負荷，供電負荷經由受電柜輸送至加熱爐冷卻能源介質自回收系統的給水泵和循環泵，用于給水泵和循環泵的運行，富余電量輸送至廠區電網回收，從而實現系統中能量的回收、利用，最終實現能量的自回收，不會因為停電而毀壞設備。
[0018]4、本發明的發電機組包括多個發電單元，當加熱爐滿負荷生產時，三個發電單元同時啟動，滿足加熱爐的爐內水梁冷卻時生產蒸汽的發電要求；當加熱爐因故緊急停爐時，爐內水梁汽化的蒸汽量變小，發電機組根據蒸汽量的變化關停發電機組中的一個或多個發電單元，隨著加熱爐的爐內水梁溫度的逐漸降低，蒸汽產生量也逐漸減少，當加熱爐的爐內水梁產生的蒸汽量不足以維持發電機組的運行時，關閉所有發電單元，此時爐內水梁的溫度已經足夠低，系統中的給水泵及循環泵可以停止運行，不需要在給其供電，從而使整個系統安全可靠。
[0019]5、本發明在第一出口分配聯箱和第二出口分配聯箱之間設置六組管道，其中三組管道分別安裝有智能低溫低壓發電機組，另外三組管道分別安裝有電動閘閥，當智能低溫低壓發電機組停止運行時，根據需要打開全部或部分電動閘閥，確保系統的安全運行。
[0020]6、本發明在汽包上設置有蒸汽放散管,蒸汽放散管上安裝有手動閘閥和電動閘閥，當智能低溫低壓發電機組因故障無法完全吸收管道組中汽水混合物的能量時，導致上升管道中存在蒸汽，此時汽包設置的蒸汽放散管上的電動閘閥自動打開，排放蒸汽，以維持系統的壓力平衡，蒸汽放散管上的手動閘閥作為檢修用閥，正常處于常開狀態。
[0021]7、本發明在汽包上配備了軟水箱及給水泵，正常運行時，給水泵不工作，軟水箱不向汽包補充新水，當由于系統排污或蒸汽放散導致汽包中的水位下降到低位值時，給水泵自動啟動，將軟水箱內的新水補充至汽包，維護系統的安全運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。
[0024]如圖1所示，本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統，包括汽包4，所述汽包4依次連接的進口分配聯箱7、爐內水梁9、第一出口分配聯箱10、發電機組15和第二出口分配聯箱13。
[0025]其中所述汽包4的出水口通過下降管6與所述進口分配裝置7相連，所述下降管6上設有循環泵5 ;所述進口分配聯箱7通過循環管8與所述爐內水梁9相連；所述爐內水梁9通過所述循環管道8與所述第一出口分配聯箱10相連；所述第一出口分配聯箱10通過管道組11與所述第二出口分配聯箱13相連，所述管道組11上設有電動閘閥12和智能低溫低壓發電機組15 ;所述第二出口分配聯箱13通過上升管道14與所述汽包4的進水口相連。各設備之間通過管道相連成為閉合回路，從而使整個系統能夠實現冷卻介質的封閉循環，冷卻介質在加熱爐爐的內水梁9內流動而吸收爐內水梁9的熱量，從而冷卻爐內水梁9,確保爐內水梁9的安全運行。
[0026]本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統的工作原理是:系統中的飽和水由汽包4經循環泵5、下降管道6及進口分配聯箱7送入爐內水梁9，對爐內水梁9進行冷卻降溫，飽和水在爐內水梁9內吸熱而變成汽水混合物，汽水混合物經由第一出口分配聯箱10送入管道組11，所述管道組11中的汽水混合物輸出發電機組15工作所需的能量，從而使所述發電機組15輸出供電負荷，管道組11中的汽水混合物經過發電機組15后輸出能量而冷卻成飽和水，飽和水再經由第二出口分配聯箱13和上升管道14送入汽包4，完成一次冷卻介質的循環利用，同時為系統下一次循環提供足夠的軟水。在首次循環中，初始飽和水在爐內水梁9中增加的能量被發電機組15吸收，回到初始狀態，沒有因吸熱汽化而導致飽和水減少，從而實現汽化冷卻系統循環過程中的飽和水的完全自回收，不會因為汽化冷卻的補充新水停供而毀壞設備。
[0027]本實施例中的所述汽包4還配備了軟水箱I，所述軟水箱I通過供水管2與所述汽包4相連，所述供水管2上設有給水泵3。正常運行時，所述給水泵3不工作，所述軟水箱I不向所述汽包4補充新水，當由于系統排污或蒸汽放散導致所述汽包4內的水位下降到低位值時，所述給水泵3自動啟動，將所述軟水箱I內的新水補充至所述汽包4中，從而維護系統的安全運行。
[0028]本實施例中，所述發電機組15采用智能低溫低壓發電機組，所述智能低溫低壓發電機組包括三個發電單元，分別為發電單元A、B、C。
[0029]所述管道組11可以根據實際生產需求設置管道的組數，本實施例中所述管道組11包括六組管道，其中的三組管道上分別設置所述的發電單元A、B、C，另外三組管道上分別設有電動閘閥12。當智能低溫低壓發電機組15停止運行時，根據需要打開全部或部分電動閘閥12，確保系統的安全運行。
[0030]所述智能低溫低壓發電機組15通過電纜19與受電柜21的輸入端相連，所述受電柜21的輸出端通過電纜22、23分別與所述給水泵3和所述循環泵5相連。所述智能低溫低壓發電機組15還與外接電網20相連接。
[0031]由智能低溫低壓發電機組15輸出的供電負荷經由受電柜21供至所述給水泵3和所述循環泵5，用于所述給水泵3和所述循環泵5的運行，富余電量送至廠區外接電網20回收，從而實現系統中能量的回收、利用，最終實現能量的自回收，不會因為停電而毀壞設備。
[0032]在本實施例中，當加熱爐滿負荷生產時，三個所述的發電單元A、B、C同時啟動，滿足加熱爐的爐內水梁9在冷卻時產生蒸汽的發電要求；當加熱爐因故緊急停爐時，爐內水梁9產生的蒸汽量變小，智能低溫低壓發電機組15根據蒸汽量的變化關停一個或兩個發電單元，隨著爐內水梁9溫度的逐漸降低，蒸汽產生量也逐漸減少，當爐內水梁9產生的蒸汽量不足以維持智能低溫低壓發電機組15的運行時，關閉所有發電單元，此時加熱爐溫度已經足夠低，汽化冷卻系統的給水泵3及循環泵5可以停止運行，不需要在給其供電，使得整個系統安全可靠。
[0033]在本實施例中，所述汽包4的頂部設有蒸汽放散管16，蒸汽放散管16上設有手動閘閥17和電動閘閥18。當智能低溫低壓發電機組15因故障無法完全吸收管道組11中汽水混合物的能量時，導致上升管道14中存在蒸汽，蒸汽放散管16上的電動閘閥18自動打開，排放蒸汽，以維持系統的壓力平衡，蒸汽放散管16上的手動閘閥17作為檢修用閥，正常處于常開狀態。
[0034]本發明加熱爐冷卻能源介質自回收系統，飽和水對加熱爐的爐內水梁9進行冷卻降溫時產生汽水混合物，汽水混合物再經過智能低溫低壓發電機組15時，提供智能低溫低壓發電機組15工作所需的能量，從而被轉化為飽和水進行循環使用，而智能低溫低壓發電機組產生的電能又用于系統的自身運行，在系統正常運行后不再需要提供額外的能源用于系統的運行。本發明能夠充分回收利用加熱爐冷卻能源介質，不僅回收利用效率高，節約能源，同時系統安全可靠。
[0035]以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求所界定的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種加熱爐冷卻能源介質自回收系統，在爐內水梁的出口處連接有第一出口分配聯箱，其特征在于:所述第一出口分配聯箱通過管道組與第二出口分配聯箱相連，所述管道組上設有發電機組，所述第一出口分配聯箱中的汽水混合物輸入至所述管道組，所述管道組中的汽水混合物提供所述發電機組工作所需的能量，所述管道組內的汽水混合物經過所述發電機組輸入至所述第二出口分配聯箱。
2.根據權利要求1所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:汽包的出水口通過下降管與進口分配聯箱相連，所述進口分配聯箱與所述爐內水梁的進口相連，所述汽包的進水口通過上升管與所述第二出口分配聯箱相連，其中所述下降管上設有循環泵。
3.根據權利要求2所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述汽包通過供水管與軟水箱相連，所述供水管上設有給水泵。
4.根據權利要求3所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述發電機組通過電纜與受電柜的輸入端相連，所述受電柜的輸出端分別通過電纜與所述給水泵和所述循環泵相連。
5.根據權利要求2所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述汽包的頂部設有蒸汽放散管，所述蒸汽放散管上分別設有手動閘閥和電動閘閥。
6.根據權利要求2所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述進口分配聯箱與所述爐內水梁通過循環管相連。
7.根據權利要求1所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述發電機組包括至少兩個發電單元，每個所述發電單元包括一個發電機。
8.根據權利要求7所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述管道組包括六組管道，其中三組管道上分別設置有所述發電機，另外三組管道上分別設置有電動閘閥。
9.根據權利要求1所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述發電機組與外接電網相連。
10.根據權利要求1所述的加熱爐冷卻能源介質自回收系統，其特征在于:所述發電機組為智能低溫低壓發電機組。
【文檔編號】F01K25/06GK104359323SQ201410598334
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】嚴云福, 朱理, 鄭晗, 王文霞, 王涵林 申請人:中冶華天工程技術有限公司