一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法；该系统包括汽包本体，以及与汽包本体连接的补水系统、蒸汽出口管路，还包括强制循环系统、自然循环系统；强制循环系统包括通过管道依次连接的强制循环泵、第一换热器，强制循环系统的输入端和输出端与汽包本体连接，构成强制循环回路，汽包本体内的水经过强制循环系统后由高位进入汽包本体内；自然循环系统包括第二换热器，第二换热器与汽包本体之间通过管道连接形成回路。本发明专利技术为前期测试和后期用户维修提供便利，减少了放水量，同时强化了汽化冷却系统中回水的汽水分离效果，增加了整体的汽水分离效果，也通过控制实现流量动态调节，提升整体性能。提升整体性能。提升整体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，尤其涉及一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法。

技术介绍

[0002]钢铁企业的能耗在我国占有接近10％，同时钢铁企业对于余热利用率现阶段仍然与发达国家存在着不少的差距，因此在钢铁生产过程中提升预热回收技术，提高能源利用率是实现钢铁生产高效化、绿色化的重要途径之一；目前，余热锅炉的冷却主要有两种方式，一是开路或循环水直接冷却，二是汽化冷却，与直接水冷相比，汽化冷却系统产生的蒸汽可以并入厂区蒸汽管网，用于发电、动力、采暖等，能源利用率更高。
[0003]余热锅炉汽化冷却系统是将传统的烟道水冷方式改为汽化冷却的方式，在烟道不同的温度段设置不同的换热器，从而能够高效的回收烟气所携带的热量，对于大型的转炉、电炉有着较好的热收集效果。
[0004]在现有的余热锅炉汽化冷却系统使用过程中发现，由于现有余热锅炉汽化冷却系统汽包的回水段设置位置基本位于中部及以下，在停机维修测试的时候，会造成大量的水被放出，造成极大的浪费，同时，在余热锅炉汽化冷却系统工作过程中，由于高水位段会基本接近或者没过回水管路，对于汽水分离并无增强效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供了一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法，提升了回水循环入口高度，避免了维修过程中的回水，解决了现阶段系统在维修过程中会过量放水的情况，且强化了汽水分离，提升了整体的能量利用情况；同时，为了保证汽包本体内部液位稳定，提出了辅助的控制方法，保证了系统稳定运行。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统，包括汽包本体、补水系统和蒸汽出口管路，所述补水系统与所述汽包本体连接，用于给所述汽包本体补水，所述蒸汽出口管路与所述汽包本体连接，该汽化冷却系统还包括强制循环系统、自然循环系统；其中，
[0007]所述强制循环系统包括通过管道依次连接的强制循环泵、第一换热器，所述强制循环系统的输入端和输出端与所述汽包本体连接，构成强制循环回路，所述汽包本体内的水经过所述强制循环系统后由高位进入所述汽包本体内；
[0008]所述自然循环系统包括第二换热器，所述第二换热器与所述汽包本体之间通过管道连接构成自然循环回路。
[0009]进一步地，所述强制循环系统还包括强制循环出口管路、强制循环中间管路、强制循环入口管路，水从所述汽包本体内驱动并依次流经所述强制循环出口管路、强制循环泵、强制循环中间管路、第一换热器、强制循环入口管路，并回流至所述汽包本体；所述强制循环入口管路设置于所述汽包本体的上侧，所述强制循环出口管路与所述汽包本体的下侧连
接。
[0010]进一步地，所述强制循环出口管路和所述强制循环入口管路上分别设置有高压循环出口阀门和高压循环入口阀门。
[0011]进一步地，所述强制循环入口管路和所述蒸汽出口管路分别设置于所述汽包本体的两侧。
[0012]进一步地，所述自然循环系统还包括自然循环出口管路和自然循环入口管路，水从所述汽包本体内依次流经所述自然循环出口管路、第二换热器、自然循环入口管路，并回流至所述汽包本体；所述自然循环出口管路和所述自然循环入口管路与所述汽包本体的下侧连接。
[0013]进一步地，所述自然循环出口管路和所述自然循环入口管路上分别设置有自然循环出口阀门和自然循环入口阀门。
[0014]进一步地，所述汽包本体内还设置有中间隔板。
[0015]进一步地，所述汽包本体内还设置有用于检测液位的高水位液位计和低水位液位计。
[0016]进一步地，所述补水系统包括补水泵，以及与所述汽包本体连接的补水进水管路。
[0017]另一方面，本专利技术还提供了一种带控制高回路强化汽水分离的汽水冷却方法，包括如下步骤：
[0018]S1：由所述补水系统向所述汽包本体补水，保证所述汽包本体内的液位正常；
[0019]S2：打开所述强制循环系统，所述汽包本体中的水由强制循环泵进入第一换热器进行换热后形成的汽水混合物回流至所述汽包本体内，并进行汽水分离，其中，所述强制循环系统的水由所述汽包本体的上侧进入所述汽包本体内；
[0020]S3：打开所述自然循环系统，所述汽包本体中的水进入第二换热器进行换热后形成的汽水混合物回流至所述汽包本体内，并进行汽水分离。
[0021]本专利技术的汽水冷却系统包括与汽包本体形成循环回路的强制循环系统和自然循环系统，强制循环系统通过强制循环泵驱动内部液体循环，将水从汽包本体驱动至第一换热器内进行换热后再由高位进入汽包本体内，进行汽水分离，水流经第一换热器后由汽包本体的上侧进入汽包本体内；自然循环系统是依靠液位差与温度差驱动的内部液体循环，水由汽包本体流至第二换热器进行换热后，温度升高后的水因为温度差被驱动回流至汽包本体内，进行汽水分离。
[0022]本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023]1)本专利技术提供的带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法，通过提高强制循环系统回水接口的位置，强化了汽水分离的效果，更大程度的利用了汽水冷却系统的换热量，提升了汽化冷却系统的工作效率，对于冶金行业的实际应用具有非常积极的意义；
[0024]2)本专利技术提供的带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法，通过高水位回水，可以极大的减少测试调试过程中的放水量，从而缩短了测试调试过程的整体周期，在节约水资源的同时，使得汽化冷却系统的调试与维修更为便捷；
[0025]3)本专利技术提供的带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统及其方法，在强制循环系统和自然循环系统的各管道上设置有阀门，实现了调试、测试、正常工作过程中的流量
动态调节，在保证系统安装性的同时，也能提升汽化冷却系统在工作过程中各设备之间的匹配度，保证了各换热器的换热量，提升了整体的工作效率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统的结构示意图。
[0027]1‑
汽包本体；2
‑
自然循环出口管路；3
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自然循环入口管路；4
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补水进水管路；5
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补水来源管路；6
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强制循环出口管路；7
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强制循环中间管路；8
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强制循环入口管路；9
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蒸汽出口管路；10
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高水位液位计；11
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低水位液位计；12
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第一换热器；13
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第二换热器；14
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强制循环泵；15
‑
；16
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高压循环出口阀门；17
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高压循环入口阀门；18
‑
自然循环出口阀门；19
‑
自然循环入口阀门；20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带控制高回路强化汽水分离的汽化冷却系统，包括汽包本体、补水系统和蒸汽出口管路，所述补水系统与所述汽包本体连接，用于给所述汽包本体补水，所述蒸汽出口管路与所述汽包本体连接，其特征在于，该汽化冷却系统还包括强制循环系统、自然循环系统；其中，所述强制循环系统包括通过管道依次连接的强制循环泵、第一换热器，所述强制循环系统的输入端和输出端与所述汽包本体连接，构成强制循环回路，所述汽包本体内的水经过所述强制循环系统后由高位进入所述汽包本体内；所述自然循环系统包括第二换热器，所述第二换热器与所述汽包本体之间通过管道连接构成自然循环回路。2.根据权利要求1所述的带控制高回路强化汽水分离的汽水冷却系统，其特征在于，所述强制循环系统还包括强制循环出口管路、强制循环中间管路、强制循环入口管路，水从所述汽包本体内驱动并依次流经所述强制循环出口管路、强制循环泵、强制循环中间管路、第一换热器、强制循环入口管路，并回流至所述汽包本体；所述强制循环入口管路设置于所述汽包本体的上侧，所述强制循环出口管路与所述汽包本体的下侧连接。3.根据权利要求2所述的带控制高回路强化汽水分离的汽水冷却系统，其特征在于，所述强制循环出口管路和所述强制循环入口管路上分别设置有高压循环出口阀门和高压循环入口阀门。4.根据权利要求2所述的带控制高回路强化汽水分离的汽水冷却系统，其特征在于，所述强制循环入口管路和所述蒸汽出口管路分别设置于所述汽包本体的两侧。5.根据权利要求1所述的带控制高回路强化汽水分离的汽水冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉麒，代黎，孙薇，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：