高炉密闭循环冷却水系统设计.pdf

太钢科技·l9·

高炉密闭循环冷却水系统设计

设计院吴敬梅

摘要通过4高炉密闭循环冷却水系统的设计实例，简要介绍了软水密闭循环冷却水
系统在高炉循环冷却中的应用。通过对密闭循环冷却水系统和传统的敞开式循环冷却水系统
进行比较，阐明了密闭循环冷却水系统优于敞开式循环冷却水系统，是节水、节能和冷却效果
好，以及保证高炉使用寿命的国内较先进的循环冷却水系统。

沉积，传热效率高，保证了高炉有效冷却，
概述
延长了高炉寿命。
高炉在冶炼过程中产生大量的热，如3)节能。密闭循环回水不泄压，因此
果不及时将这些热量散掉，高炉的炉衬就节约动能。
会被侵蚀，直接影响高炉的寿命，因此，改
1密闭循环冷却水系统的构成
善高炉冷却效果是延长高炉寿命的重要因
素。高炉密闭循环冷却水系统由高炉水冷
传统的高炉冷却都是利用工业水作为却构件、给水围管、回水集管、膨胀罐、空气
冷却介质。采用敞开式循环冷却水系统。／水或水／水换热器、循环水泵站、给水和回
由于系统蒸发、风吹和排污等原因水量损水管路及补水和加药系统组成。
失较大，不宜使用成本高的优质水作为冷1．1水冷构件
却水。即使循环冷却水技术可以使敞开式高炉的水冷构件有多种，如冷却壁、冷
循环冷却水系统的水垢沉积、腐蚀速度减却箱、风口套、炉底和渣口等。
缓，但这种系统仍不能根除结垢和腐蚀之1．2给水围管和回水集管
患。给水围管位于高炉下部，共有4圈，都
密闭式循环冷却水系统采用优质的软是自循环水系统给水总管来水。冷却壁的
化水或除盐水作为冷却介质，冷却设备为4根冷却水管有相应的给水围管供水。
空气／水或水／水热交换器，这些都是间接回水集管位于高炉上部，有4圈，收集
换热设备。冷却壁4根冷却水管的回水。当膨胀罐位
采用密闭式循环冷却水系统与敞开式于炉顶时，4根集水围管分别与相应的膨
系统相比有以下优点：胀罐相连。
1)节水效果显著。系统除了渗漏以1．3膨胀罐
外，无其它损失，补充水量仅为系统容积的膨胀罐系密闭容器，其下部为循环冷
0．1％。另外，由于补充水量少，所以水处却水，上部空间充有氮气。膨胀罐用于调
理费用也低。外排废水少，对环境污染也节循环水温度变化引起的体积变化。如果
小。循环水因过热而汽化，膨胀罐亦可起汽水
2)冷却强度高。冷却构件表面无水垢分离作用(指置于炉顶的情况)。膨胀罐上

·20·2002年第3期

部充氮气可以维持系统所需的工作压力，1)流量：根据高炉各冷却部件所需冷
同时还可避免氧气进入系统。却水量的统计数字，各冷却元件的水量往
向系统补充水可通过膨胀罐的水位变往按避免水在冷却元件内汽化所要求的流
化进行。当因水损失，膨胀罐内水位下降速与过水断面尺寸确定。例如冷却壁，如
至设定水位时，即向系统内补水。当氮气流速为1．3n4s，注入的水管为~70mrn×
压力超过设定值，即通过安全阀放散。6．3rnm，流量为12．1m3／h，每块冷却壁铸4
当膨胀罐水位下降，氮气容积扩大，从根水管，如有34块冷却壁，流量即为12．1
而压力下降，此时为维持设定之氮压，氮气m／h×4×34=1645m3／h。
自动充入罐内。2)扬程：密闭系统与敞开系统不同，系
1．4换热设备统内冷却水不与大气接触，因此可以保持
常用的有空气／水和水／水热交换器两系统内的压力。当系统静止时，最高一个
种。冷却部件的工作压力如为1×10Pa，其与
空气／水换热设备常用空气冷却器。地面高差为40m，即当膨胀罐设于地面时，
冷却水在翅片管内流动，空气在管外吹过，罐内的氮压力为5×10Pa，此时水泵的前
将冷却水的热量带走。后压力都是5×10Pa。但为了使水在环
水／水换热设备常用板式换热器。为路内循环流动，则需利用水泵给水以流速
向板式换热器供给冷却水，常常另设一冷水头，克服系统全部阻力损失。系统的水
却水系统。因而这种换热设备从耗水、耗头损失SXP是可以估算的。一般系统的
能和占地等几方面来看都有一定的缺点。SXP为2×10～4×10Pa。系统总的水头
但如果在我国南方气温较高的地区，又有损失SXP就是选择水泵扬程的依据。工作
较充实的水资源时，这也是可考虑的方案。水泵一般为两台，备用泵往往为一台，占总
1．5循环水泵水量的50％。另设有柴油机驱动的水泵
密闭式系统的水泵与敞开式系统要求一或两台，作为事故备用水泵。
不同。密闭系统要求水泵密封良好，不漏2．2补充水泵
水，因之应该选用机械密封水泵。另外，水补充水一般由锅炉房软化水直接输送
泵进口处有回水余压和较高的系统工作压注入膨胀罐中，压力略高于膨胀罐压力即
力，所以整个泵壳强度要高。可。此管管径一般设计成~lOOrnm，这是
1．6补水设施与加药设施考虑系统开始运行时充水的需要，用4～
补水设施包括补水箱、补水泵等。要6h就能充满系统。
求补水泵的