加热炉汽化冷却系统简介
步进式加热炉汽化冷却系统设计说明-设计院
首钢迁钢2#热轧工程步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明1、汽化冷却系统的设计概述1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。
对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。
系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。
1.2循环系统的主要设备如下：——炉底水梁及立柱——汽包——循环水泵（共3台）——旋转接头组给水供应系统主要设备如下：——电动给水泵——除氧器1——除盐水箱——电动除盐水泵——柴油机给水泵——加药装置加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。
活动梁：4根；固定梁：4根；每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段；另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为：活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#；固定梁（串联结构）：1#、8#；固定梁（串并联结构）：3#、6#。
2每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。
1.3主要运行参数汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g）工作温度：对应压力下的饱和温度蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时）对应给水量： 14.3 m3/h蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时）对应给水量： 17.6 m3/h蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时）对应给水量： 27.5m3/h给水温度： 102~104℃系统总循环水量： 700—600 m3/h3以上参数参见X5212R1以及X5212ZK5。
2、汽化冷却系统的工作原理2.1.循环冷却回路内部冷却回路是指如下的回路：在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包中心线以上100mm；由于本工程汽化冷却产汽送入厂区蒸汽管网，因此汽包运行压力根据管网压力确定，目前汽包工作压力确定为1.0—1.1MPa(g)。
冷却水通过汽包下降管、循环水泵、冷却水管总管，分配联箱，进入加热炉支撑水梁。
210978714_加热炉汽化冷却与蒸汽发电技术综合应用
M etallurgical smelting冶金冶炼加热炉汽化冷却与蒸汽发电技术综合应用王称芳，付彦超摘要：加热炉汽化冷却技术的发展为蒸汽发电技术的应用提供了良好的能源，进而能有效地提高加热炉应用能源的质量和效率，降低能源消耗，促进我国工业应用技术发展进步。
因此本文主要就加热炉汽化冷却技术的应用优势和现阶段常见的蒸汽发电技术在加热炉中的综合应用进行介绍，进而提出一定的应用建议促进汽化冷却技术和蒸汽发电技术更好的应用在我国的工业发展中，促进我国相关企业顺应节能减排工作的要求，实现其提高经济效益和社会效益的目标。
关键词：加热炉；汽化冷却；蒸汽发电加热炉汽化冷却技术是我国近年来钢铁企业广泛应用的冷却技术之一，既能够满足钢铁企业在实际生产制造过程中对加热炉进行冷却的要求，又能够节约大量的水资源以及回收余热得到蒸汽等优点。
我国国家工业信息化部以及水利部门要求于2017年之前应用此技术全面替代传统的轧钢加热炉炉底梁的水冷技术。
但是由于汽化冷却技术中产生的蒸汽是低饱和蒸汽，其特点就是品质较低、输送距离有限以及冷凝水损失过大，所以在传统技术中对蒸汽利用的质量和效率极为有限，甚至大部分钢铁企业因为没有方法合理使用选择控制排放，造成了环境污染的同时也损失了大量的能源，因此如何利用这些低品质的蒸汽，是各钢铁企业需要重点关注的问题。
1 汽化冷却系统以及发电机组的构成1.1 汽化冷却系统组成汽化冷却系统内部主要是由除氧给水系统、水循环系统、蒸汽系统、排污系统以及配套的软水系统、加药系统以及冷却水系统组成。
不同的系统在汽化冷却系统内部发挥不同的作用。
除氧给水系统组主要包括除氧器、强制循环水泵设备。
通常情况下，强制循环水泵往往有多个，并且采用不同的能源驱动方式。
这样设计主要是为了避免在强制循环水泵在实际运行的过程中出现故障而另一台强制循环水泵不能自动投入运行。
采用不同的能源供应可以在出现紧急停电或者是循环水泵出水母管压力过低时能够使用柴油水泵，确保汽水冷却系统的循环动力充足。
加热炉汽化冷却系统概述
第一章加热炉汽化冷却系统概述1.1加热炉（尤其蓄热式）一应用概况加热炉是轧钢生产中不可缺少的设备之一，它在很大程度上影响着产品的质量和技术经济指标⑴。
钢铁企业轧钢领域蓄热式换热技术的应用，可从以下几个方面来分：从炉型上分：有推钢式加热炉；步进梁式加热炉；车底式炉；均热炉；罩式炉；带材连续式热处理炉及冶炼连铸领域的烘烤设备。
从匹配的轧机分：棒材、高速线材、中厚板、热带、H型钢、及型钢等加热炉。
其中以步进梁炉为主。
从加热的钢种分，普碳、低和金和特殊钢加热炉。
（暂无加热硅钢坯的业绩）从加热钢坯规格分：方坯最长达16m断面最大为300X400mm板坯最长达15.6m；板坯厚：250mm~300mm在轧钢生产中加热炉必须满足几方面的要求：生产率高、加热质量好、燃耗低、劳动条件好、寿命长。
为了达到这几方面的要求，必须很好的掌握加热炉的结构、原理和设计方法，以便选好、用好、改造好和设计好所需的加热炉。
采用这项技术的企业主要还是集中在地方中小型和民营钢铁企业，并且大部分都是烧纯高炉煤气的蓄热式加热炉，因此这些企业加热钢坯的燃烧成本低，钢铁产品的价格竞争性强，利润率高。
其中代表性的烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉有：一是唐山国丰的1450m连铸连轧工程，加热的板坯长15.6m,小时产量达290t的步进梁式加热炉，采用的也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式加热炉，该座炉子已经顺利投产。
加热质量、产量、热耗都达到预想的效果。
唐钢连铸连轧，板坯长15m 产量250t/h,也是烧高炉煤气的蓄热式步进梁式炉，也成果显著[2]。
1.2加热炉的组成结构及热工控制1.2.1加热炉的结构一般加热炉由以下几部分组成：炉膛、燃料系统、供风系统、排烟系统、冷却系统、余热利用装置等。
按钢料在炉内的运动方式分类：推钢式炉、步进式炉、辗底式炉等等。
按空气和煤气的预热方式分类：不预热式炉、换热式炉、蓄热式炉。
蓄热式燃烧系统由蓄热室、煤气燃烧室、换向系统、供风系统、煤气系统、排烟系统等组成，主要由蓄热式烧嘴和换向系统组成。
步进式加热炉汽化冷却系统设计说明-设计院
首钢迁钢2#热轧工程步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明1、汽化冷却系统的设计概述1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。
对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。
系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。
1.2循环系统的主要设备如下：——炉底水梁及立柱——汽包——循环水泵（共3台）——旋转接头组给水供应系统主要设备如下：——电动给水泵——除氧器——除盐水箱——电动除盐水泵——柴油机给水泵——加药装置加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。
活动梁：4根；固定梁：4根；每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段；另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为：活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#；固定梁（串联结构）：1#、8#；固定梁（串并联结构）：3#、6#。
每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。
1.3主要运行参数汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g）工作温度：对应压力下的饱和温度蒸发量：13.0t/h（保温完好，10%排污率时）对应给水量：14.3 m3/h蒸发量：16t/h（10%保温脱落，10%排污率时）对应给水量：17.6 m3/h蒸发量：25t/h（40%保温脱落，10%排污率时）对应给水量：27.5m3/h给水温度：102~104℃系统总循环水量：700—600 m3/h以上参数参见X5212R1以及X5212ZK5。
2、汽化冷却系统的工作原理2.1.循环冷却回路内部冷却回路是指如下的回路：在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包中心线以上100mm；由于本工程汽化冷却产汽送入厂区蒸汽管网，因此汽包运行压力根据管网压力确定，目前汽包工作压力确定为1.0—1.1MPa(g)。
冷却水通过汽包下降管、循环水泵、冷却水管总管，分配联箱，进入加热炉支撑水梁。
加热炉汽化冷却的原理
加热炉汽化冷却的原理引言：加热炉汽化冷却是一种常用的加热方式，通过将加热炉内的液体物质加热至汽化温度，然后利用汽化冷却的原理将其冷却，实现物质的加热和冷却效果。
本文将详细介绍加热炉汽化冷却的原理及其应用。
一、加热炉的工作原理加热炉是一种用于加热物质的设备，其工作原理是通过加热源提供热量，使加热炉内的物质温度升高。
一般来说，加热源可以是燃烧器、电加热器等，加热炉内的物质可以是液体、气体或固体。
二、汽化冷却的原理汽化冷却是一种利用物质的汽化过程带走热量的方法，实现物质的冷却。
当物质的温度达到汽化温度时，物质开始发生相变，由液态变为气态。
在相变过程中，物质吸收了大量的热量，使其温度降低。
三、加热炉汽化冷却的原理加热炉汽化冷却是将加热炉内的液体物质加热至汽化温度，然后利用汽化冷却的原理将其冷却。
具体而言，加热炉内的液体物质通过加热源的作用逐渐升温，当温度达到物质的汽化温度时，物质发生汽化，从液态转变为气态。
在汽化过程中，物质吸收了大量的热量，使其温度降低。
同时，由于气态物质的热容较小，其温度下降速度更加快速。
因此，通过加热炉汽化冷却的方法，可以将加热炉内的液体物质快速降温，实现物质的冷却效果。
四、加热炉汽化冷却的应用加热炉汽化冷却广泛应用于工业生产中的物质加热和冷却过程。
例如，在石油化工行业中，加热炉汽化冷却可用于将液态原油加热至汽化温度，然后通过冷凝器将其冷却，实现油品的提炼和分离。
加热炉汽化冷却还可以应用于金属加工、食品加工等领域。
例如，在金属加工过程中，加热炉汽化冷却可用于将金属材料加热至汽化温度，然后通过冷却装置将其迅速冷却，实现金属的淬火效果。
在食品加工过程中，加热炉汽化冷却可用于将食品液体加热至汽化温度，然后通过冷却设备将其冷却，实现食品的灭菌和保鲜效果。
五、总结加热炉汽化冷却是一种常用的加热和冷却方法，通过将加热炉内的液体物质加热至汽化温度，然后利用汽化冷却的原理将其冷却。
加热炉汽化冷却在工业生产中具有广泛的应用，可用于物质的提炼、分离、淬火、灭菌和保鲜等过程中。
加热炉汽化冷却系统简介
柴油机循环水泵
当全厂事故停电时，炉内 钢坯与炉墙的蓄热量很大， 支撑梁和立柱仍需要冷却， 因此，加热炉的汽化冷却 系统设有柴油机带动的循 环水泵，可以在停电的10 秒钟内自动启动，保证水 循环正常运行从而使炉子 的支撑梁及其立柱不被烧 坏。
给水泵
给水系统设置2台电动给水泵， 1台蒸汽泵。正常生产时， 1台 运行， 2台备用。水泵采用中低 压锅炉上广泛采用的DG型工业
软水箱
基本参数
数量：
1台
软水箱容积： V=20 m3
给水路径
1、正常运行时，通过自动调节阀给 水，阀坏时走旁通；
2、紧急情况下直接将软水或净环水 加入。
软水泵
软水泵的作用是将水箱内的软 水送到除氧器进行除氧
本汽化站设置2台电动软泵，1 台柴油软水泵。其中1台运行， 2台备用。 柴油泵是在紧急情 况下，将软水不经过除氧直接 加入到汽包内。
基本参数
数量
1台
出力
15 t/h
工作压力
0.02 MPa
除氧水箱
软水经过除氧装置除氧后，进入除氧水 箱，再由给水泵升压经给水调节阀送入汽 包。给水泵共3台，1台运行2台备用，其 中一台备用蒸汽泵是在停电的情况下紧急 启动，向汽包内供水。
基本参数 数量 1个 体积 10M3
循环水泵
汽包下降管接至循环水泵的进水 联箱，供给3台循环水泵。其中2 台循环水泵是电机驱动，另1台是 柴油机驱动。柴油机循环水泵作 为停电、事故备用泵。
加热炉汽化冷却系统简介
----主要部件的作用及工作原理
汽化冷却系统原理图
汽化冷却系统冷却回路原理简介
内部冷却回路是指如下的回路: 在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包中心线以上250mm，汽包工作压
轧钢加热炉汽化冷却系统简介
轧钢加热炉汽化冷却简介加热炉水平梁和立柱的冷却方式均采用汽化冷却，强制循环。
通过利用饱和温度的水，对冷却构件进行强制循环冷却，保证炉底支承构件能承受强热负荷，维持高机械强度，确保炉底支承构件安全可靠。
采用汽化冷却可改善钢坯产生的“黑印”现象。
同时，产生的蒸汽并入全厂蒸汽管网综合利用。
为防止冷却构件产生结垢和冷却不均现象，冷却水经过软化处理、热力除氧，水质好，温度稳定，从而确保冷却构件的运行安全可靠，延长使用寿命。
汽化冷却系统包括水平梁（固定梁、活动梁）及立柱构件、汽水强制循环设备、水处理设备、蒸汽及排汽设备、排污装置、系统加药设备、取样装置等组成。
厂区自来水直接与软水器连接，经过软水器处理后，去除水质硬度组成成份的钙、镁离子，从而获得水质软化的目的，软水贮存在软水箱。
软水箱安装有二台软水泵、一用一备，用于将软水送入除氧器除氧。
除氧器将软水加热至沸点，使氧的溶解度减小而逸出，再将水面上产生的氧气排除，使充满蒸汽，如此使水中氧气不断逸出，而保证给水含氧量降低，防止和减少管道设备腐蚀。
软化并除氧后由给水泵提升加入汽包，补充汽包产生蒸汽消耗的软水。
给水泵三台、一用二备，其中一台给水泵由蒸汽驱动，在停电故障时保证汽包内软水水位。
加热炉内固定和活动水梁及其立柱的冷却，由汽包下降管连通循环泵加压软水通入冷却，返回的高温软水呈过饱和状态，在汽包内分离出蒸汽，软水则继续参与强制循环。
循环水泵三台、一用二备，其中一台循环泵由柴油机驱动，在电力系统发生供电故障时，维持汽化冷却系统的循环，以保证冷却构件的安全。
汽化冷却系统中给水泵、循环水泵、取样冷却器需接净循环水冷却。
梁和立柱为管式结构，由厚壁无缝钢管加工焊接而成，材质为20g锅炉钢，可以承受较高的压力。
梁上固定有数十个耐热钢“压块”撑托钢坯，厚壁无缝钢管外侧包裹多层耐热材料，如下图：2。
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０ 引言
加热炉水梁的冷却方式直接影响钢坯的加热效 果和水梁的使用寿命，从而影响钢坯的加热质量和生 产效率。因此选择合适的水梁冷却方式十分重要。莱钢 宽厚板加热炉采用了汽化冷却系统。系统产生的饱和 蒸汽送入蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。该系 统运行稳定、冷却效果好、能回收余热，达到了充分利 用能源的目的。
ＨＭＩ 及 ＰＬＣ 控制系统
加热炉汽化冷却系统
王 跃 军 ，董 京 帅 ，李 洪 哲 （山东莱芜钢铁集团自动化部，山东 莱芜 ２７１１０４）
摘 要 ：从汽化原理、自动控制原理方面等介绍了自动控制在加热炉汽化系统中的应用。 关键词：汽化冷却；控制阀；循环泵；流量
Heating Furnace Evaporated Cooling System
给水泵房中设有一套磷酸盐加药装置，磷酸盐药 液通过加药泵加到给水中。
３．５ 蒸汽送出
通过蒸汽送出管，加热炉汽化冷却系统产生的饱 和蒸汽进入蒸汽管网。蒸汽送出管上装有流量测量装 置，可在操作台上显示蒸汽产量。当蒸汽流量超过最大 允许蒸汽产量时，炉底的保温即需要更新。汽包的压力 通过蒸汽送出管上的控制阀控制。在蒸汽送出管的末 端装有止回阀以防止蒸汽从管网倒流回汽包。
在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包２ ／ ３ 以上， 汽包压力保持在设定值以上， 水温为饱和温度—１ ９ ４ ℃。
内部循环冷却回路如图１ 所示。冷却水通过循环泵 吸入管、循环水泵、冷却水总管， 进入加热炉支撑梁的 冷却水进水联箱。活动梁的活动进水联箱通过旋转接 头组与活动梁进水固定联箱相连。冷却水从进水联箱
３ ６ ｗｗｗ．ａｕｔｏ－ａｐｐｌｙ．ｃｏｍ 自动化应用
汽化冷却介绍
汽化冷却介绍一、简单原理（一）什么是汽化冷却把加热炉炉底水管敞开式的水冷却系统改装成封闭系统。
炉底水管吸收了加热炉的热量后被封闭系统中不断流动的热水带走。
这样，系统中带有一定压力的热水吸收并带走了炉膛内炉底水管的热量。
在流动过程中热水冷却了处于1200多度高温中的炉底水管并使自身转变成汽水混合物。
系统产生的蒸汽可供外部用户使用，并不断向系统中补充消耗掉的水。
周而复始，这样一个过程和系统即称为汽化冷却（系统）。
（二）原理汽化冷却和余热锅炉的原理都很简单：就是将带有大量热量余（废）气（如高温烟气）、高温产品的余热（如焦炭、高温钢锭、待冷却的高温钢坯等）、冷却介质余热（如冷却水等）、化学反应后产生的余热等等引向一个吸热装置，使烟气等带有的热量被吸热装置中的水吸收，使水变成蒸汽或热水供用户使用。
二、特点及循环方式（一）特点采用汽化冷却来代替水冷却，除了可以充分利用余热回收大量热量外，还有如下优点1. 节省大量冷却水（约30倍）；2. 改善了钢锭的加热质量（减少“黑印”）；3. 提高了炉底水管的使用寿命；4. 节约用电；5. 产生的蒸汽能得到充分利用。
投资约4个月即可回收；6. 回收蒸汽节约能源。
（二）循环方式汽化冷却和余热锅炉的水循环方式均有强制循环和自然循环两种。
1. 强制循环是借用外力（如水泵、引射）来推动系统中的水，使之流动产生循环。
设计强制循环系统的关键之处是由于各循环回路阻力不同。
使各回路的循环水量会因阻力的大小而产生差异。
有时会造成流量很小发生事故。
一般采取的办法是在各循环回路的进口安装不同孔径的节流圈来控制阻力小的回路不能有过大流量。
但是由于以下原因目前较少采用强制循环。
①管路较复杂、设备较多限制了气压的提高，维护成本相应增加；②一次性投资大，经常运行成本较高；③循环泵耗电，一旦电力故障，将引起循环破坏影响正常生产。
2. 自然循环即不借助外力，而是依靠循环系统本身上升管中的汽水混合物与下降管中水之间的比重差及汽包下降管入口之间距离的乘积这一较小的循环动力进行循环流动。
气化冷却系统
d电源频率是否正常
e主电源是否连接于端子RST（复位）上
f检查全部连线
g复位，施加停止信号和切断端子12和13（220V电源）的电压
h软启动器是否过热？如果过热即使在复位后故障依然存在
i外部故障输入是否开路？如使用热过载保护继电器应检查是否脱扣
j如果故障发生在启动信号发出后60~70秒软启动器试图升压但未成功，则检查所有的接线（复位，施加停止信号或切断端子12和13（220V电源）的电压）
二、主要设备及技术参数
序号
设备名称
规格、参数
数量
安装点
1
框架式断路器
MT12 N13P D/0MIC5.0 MCH/XF/MX-(AC220V) MN(AC220V)
2
进线柜
2
软启动器
HPS2DN370-B-2-2-2-0
启动柜
3
补水泵
现场
4
电动阀
现场
参数描述
框架式断路器
进线电源：交流400V
控制电源：220的
控制电源：交流220V±15% 50HZ 0.15A
适用电机：鼠笼式三相异步电动机
启动频率：每小时不超过12次
持续工作电流/A: 115%Ie
一、维检技术要求
1.主要设备使用、维护周期
软启动器：
每天用激光测温仪测量软启动器的温度
每半个月用清洁干燥毛刷刷去尘土
每半个月用电吹风或电炉烘烤
2.日常的点检与维护作业标准
不得将软启动器主回路的输入与出端子接反，否则将导致软启动器非预期动作，可能损坏软启动器和电机
④旁路相序
使用旁路接触器是，启动回路相序应与旁路回路相序一致，否则旁路切换时将发生相间短路，使空气断路器跳闸甚至损坏设备
专家讲堂汽化冷却技术
长材部李双来
一、汽化冷却技术应用现状 二、加热炉汽化冷却系统工作原理 三、汽化冷却系统事故实例、原因分析
、解决措施及改进后运行效果 四、汽化系统需要关注的几个要点
一、汽化冷却技术应用现状
加热炉汽化冷却技术是一项成熟技术， 并被广泛应用到各种类型轧钢加热炉和其 他领域，但是由于很多地方企业没有熟练 掌握汽化冷却技术的专业技术人员，无论 从设计、施工、运行完全听从于设计方和 施工方的意见，这样就往往将设计及施工 缺陷的隐患带到了运行阶段。
下水口
下水口
下降 管
汽包
下降 管
汽包
改进前
改进后
汽化事故实例、原因分析、解决措施、改善效果
改进后运行效果：改进后彻底消除了隐 患，开炉生产平稳运行，已经连续生产运 行三年多，效果十分理想。 实例二 某车间配有一座推钢式汽化冷却加热炉 ，从建成投产后间隔1～3个月就连续发生 了三次炉内纵水管开裂停产事故。
汽化事故实例、原因分析、解决措施、改善效果
以上仅仅列举了三个实例，其实还有很 多企业也发生过类似事故，甚至有些企业 汽化冷却系统隐患至今尚未得到根治，仍 处于不间断停产检修、生产、再停产检修 的恶性循环状态。这充分说明，无论是设 计部门、施工单位还是生产企业，在汽化 设计、施工阶段，设计把关和施工把关方 面均存在一定的致命漏洞，只要这些漏洞 存在，汽化事故就会在不同的地方、不同 的企业不断地发生。
汽化事故实例、原因分析、解决措施、改善效果
提出以下解决措施： 1) 更换循环泵，加大额定流量，由 300m³ /h变为400m³ /h，计算管内额定平均 流速≥1.7 m/s，处于安全流速范围。 2) 如下图所示，重新调整汽包内下降 管进水口，加大断面，使其流通面积大于 下降管流通面积。
蓄热式加热炉汽化冷却系统研究与维护_吴斌
（1）改造阀门密封。为了防止一次阀门失效故障，对汽包的一 次阀门橡胶密封垫更换为金属缠绕垫片；定期对阀门和密封垫进 行检查、更换。系统循环启动初期，对阀门螺栓全面进行紧固，加强 巡检力度。
收稿日期：2011- 08- 17 作者简介：吴斌（1976—），男，山东莱芜人，工程师，从事特种设备 安全检验与管理工作。
0 引言
蓄热式加热炉汽化冷却是在一般工业冷却的基础上发展起来 的，具有节水率高、产生可利用的蒸汽、延长炉内水管使用寿命、提 高轧材质量等多种优点。汽化冷却系统按水循环动力的不同，可分 为自然循环和强制循环。自然循环汽化冷却系统多用于连续轧钢 加热炉上。在实际生产过程中，冷却系统的可靠运行直接影响着加 热炉工序乃至整条生产线，加强对汽化冷却系统的研究是十分必 要的。
4 结语
在加热炉上采用汽化冷却系统，与传统的水冷却系统相比有 诸多优点，但是汽化冷却系统作为压力容器系统，在日常的维护、 保养方面需要加强技术研究，规范操作，强化设备维护的基础管 理，以保证系统的可靠运行。
［参考文献］ ［1］ 鞍钢集团设计研究院热力室. 汽化冷却装置循环系统立体图，2007 ［2］ 韩增余. 加热炉汽化冷却水管开裂的原因及改进措施. 江苏冶金，
加热炉气化冷却及烟气余热的利用浅析
加热炉气化冷却及烟气余热的利用浅析引言进入21 世纪，钢铁产品需求量趋于过剩，钢铁企业的核心竞争力是提高产品质量和降低生产成本，故采取节能降耗措施以及废气再利用是钢铁行业降低成本、增强产品市场竞争力的重要途径。
轧钢加热炉是钢铁行业的能源消耗大户，因此，轧钢加热炉已成为我国节能的重要前沿阵地。
怎样提高轧钢炉窑的效率和加强加热炉的余热利用是节能减排的重要举措。
一、加热炉汽化冷却装置1、概述加热炉炉底有固定梁、活动梁及支持梁，它们是钢料滑行的滑道，为保持其强度，防止高温变形和断烧，除外部进行绝热保护外，还必须进行有效的冷却。
冷却的方式通常是将加热炉冷却构件做成管状或矩形空心梁，管内通入水进行冷却。
根据通入的水的温度，冷却系统分水冷却系统和汽化冷却系统。
由于汽化冷却系统相比水冷却系统有着绝对的优势，目前我国钢铁企业加热炉均采用汽化冷却系统。
2、汽化冷却系统流程汽化冷却系统主要由软水系统、除氧给水系统、循环回路系统、蒸汽系统、排汽系统和排污系统等六部分组成。
除氧给水系统是连接除氧器、给水泵及汽包三个设备的工作系统，其工作原理是软水由软水系统送入除氧器除氧，变为除氧水后由除氧水箱供出，经给水泵加压后进入汽包。
电动给水泵共 2 台，1 台运行，1台备用。
另设1 台柴油机带动的给水泵，用于断电时向汽包供水，以保证加热炉内部各种支撑梁的安全。
二、烟气余热钢铁工业是我国重点高耗能行业之一，也是“高碳能源” 的消耗大户，其在消耗能源推动物料转变的同时会产生大量的余热余能，国内多数钢铁企业的余热资源回收率只有30% ～50%。
我国钢企生产1t 钢材产生的余热余能资源量约为8 ～9GJ，余热资源占企业总用能的37%，其中产品显热占39% ﹑废烟气显热占37% ﹑冷却水显热占15%﹑炉渣显热占9%。
对某个钢铁公司的轧钢加热炉进行过测试，其排烟温度在359. 8℃左右，热效率不到50%，比我国电厂现阶段锅炉所能达到的热效率水平低得多。
浅谈加热炉汽化冷却系统相关知识与改进卢啸风
浅谈加热炉汽化冷却系统相关知识与改进卢啸风发布时间：2022-01-17T02:30:46.567Z 来源：《基层建设》2021年第29期作者：卢啸风[导读] 加热炉是轧钢生产条线的源头工序，只有确保加热炉工序的正常运行才能保证生产线的钢坯供给，加热炉系统中最重要的是步进梁的冷却系统，一旦该系统无法正常的运行，会造成步进梁在高温环境温度急剧上升江阴兴澄特种钢铁有限公司江苏江阴 214400摘要：加热炉是轧钢生产条线的源头工序，只有确保加热炉工序的正常运行才能保证生产线的钢坯供给，加热炉系统中最重要的是步进梁的冷却系统，一旦该系统无法正常的运行，会造成步进梁在高温环境温度急剧上升，造成严重的设备故障。
本文主要讲述加热炉步进梁汽化冷却系统相关的知识，同时也分享了本人作为热能工程师在维护过程中的一些创新与改进，请同行多多交流与指导。
关键词：加热炉、步进梁、汽化冷却系统1汽化冷却系统知识加热炉汽化冷却系统是一个贯穿着加热炉系统的大回路，通过循环泵输出作为动力，冷却水进入到加热炉的冷却水联箱，通过旋转接头组进入到加热炉活动梁的活动进水联箱。
进水联箱与回水联箱之间形成的回路通过并联方式进行连接工作。
冷却水通过回水联箱进入到回水箱，通过回水总管返回到汽包。
由于在高温环境下，冷却水部分发生了汽化，所以此冷却系统称为汽化冷却系统。
汽化冷却系统中还有很多小细节需要处理，比如汽化冷却系统对水质要求较高，需要除去水中的钙离子与镁离子，学习过化学的都知道，这些正价离子很容易与酸性负离子产生微溶于水或者难溶于水的物质，这些物质会使得管路堵塞，使得设备得不到充足的冷却造成事故发生，所以汽化冷却水需要使用软水。
其次汽化冷却水中富含氧后，会加速对水梁的腐蚀，所以需要对冷却水进行除氧。
从整个冷却水回路可以看出，所有的动力源在于循环泵，所以循环泵是确保汽化冷却系统正常运行的重点，特别是当水泵发生故障时，不及时进行备用泵的启动，很容易造成冷却中断造成水梁温度的急剧升高，为了防止万一，循环泵一般都是使用四台，正常使用过程中只需要一台泵开启，另外一台是当循环泵发生故障后进行使用，另外两套没有使用电动机作为动力源，使用了柴油机作为电网发生故障时的应急使用。
加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽过热节能的改造实践
加热炉汽化冷却系统饱和蒸汽过热节
能的改造实践
加热炉汽化冷却系统是利用水在相变过程中吸收的大量潜热来冷却加热炉炉壁的。
在汽化冷却系统运行过程中，饱和蒸汽的热量未被充分利用就被排放到大气中，造成了能源的浪费。
为了提高能源利用率，可以对加热炉汽化冷却系统进行饱和蒸汽过热节能改造。
改造的具体措施如下：
1. 在汽化冷却系统中增设过热器，利用烟气的余热将饱和蒸汽加热到过热状态。
2. 优化过热器的设计，提高换热效率，减少热能损失。
3. 对系统进行自动控制改造，根据蒸汽的压力和温度自动调节过热器的进口蒸汽流量，保证过热蒸汽的参数稳定。
4. 对原有设备进行节能改造，如更换高效的水泵、风机等，降低系统的能耗。
通过以上改造措施，可以有效地提高加热炉汽化冷却系统的能源利用率，减少蒸汽的排放损失，达到节能的目的。
同时，过热蒸汽还可以用于发电、供热等领域，进一步提高了能源的综合利用率。
需要注意的是，在进行改造时需要充分考虑系统的安全性和可靠性，确保改造后的系统能够稳定运行。
同时，还需要对改造后的系统进行定期维护和检修，保证系统的长期稳定运行。
加热炉汽化冷却技术的应用
收稿日期:2001204210 修回日期:2001206221 文章编号:100126988(2001)0320019203加热炉汽化冷却技术的应用贾守忠, 曲 毅(鞍钢设计研究院热力科,辽宁鞍山114021) 摘 要:介绍了加热炉汽化冷却技术及其应用。
关键词:加热炉;汽化冷却;经济效益 中图分类号:T K224.2+1 文献标识码:BSteam 2Cooling of H eating Furnace and Its ApplicationJia Shou 2zhong ,Qu Y i(Therm al Energy &Power Depart ment ,A IS C Design &Research Instit ute ,A nshan 114021,Chi na ) Abstract :The article introduces steam 2cooling technology application of heating furnace. K ey w ords :heating furnace ;steam 2cooling ;economic benefit1 前言 加热炉汽化冷却具有节省工业用水、节电、回收余热、提高炉底管使用寿命以及提高轧材质量的显著优点,特别是自然循环汽化冷却方式,目前已在我国钢铁厂的加热炉上广泛采用,显示出良好的经济效益。
1998年9月～1999年3月,江西萍钢年产30万t 棒材厂建成了一座蓄热式高炉煤气加热炉。
在该加热炉冷却系统设计中采用了自然循环汽化冷却技术。
投产一年多来,经济效果显著,该汽化冷却设计是极为成功的。
2 加热炉简介 该加热炉是由北京北岛能源技术发展有限公司的专利技术建成的高效蓄热式高炉煤气加热炉。
该加热炉将燃烧系统、排烟系统、蓄热体与炉体有机结合于一体,以比表面积高而体积小的蓄热体,结构紧凑的换向系统以及排烟温度低为特征,同时将空气和煤气双预热到1000℃以上,而排烟温度仅为150℃左右,热效率高,实现了高产、优质、低耗和少污染,大幅度降低了生产成本。
蓄热式加热炉汽化冷却系统研究与维护
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星 号 曼
蓄 热式加热炉汽化冷却 系统研究 与维护
吴 斌 － 魏光 兵 左 发 亓 向芬
（． １山东省特 种设备检验研 究院莱芜分院， 山东 莱芜 ２ １０ １ ． ７ １４ ２莱钢型钢厂 ，Biblioteka 山东 莱芜 ２ １０ ） ７ １４
要的。
水循 环 回路分 为集 中下 降、 组上升 形 式 ， 降管 由管径 ２３ ｎ 分 下 ７ ｘ ｍｉ ８ｒｎ ２ ９ｎｌ ａ 、１ ｉｌ×６ｎ ｎ组成 集 中 下 降管 ； ｉ ｌ ｌ ｌ 共有 ９组上 升 管 ， 径 为 管 １３ｒｌ×４ ｎ 汽 化 冷 却循 环 示意 图如 图 １ 示 。 包 简 体尺 寸 ３ ｌ ｎｌ 。 ｍｌ 所 汽 为 （ ０ ×７００Ｉ ， ｂ ４０ ０ １ ｍ 系统 设计 压 力 为 １ ａ最 大 工作 压 力 为 ．ＭＰ ， ３
的， 具有 节 水率 高 、 产生 可利 用 的蒸 汽 、 延长 炉 内水 管使 用 寿命 、 提 高 轧材 质量 等 多种 优 点 。 汽化 冷 却系 统按 水 循环 动力 的不 同， 分 可 为 自然 循环 和 强制 循环 。 自然 循环 汽化 冷 却系 统 多用 于 连续 轧钢 加 热炉 上 。 实 际生 产过 程 中 ， 却 系统 的可 靠运 行 直接 影 响着 加 在 冷 热 炉工 序 乃至 整 条生产 线 ，加 强对 汽化 冷 却系 统 的研 究 是 十分 必
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汽化冷却系统日常操作注意事项
维持好两个水位：汽包水位和除氧器水位 注意一个压力：汽包压力 密切注意9个回路的流量 压力降低过快：第一检查各个部位的安全阀，第二再查各个阀门的
蒸汽送出
通过蒸汽送出管，加热炉汽化冷却系统 产生的饱和蒸汽经过蒸汽送出管送出。 在汽包蒸汽出口管上装有流量测量装置， 可在加热炉操作室指示汽化冷却系统蒸 汽产量。
蒸汽流量过大报警设在13t/h，15t/h的最 大的可容许的蒸汽流量将很快被超过。 此时说明蒸汽产量将要超过最大允许蒸 汽产量,炉底管的保温需要立即更新。蒸 汽流量过大报警在汽化冷却控制室和加 热炉控制室同时发出。饱和蒸汽通过蒸 汽送出管上的调节阀从0.9MPa (表压)的 某一设定值降到蒸汽送出管所需的压力。 在蒸汽送出管上装有止回阀，以防止蒸 汽从外部蒸汽管倒流回汽包。
汽化冷却系统原理图
汽化冷却系统冷却回路原理简介
内部冷却回路是指如下的回路: 在正常工作时，汽包中的水位保持在汽包中心线以上250mm，汽包工作压
力设定主要考虑到公司外网压力不稳定，如果压力设置较高的话，对管路 冲击较大，因此设定为0.9MPa(G),比原设计压力0.98～1.27 MPa(G)略低，蒸 汽温度为183~194℃。 冷却水通过循环泵进入加热炉的冷却水联箱，活动梁冷却系统的活动进水 联箱通过旋转接头组与固定联箱相连。 冷却水从进水联箱接出的进水支管流经各冷却部件。 各段炉底梁与4个冷却回路相连，在进水联箱和回水联箱之间这些回路并联 工作。 在炉底梁中，部分水发生汽化，汽水混合物流经各回水管，进入回水联箱， 活动梁系统的活动回水联箱通过旋转接头组与固定回水箱相接。 然后汽水混合物通过回水总管，返回汽包。
流量 扬程 转速 功率
25 m3/h 0.5 MPa 2900 r/min 7.5 kW
除氧器
汽化冷却系统的循环水要在200℃左 右的温度下通过水梁， 因此，除要求 其给水采用软化水外，还要对给水进 行除氧，以减轻水中溶解氧对支撑梁 的腐蚀。 除氧器规格如下：
从汽包出口接出一路蒸汽经减压阀和 调节阀进入除氧器，在除氧器中软水 和蒸汽充分混合，达到除氧器额定压 力下的饱和温度。从水中分离出的空 气由除氧器顶部排入大气，除氧后的 水进入除氧水箱。除氧水箱的水位和 除氧器的压力均采用自动调节控制。
水梁冷却回路
汽化冷却系统分9个冷却回路，即固 定梁及其立柱串联形成5个冷却回路； 活动梁及其立柱串联形成4个冷却回路。
在每一单冷却回路的进水管上均设置 了流量测量及调节装置，调节每一回 路循环流量。运行中，当某一回路的 循环水流量低于设定值时，发出报警， 通过调整流量调节装置，使该回路的 流量恢复正常。
加药装置
采用组合式加药装置，其中
包括2台柱塞式加药泵，1个 500升溶液箱，溶液箱上配搅 拌器一台。
柱塞泵流量： 0～25 l/h
扬程:
0.25MPa
功率：
2x0.55kW
搅拌器功率： 0.55kW
排污器
定期对除氧水箱内的 污垢进行清理
取样冷却器
为准确掌握冷却水的 水质，需要每天对汽 包内的水进行取样化 验，以确定每天的加 约数量。按每小时15 吨的蒸汽量计算，每 天需要加约67公斤。
柴油机循环水泵
当全厂事故停电时，炉内 钢坯与炉墙的蓄热量很大， 支撑梁和立柱仍需要冷却， 因此，加热炉的汽化冷却 系统设有柴油机带动的循 环水泵，可以在停电的10 秒钟内自动启动，保证水 循环正常运行从而使炉子 的支撑梁及其立柱不被烧 坏。
给水泵
给水系统设置2台电动给水泵， 1台蒸汽泵。正常生产时， 1台 运行， 2台备用。水泵采用中低 压锅炉上广泛采用的DG型工业
锅炉给水泵，该泵为单吸、多级、 节段式离心水泵。水泵规格如下：
பைடு நூலகம் 流量
9～15 m3/h
扬程
2.2～1.8 MPa
转速
2900 r/min
功率
30 kW
给水泵出口均设有最小流量阀， 保证汽包给水自动调节时，给水 泵中至少有最小流量通过以使其 稳定运行。
汽包
各冷却回路的冷却水在水梁中吸 热后，部分水汽化，汽水混合物 通过上升管进入汽包，在汽包内 汽水分离，蒸汽送入蒸汽管网或 通过放散管排入大气。汽包的蒸 汽主管设有流量计、压力调节阀， 汽包水位和汽包压力均为自动控 制。汽包水位采用蒸汽流量、给 水流量和汽包水位三个信号组成 的三冲量调节；汽包压力由双调 节阀控制，运行中使汽包压力保 持在1.27MPa。汽包设有双色玻璃 板就地水位计，同时设有两套独 立的远传水位信号指示。当汽包 水位过低时，发出联锁停炉信号。
各循环水泵(3台循环水泵。其中 2台循环水泵是电机驱动，另1台 是柴油机驱动)出口管均接至循环 水泵出水联箱，从该联箱接出两 根供水母管，将循环水分别送入 步进梁的进水固定联箱和固定梁 的进水联箱。步进梁的冷却水管 通过旋转接头组与其进水固定联 箱相连接。
在循环水泵的进水和出水联箱 之间设有压差测量，压差低时发 出报警信号，启动备用电动循环 水泵或柴油机循环水泵，当在给 定的时间内压差值不能恢复到正 常值时，发出联锁停炉信号。
软水箱
基本参数
数量：
1台
软水箱容积： V=20 m3
给水路径
1、正常运行时，通过自动调节阀给 水，阀坏时走旁通；
2、紧急情况下直接将软水或净环水 加入。
软水泵
软水泵的作用是将水箱内的软 水送到除氧器进行除氧
本汽化站设置2台电动软泵，1 台柴油软水泵。其中1台运行， 2台备用。 柴油泵是在紧急情 况下，将软水不经过除氧直接 加入到汽包内。
基本参数
数量
1台
出力
15 t/h
工作压力
0.02 MPa
除氧水箱
软水经过除氧装置除氧后，进入除氧水 箱，再由给水泵升压经给水调节阀送入汽 包。给水泵共3台，1台运行2台备用，其 中一台备用蒸汽泵是在停电的情况下紧急 启动，向汽包内供水。
基本参数 数量 1个 体积 10M3
循环水泵
汽包下降管接至循环水泵的进水 联箱，供给3台循环水泵。其中2 台循环水泵是电机驱动，另1台是 柴油机驱动。柴油机循环水泵作 为停电、事故备用泵。