轧钢加热炉汽化冷却系统简介
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。
加热炉汽化冷却系统简介
基本参数
数量
1台
出力
15 t/h
工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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。
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。
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：
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。
加热炉汽化冷却系统无人值守自动化改造__tr
电动机
加热炉 汽包给水泵
差压变送器 0—380 V AC 0—50 Hz
图4
汽化冷却控制系统
4） 在加热炉值班室增设了电视监控系统， 便于 监测水泵房供水控制系统的运行情况和现场工况。
3 改造效果
1） 实现了无人值守自动化运行， 提高了自动化 水平， 解决了人员对系统运行影响、 干扰大的问 题。实现了减员增效的目标， 减少值班运行人员 4 人。2） 控制精度明显提高， 汽包水位波动范围可达 到±5 mm， 解决了 2 个关键问题： 水位过高， 汽包内 汽水分离效果差， 冷却效果劣化； 水位过低， 氧化烧 损率上升， 水循环慢， 水冷壁被烧坏或爆管。3） 节 能效果显著。经标定， 改造前供水泵使用功率为 13.7 kW， 改为变频控制后正常热负荷下使用功率为 4 kW， 节电 70%。4） 节水效果较好。汽包水平的稳 定运行， 保证了汽水分离的效果， 降低了汽包用软 水的消耗量。5） 机泵实现了软起动， 且正常工作时 保持低速运转， 减少了泵体及管路附件磨损， 降低 了维修量， 节约了维修费用。
第 31 卷 第 6 期 2009 年 12 月
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山
东
冶
金
Shandong Metallurgy
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Vol.31 No.6 December 2009
信息化建设
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汽包水位的闭环串级自动控制系统， 当水位变化时， 智能调节器可根据差压变送器的输出参数， 自动调节变频器的输出转 速， 从而实现了汽包水位的自动控制调节， 汽包水位波动范围可达到±5 mm， 节电率达 70%。 关键词： 加热炉； 汽化冷却系统； 自动控制； 变频调速 中图分类号： TP273 文献标识码： B 文章编号： 1004-4620 （2009） 06-0060-02
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。
加热炉汽化冷却系统__tr
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
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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。