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。
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。
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
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。
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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：
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。
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
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。
加热炉汽化冷却系统简介
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。
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。