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基于最大温差的高炉冷却水系统变阀优化运行与选泵方法

基于最大温差的高炉冷却水系统变阀优化运行与选泵方法

【概要描述】

基于最大温差的高炉冷却水系统变阀优化运行与选泵方法

【概要描述】

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摘要:基于最大温差的高炉冷却水系统变阀优化运行与选泵方法,属于工业节能减排技术领域。本发明根据钢厂高炉炉缸、风口、炉腹、炉腰、炉身各部位冷却水进出水最大允许温差,确定各部位冷却水最小需要流量。在各部位冷却水支路出水管上设置调节阀门,针对循环冷却水系统水泵运行台数不变、水泵运行台数优化减少和重新优选水泵三种方案,各支路通过最小需要流量,以各支路阀门阻力系数为未知量,联立各支路能量平衡方程和系统水泵流量?扬程性能方程,求解各支路阀门阻力系数、系统水泵运行参数和系统能耗,并与系统原运行方案比较,在高炉安全可靠前提下,实现循环冷却水系统变阀优化运行和优选水泵,优选水泵变阀优化运行方案节能效果最为显著。


【说明】
一、技术领域

本发明设及一种保证高炉各部位循环冷却水系统支路进出水溫差同时等于(或接 近)各部位最大允许进出水溫差的支路出水管调节阀口阻力计算及优化选累方法,达到节 省循环冷却水系统运行费用的目的。属于工业节能减排技术领域。

二、背景技术

随着国民经济的快速发展,能源的需求量和消耗量越来越大。目前,我国不仅是世 界第=大能源生产国,更是世界第二大能源消耗国。我国能源利用率低,能源浪费严重。

钢铁工业作为我国六大高能耗行业之一,能源消耗巨大,节能减排任务艰巨。我国 钢铁总产能11.5亿吨左右,其中,高炉年产能达到10.4亿吨。循环冷却水系统是钢厂高炉重 要的配套设施,其运行情况关系到设备的安全、产品的质量和产率及系统能耗。在冷却水输 送和冷却处理的过程中需要消耗大量的电能。据统计,循环冷却水系统的用电量约占钢铁 企业总用电量的20 %~30 %

高炉炉缸、风口、炉腹、炉腰、炉身各部位,由供水总管分成5条支路供水冷却,各支 路冷却水经过冷却部位后,一般出水通大气。相关设计手册要求各部位循环冷却水支路进 出水溫差不超过允许值。由于各部位冷却水供水高差及压力要求差异很大,在循环冷却水 系统设计和运行时,通常都是按照最不利支路来选择系统的水累性能参数和台数,运就造 成了系统各支路不能同时达到最大允许进出水溫差,除最不利支路外的其他部位冷却水支 路流量过大,进出水溫差远小于相应部位的最大允许进出水溫差,系统供水能力高于实际 需求,存在过度冷却,增大了循环冷却水系统的流量和水累功率,造成能源的严重浪费。

三、内容

本发明的目的在于提供一种基于最大进出水溫差的高炉循环冷却水系统变阀优 化运行与选累方法,本发明通过分析高炉循环冷却水系统的组成、布局、运行和能耗,在保 证冷却要求的前提下,对系统实施变阀优化运行,并重新选累,使循环冷却水系统能耗最小。

钢厂高炉稳态运行时,高炉炉缸、风口、炉腹、炉腰、炉身各部位 热负荷一定。对某一部位,随着支路冷却水流量减小,进出水溫差增大,而不同部位有最大 允许进出水溫差的要求。当某一支路进出水溫差达到最大允许溫差时,该支路冷却水流量 为最小需要流量,恰好满足冷却要求。本发明首先对高炉循环冷却水系统原运行方案,联立方程组求解各支路流量;在高炉循环冷却水系统各支路出水管上设置调节阀口,针对系统 不换累运行台数不变、不换累运行台数优化(减少)与换累(系统供水累、增压累和上塔累更 换)=种方案,分别联立方程组,W各支路通过最小需要流量代入,计算各支路需要的出水 管调节阀口阻力,调节阀口开度,满足阻力要求,统筹协调各支路的流量,在保证各部位供 水压力的前提下,使各部位冷却水支路流量同时达到(或接近)最小需要流量(对应各部位 支路最大允许进出水溫差),整个循环冷却水系统流量最小。其中,循环冷却水系统换累,按 各支路通过最小需要流量计算各支路最小需要扬程,按各支路最小需要扬程选择水累,要 求水累在高效区运行。高炉循环冷却水系统采用离屯、累,离屯、累轴功率随流量减小而减小。 因此,当循环冷却水系统流量最小,并依此选累使水累在高效区运行时,系统能耗最小,达 到节能的目的。比较分析循环冷却水系统原运行方案、不换累运行台数不变变阀优化运行 方案、不换累运行台数优化(减少)变阀优化运行方案和换累变阀优化运行方案四种运行方 案的能耗情况。

技术方案包括以下步骤:

1、高炉循环冷却水系统原运行方案参数确定;

2、对确定的循环冷却水系统和系统中水累运行台数与方式;

3、高炉各部位热负荷的确定;

4、高炉各部位冷却水最小需要流量计算;

5、在高炉各部位冷却水支路出水管上设置调节阀口,调节阀口后直接通大气;

6、根据高炉各冷却部位的工作环境要求,确定冷却水壁腔内水压要求;

7、循环冷却水系统水累运行台数不变的变阀优化运行方案;

8、循环冷却水系统水累运行台数优化(减少)的变阀优

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