本實(shí)用新型屬于煉鋼用LF爐領(lǐng)域，具體涉及一種LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用于鋼鐵廠煉鋼LF爐生產(chǎn)區(qū)，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)作為工藝生產(chǎn)過程中一項(xiàng)重要的配套設(shè)施，由循環(huán)水泵通過輸水管道把冷卻水輸送到LF爐的爐體及爐蓋的水冷套中，將在LF爐鋼水精煉加溫過程中鋼水、熔渣向爐壁、爐蓋的傳熱熱量帶走，之后冷卻水通過回水管道輸送至冷卻塔冷卻，形成一套冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。LF爐冶煉過程包括進(jìn)站、加料、加熱、攪拌、吹氬、合金微調(diào)、出站等幾個(gè)過程，從而達(dá)到除雜、脫氧、脫硫等目的，使鋼液成為潔凈鋼。某鋼廠的LF爐煉鋼的冶煉周期（LF爐冶煉時(shí)段）約為72分鐘左右，中間間隙時(shí)間（LF爐非冶煉時(shí)段）通常為21分鐘。循環(huán)水泵站設(shè)計(jì)時(shí)按照冶煉過程中所需壓力及水量確定循環(huán)水泵的額定參數(shù)。平時(shí)不論冶煉時(shí)段與非冶煉時(shí)段，循環(huán)水泵均作全速運(yùn)行，所述水泵電機(jī)作全速運(yùn)行造成大量能源的浪費(fèi)。
因此，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行改進(jìn)，以提供一種節(jié)能的LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵能耗降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)能的LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，可以降低LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵能耗。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：
一種節(jié)能的LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，包括依次連接的進(jìn)口閥門、循環(huán)水泵、出口止回閥、出口閥門、輸水管道、LF爐、冷卻塔，所述冷卻塔輸出的冷卻水再循環(huán)輸入所述進(jìn)口閥門的入口，所述冷卻塔與所述進(jìn)口閥門之間由一條匯總管路連接，匯總管路上連接穩(wěn)定水壓用的穩(wěn)壓罐；
所述循環(huán)水泵連接對(duì)其驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速的變頻柜，變頻柜配置在循環(huán)水泵的電機(jī)控制柜旁并與電機(jī)控制柜線路連接，可以一臺(tái)變頻柜控制一臺(tái)循環(huán)水泵，也可以一臺(tái)變頻柜控制多臺(tái)循環(huán)水泵，變頻柜降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速以降低循環(huán)水泵能耗；變頻柜使循環(huán)水泵由單一全速運(yùn)行變?yōu)樽兯龠\(yùn)行，此處變速運(yùn)行是指維持LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速不變，并降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；
所述進(jìn)口閥門、循環(huán)水泵、出口止回閥、出口閥門、輸水管道可設(shè)置有單組或多組，所述冷卻塔對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組或多組，所述輸水管道匯總后連接所述LF爐，當(dāng)循環(huán)水泵為多組時(shí)，多組循環(huán)水泵可選擇性地運(yùn)行其中的一組或幾組。
作為輔助方式，所述循環(huán)水泵選用效率提高的循環(huán)水泵，以進(jìn)一步節(jié)電，循環(huán)水泵的效率是指循環(huán)水泵有效功率與軸功率之比。
進(jìn)一步，所述LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)可以為冷卻塔與空氣換熱的開式系統(tǒng)，也可以為冷卻塔與冷水管換熱的閉式系統(tǒng)。
進(jìn)一步，所述LF爐的爐體及爐蓋外設(shè)有水冷套，冷卻水通過循環(huán)水泵提升至該水冷套內(nèi)與LF爐的爐體和爐蓋進(jìn)行換熱。
作為一種實(shí)施方案，所述進(jìn)口閥門、循環(huán)水泵、出口止回閥、出口閥門、輸水管道設(shè)有三組，所述冷卻塔對(duì)應(yīng)設(shè)置有三組，三組輸水管道匯總后連接所述LF爐，三組所述循環(huán)水泵分別配置一個(gè)對(duì)其驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速的變頻柜，三組循環(huán)水泵可選擇性地運(yùn)行其中的一組或兩組或三組。
作為一種優(yōu)選方案，對(duì)于鋼水生產(chǎn)容量為100噸、LF爐冶煉時(shí)段要求供水量為700噸/小時(shí)的LF爐而言，選擇循環(huán)水泵的參數(shù)為額定流量370噸/小時(shí)，額定揚(yáng)程51米，運(yùn)行模式為正常運(yùn)行兩臺(tái)循環(huán)水泵，通過變頻柜設(shè)定LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率為50Hz，并設(shè)定LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行頻率為30-32Hz。
本實(shí)用新型的有益效果在于：通過對(duì)循環(huán)水泵配置對(duì)其驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速的變頻柜，將LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)由單一全速運(yùn)行變?yōu)樽兯龠\(yùn)行，也即降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而降低循環(huán)水泵在LF爐非冶煉時(shí)段的揚(yáng)程和流量，進(jìn)而有效降低循環(huán)水泵能耗。降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速需保證LF爐非冶煉時(shí)段過水的循環(huán)流量需求。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型一種節(jié)能的LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)號(hào)：1-進(jìn)口閥門；2-循環(huán)水泵；3-出口止回閥；4-出口閥門；5-輸水管道；6-LF爐；7-冷卻塔；8-變頻柜；9-穩(wěn)壓罐。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
參照?qǐng)D1：一種節(jié)能的LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，包括依次連接的進(jìn)口閥門1、循環(huán)水泵2、出口止回閥3、出口閥門4、輸水管道5、LF爐6、冷卻塔7，所述冷卻塔7輸出的冷卻水再循環(huán)輸入所述進(jìn)口閥門1的入口，所述冷卻塔7與所述進(jìn)口閥門1之間由一條匯總管路連接，匯總管路上連接穩(wěn)定水壓用的穩(wěn)壓罐9；由此形成LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。
所述循環(huán)水泵連接對(duì)其驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速的變頻柜8，變頻柜8配置在循環(huán)水泵2的電機(jī)控制柜旁并與電機(jī)控制柜線路連接，可以一臺(tái)變頻柜8控制一臺(tái)循環(huán)水泵2，也可以一臺(tái)變頻柜8控制多臺(tái)循環(huán)水泵2。本實(shí)施例中的循環(huán)水泵2分別配置一臺(tái)調(diào)速用的變頻柜8。變頻柜8使循環(huán)水泵2由單一全速運(yùn)行變?yōu)樽兯龠\(yùn)行，此處變速運(yùn)行是指變頻柜8維持LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速不變，并降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速。
由此，通過降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可以以降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的揚(yáng)程和流量，從而降低循環(huán)水泵2的能耗，也即降低LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的能耗。
上述可以一臺(tái)變頻柜8控制多臺(tái)循環(huán)水泵2是指，比如有三臺(tái)循環(huán)水泵2，可以配置三臺(tái)變頻柜8各自控制一個(gè)循環(huán)水泵2，也可以配置一臺(tái)變頻柜8對(duì)三臺(tái)循環(huán)水泵2一起控制，還可以配置兩臺(tái)變頻柜8控制三臺(tái)循環(huán)水泵2，也即，其中的一臺(tái)變頻柜8控制一臺(tái)循環(huán)水泵2，另一臺(tái)變頻柜8則一并控制另外的兩臺(tái)循環(huán)水泵2。
所述進(jìn)口閥門1、循環(huán)水泵2、出口止回閥3、出口閥門4、輸水管道5可設(shè)有單組或多組，所述冷卻塔7對(duì)應(yīng)設(shè)置有一組或多組，本實(shí)施例中，所述進(jìn)口閥門1、循環(huán)水泵2、出口止回閥3、出口閥門4、輸水管道5設(shè)置有三組，所述冷卻塔7對(duì)應(yīng)設(shè)置有三組，三組輸水管道5匯總后連接所述LF爐6，三組循環(huán)水泵2可選擇性地運(yùn)行其中的一組或兩組或三組。圖1所示實(shí)施例中循環(huán)水泵2運(yùn)行有兩組。
作為輔助方式，所述循環(huán)水泵2選用效率較高的循環(huán)水泵，以進(jìn)一步節(jié)電，循環(huán)水泵的效率是指循環(huán)水泵有效功率與軸功率之比。
本實(shí)施例中，所述LF爐的爐體及爐蓋外設(shè)有水冷套，冷卻水通過循環(huán)水泵2提升至該水冷套內(nèi)與LF爐的爐體和爐蓋進(jìn)行換熱。
該LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的工作原理是，所述循環(huán)水泵2用于將冷卻水通過輸水管道5提升至LF爐的爐體及爐蓋的水冷套內(nèi)，使冷卻水帶走LF爐內(nèi)鋼水、熔渣向爐壁、爐蓋的傳熱熱量，也即冷卻水同爐壁、爐蓋換熱，從LF爐的水冷套內(nèi)出來的換熱后的冷卻水再輸入所述冷卻塔7內(nèi)冷卻，之后冷卻塔7輸出的冷卻水再循環(huán)輸入所述進(jìn)口閥門1內(nèi)再次循環(huán)使用，構(gòu)成LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。出口止回閥3用于防止冷卻水回流，在冷卻塔7與進(jìn)口閥門1之間的匯總管路上連接穩(wěn)定水壓用的穩(wěn)壓罐9。
所述LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)可以為冷卻塔7與空氣換熱的開式系統(tǒng)，也可以為冷卻塔7與冷水管換熱的閉式系統(tǒng)。
通過以上技術(shù)方案，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)情況，維持LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)變頻柜8的運(yùn)行頻率，并降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)變頻柜8的運(yùn)行頻率，以降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，同時(shí)將原循環(huán)水泵2更換成更高效的循環(huán)水泵，即提高循環(huán)水泵效率，綜合二者以達(dá)到降低能耗的目的。
為了使本實(shí)用新型LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合圖1所示的XXX鋼鐵有限公司1#LF爐煉鋼裝置，對(duì)其降低能耗的結(jié)構(gòu)和效果進(jìn)行舉例說明。
圖1中，XXX鋼鐵有限公司1#LF爐，鋼水生產(chǎn)容量為100噸，LF爐冶煉時(shí)段要求供水量約為700m3/h，圖1有共三臺(tái)循環(huán)水泵，其運(yùn)行模式為正常運(yùn)行2臺(tái)循環(huán)水泵，另外一臺(tái)不運(yùn)行，平時(shí)依靠供水閥門調(diào)節(jié)，使供水總管壓力控制在0.73MPa左右。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，循環(huán)水泵運(yùn)行實(shí)耗功率為兩臺(tái)運(yùn)行的循環(huán)水泵的實(shí)耗功率之和，為106.7kW+109kW =215.7kW。
利用該實(shí)用新型的實(shí)施例，降低LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵能耗按照以下步驟進(jìn)行：
1、在循環(huán)水泵2原有的控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)，在每臺(tái)循環(huán)水泵的電機(jī)控制柜旁增設(shè)變頻柜8，電機(jī)控制柜與變頻柜8線路連接，通過變頻柜8維持LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行頻率為50Hz，并降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵2的運(yùn)行頻率為31Hz左右，同時(shí)設(shè)定信號(hào)采集系統(tǒng)。
2、選擇高效循環(huán)水泵替換原來的循環(huán)水泵2，每臺(tái)循環(huán)水泵的參數(shù)為額定流量370噸/小時(shí)，額定揚(yáng)程51m，運(yùn)行模式不變（正常運(yùn)行2臺(tái)循環(huán)水泵）。
通過以上LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)調(diào)整及設(shè)備改造，經(jīng)測(cè)量，實(shí)際節(jié)電效果為： LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵耗電總功率為兩臺(tái)運(yùn)行的循環(huán)水泵的實(shí)耗功率之和，節(jié)能前如前所述為：106.7kW +109kW =215.7kW；節(jié)能改造后LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵耗電總功率對(duì)應(yīng)為：69.3kW +69.3kW =138.6kW。
則小時(shí)節(jié)電量為：215.7kW-138.6kW =77.1度/小時(shí)，其節(jié)電率為35.7%。
該LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)年運(yùn)行340天，每天運(yùn)行24小時(shí)，則年節(jié)電量為：
77.1度/小時(shí)×24小時(shí)×340天=629136度/年，可見節(jié)電效果非常顯著。
對(duì)該鋼鐵有限公司而言，通過增設(shè)對(duì)循環(huán)水泵內(nèi)驅(qū)動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速的變頻柜，將當(dāng)前LF爐冷卻循環(huán)水系統(tǒng)由單一全速運(yùn)行變?yōu)樽兯龠\(yùn)行，也即維持LF爐冶煉時(shí)段內(nèi)運(yùn)行中的循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，并降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)運(yùn)行中的循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，既滿足LF爐冶煉時(shí)段約72分鐘所需足夠的壓力和水量，也滿足LF爐非冶煉時(shí)段過水的循環(huán)流量需求，通過降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)運(yùn)行中的循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，可以降低LF爐非冶煉時(shí)段運(yùn)行中的循環(huán)水泵的揚(yáng)程和流量，從而有效降低循環(huán)水泵能耗。
可以降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)的循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速是因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)循環(huán)水泵的運(yùn)行流量和壓力有所盈余，所以可以降低一部分，降低LF爐非冶煉時(shí)段內(nèi)的循環(huán)水泵2的運(yùn)行轉(zhuǎn)速需滿足LF爐非冶煉時(shí)段過水的循環(huán)流量需求。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。