精品线材生产线步进梁加热炉汽化冷却系统操作说明1加热炉汽化冷却系统1.1设计依据根据工艺专业所提委托任务书1.2设计内容本专业的设计内容为加热炉汽化冷却及蒸汽、软水供应。1.3加热炉汽化冷却系统1.3.1设计条件蒸汽设计参数：蒸汽设计压力：1.47MPa蒸汽设计温度：201OC蒸汽工作参数：蒸汽工作压力：1.27MPa蒸汽工作温度：194OC1.3.2系统描述加热炉汽化冷却系统由汽化冷却水循环系统、给水系统、加药系统等组成。 1.3.3加热炉汽化冷却水循环系统由于加热炉为步进式，汽化冷却需采用强制循环系统。系统组成为由汽包 引出2条下降管（DN200），接至循环水泵进口母管（DN300），经循环水泵 加压后，由出口母管（DN300）分两路（DN200）； 一路接至固定梁进水母管 （DN200），经固定梁各冷却回路至出水母管（DN250），由一根集中上升管 （DN250）送入汽包；另一路接至步进梁旋转接头（固定给水联箱（DN250）， 经步进梁各冷却回路至旋转接头（固定）回水联箱（DN250），由一根集中上 升管（DN250）送入汽包。返回汽包的汽水混合物经汽水分离后，汽送入蒸汽 管网，水重新循环。炉子支撑梁为9排，4排步进梁和5排固定梁。每排步进梁分2段，每排 固定梁分2段。步进梁冷却系统的分组以每排步进梁的前段和后段的纵梁及其立柱管组 成，由连接管串联成一个冷却回路。4组冷却回路进出水管相应地连接到给水 与回水联箱上，给水与回水联箱各通过3组柔性组件和固定的给水和回水联箱 连接。其中一组柔性组件可做备用，正常运行时两组柔性组件同时流通，当一 组柔性组件发生故障时，其余两组柔性组件仍能保证由足够的流通能力进行冷 却，不需要停炉。每套柔性组件由3个球形旋转接头、1个恒力弹簧支架、1 个防震导向装置及2个阀门组成，以保证步进活动灵活、平稳。前后两段步进 梁共需6套柔性组件。每组固定梁的各段也基本由一根纵梁及其立柱管组成，由连接管将固定梁 的两段或三段串联成一个冷却回路。4组冷却回路进出水管相应地连接到进水与出水母管上。在每一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。为保证循环可靠，系统选用两台电动循环水泵（一台运行，一台备用）。 另选一台柴油机循环水泵作为事故停电时的备用泵。当事故停电时，备用柴油 机循环水泵自动启动，以保证汽化冷却循环系统继续安全运行。在循环水泵的 进水和出水母管之间设有压差测量，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。汽包具有足够的有效水容积，存水时间基本超过两小时，保证在重大停水 事故时，给水停供情况下仍能按停炉需要进行低负荷运行。汽包排出的蒸汽由流量计测量，通过向汽包中补入与汽包排出的蒸汽量相 当的给水以保持汽包的水位稳定在汽包中心线附近。汽包水位与汽包压力均为 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 量调节系统调节；汽包压力由双调节阀控制，运行中保持汽包工作压力恒定在 1.27MPa。自动调节阀均设有手动旁路。汽包设有排污管，满足冲洗和连续排污的需 要。同时汽包设有启动放散管和排空气管，便于系统的试压、调试和启动。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，发出联锁报警信号。1.3.4给水系统汽化冷却装置用软水由软水制备系统完成。（详见软水站用户手册）由厂区来的软化水进入软水箱，然后通过电动给水泵加压后，通过给水调 节阀送入汽包。给水泵选用二台电动泵，一台运行一台备用；另设一台蒸汽往复泵，在停 电事故时使用。事故蒸汽往复泵的能力满足加热炉的最大给水量。1.3.5加药系统系统采用加药装置向汽包内加入磷酸三钠溶液，使汽包内水中经常维持一 定量的磷酸根（PO43-），由于汽包内水处在沸腾条件下，而且它的碱性较强（PH 值在1012的范围内），炉水中的钙离子与磷酸根发生反应生成碱式磷酸钙。碱 式磷酸钙是一种松软的水渣，易随汽包排污排出，且不会粘附在水梁内转变成 水垢。加药装置包括一个磷酸盐溶液箱，二台柱塞式计量泵（一台运行一台备用）。 磷酸盐溶液箱的有效容积满足加热炉一昼夜的药液消耗量。1.4设计原则与安全措施本设计本着安全、可靠为主要设计原则，着重考虑以下十一点：1.4.1 采用强制循环汽化冷却步进梁式加热炉采用汽化冷却技术冷却支撑梁及其立柱，由于加热炉结构 的限制，只能采用强制循环汽化冷却。1.4.2高循环倍率系统采用较高的循环倍率也就是降低循环管路中的汽化率，提高冷却构件 中的循环流速，从而避免汽化分层现象，保证水梁有较好的冷却效果。1.4.3设置循环流量控制装置在每一冷却回路的给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，当某一回路的循环流量低于设定值时，通过调整流量调节 装置，使该回路的流量恢复正常。在步进梁和固定梁的进水总管上也分别装有流量测量装置，用于核对各回 路流量的测量准确性，确保运行中对各冷却回路的流量监控。1.4.4设置备用柔性组件在与运动的步进梁连接的给水联箱、回水联箱上各设置了一套备用柔性组 件，当某一套旋转接头泄漏时，这套柔形组件可以通过旋转接头两侧的切断阀 与系统隔离并及时修理，其余柔性组件可以保证系统正常工作。设置备用柔性 组件可使旋转接头的维修在不停炉的条件下进行。1.4.5设置备用电动循环水泵经常有一台电动循环水泵备用，当运行的电动循环水泵故障停机时，备用 电动循环水泵自动投入运行，保证系统正常工作。1.4.6设置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。1.4.7汽包有较大的水容积汽包有较大的水容积，当全厂停电或给水系统故障时，汽包的储水可以提 供处理事故的条件。同时，较大的汽包容积对稳定系统压力、减轻系统管道振 动起到积极的作用。1.4.8 设置备用电动给水泵正常情况下，一台电动给水泵作为备用，当运行的电动给水泵发生故障时， 备用的电动给水泵自动投入工作。1.4.9设置事故蒸汽往复泵设置蒸汽往复泵作为电动给水泵的事故备用泵，当全厂停电时，可以用蒸 汽往复泵向汽包供水。1.4.10 设置汽化冷却用事故水正常情况下，汽化冷却所用的软化水由厂区管网供应，当软化水供应发生 故障时，由接至软水箱的新水补充，确保汽化冷却系统的冷却水不间断。1.4.11采用较大的软水箱汽化冷却系统采用较大容积的软水箱，在软水供应故障时，能够提供系统 处理故障的条件。1.5主要性能参数1.5.1冷却构件：炉子的冷却构件有支撑梁和立柱。炉子的支撑梁进料端有4排步进梁和5排固定梁，出料端有4排步进梁和 5排根固定梁。支撑梁是双水管结构。1.5.2冷却构件的热负荷：最大值：u 29500 MJ/h平均值：u 15800 MJ/h1.5.3汽化冷却主要数据：汽包设计压力1.47MPa汽包工作压力1.27MPa汽包蒸汽设计温度201 C汽包蒸汽工作温度194C平均蒸汽产量8t/h绝热层脱落10%时蒸汽产量12t/h连续排污率10%1.6主要设备选择步进梁式加热炉的汽化冷却系统配置下列主要设备：1.6.1电动循环水泵每座加热炉汽化冷却系统配置电动循环水泵两台，一台工作，一台备用。 每台电动循环水泵的规格为：流量370m3/h扬程50m转速1480r/min功率75kW1.6.2柴油机循环水泵当事故停电时，炉墙及炉内钢坯还有很大的蓄热量，水梁仍须循环水不间 断冷却，为此，加热炉设一台柴油机循环水泵，当停电或两台电动循环泵均发 生故障时，柴油机循环水泵自动启动，确保水梁的冷却。因此，要求柴油机循 环水泵具有较高的可靠性，除柴油机本体要可靠外，其自动控制系统也要可靠， 水泵须采用与电动循环水泵相同规格的泵。柴油机循环水泵的规格如下：流量370m3/h扬程50m转速1475r/min1.6.3旋转接头旋转接头是汽化冷却系统的关键设备。旋转接头的规格为PN4.0, DN100柔性组件共12组，其中2组作为备用。每组包括3个旋转接头、两根连接 管、一个导向装置、一个弹簧吊架及与旋转接头相接的特殊法兰。1.6.4 电动给水泵给水系统设置2台电动给水泵，1台运行，1台备用。给水泵采用中低压锅 炉上广泛采用的DG型锅炉给水泵。该泵为单吸、多级、节段式离心水泵。给 水泵规格如下：型号 DG12-25x9流量15m3/h扬程207m转速2950r/min功率18.5kW1.6.5蒸汽往复泵蒸汽往复泵作为电动给水泵的事故停电备用泵，蒸汽往复泵要具备启动和 运行可靠的特点。其规格如下：流量20m3/h扬程170m1.6.6 汽包加热炉配汽包一个。汽包的设计、制造符合中华人民共和国劳动部蒸汽 锅炉安全技术监察规程的要求。汽包规格为DN2000 L=7000mm1.6.7加药装置采用组合式加药装置，其中包括1个1000升溶液箱，2台柱塞式加药泵（其 中一台运行，一台备用）。溶液箱上配搅拌器一台。流量：25 L/h扬程：4.0MPa1.6.8软水箱软水箱规格V=20m3030001.7主要设备布置步进梁式加热炉汽化冷却装置的汽包设在9.5米平台上的汽包平台上，汽 包中心标高约为11.018m（以车间地坪为 0.000m）。给水泵和循环水泵均布置在+1.000m的水泵间内。水泵间安装2台电动循 环水泵和1台柴油机循环水泵；2台电动给水泵、1台蒸汽往复泵；1台取样冷 却器；1台常温除氧器；1台排污扩容器。占地面积10X8.0m。加药装置、软水箱、全自动钠离子交换器布置在二层+5.000m的水箱间内。1.8介质消耗量及接点管径软化水平均8m3/h最大12m3/h接点管径DN65接点位置软水箱汽化冷却事故水最大12m3/h接点管径DN65接点位置软水箱设备冷却水电动给水泵2m3/h循环水泵2m3/h取样冷却器2m3/h合计6m3/h1.9汽化冷却水质检验1.9.1设计内容本设计包括加热炉汽化冷却装置水质的溶解氧、硬度、悬浮物、碱度、含 盐量及PH值的检验以及锅炉给水的硬度、悬浮物、PH值、溶解氧、含油量的 检验。2 汽化冷却起用操作2.1首先检查整个系统设备，所有阀门、压力表、水位表和管路是否完好， 启闭是否灵活，以及蒸汽泵、电动泵是否正常，润滑情况是否良好，水 箱是否有足够的软水。然后打开汽包进水阀，启动水泵给汽包补水至低 水位。注：汽包正常水位上150mm高水位报警，汽包正常水位下100mm低水位 报警，下200mm过低水位紧急报警，当汽包水位在正常水位下240mm时， 送加热炉控制系统信号要求停炉。2.2 点火和升温时，要求加热炉升温速度不宜过快，当炉温升至8000C时，应 半闭放散阀，收汽升压，同时循回检查所有管路及汽包的振动情况和水 位窜动情况，用手背触摸每根上升管与下降管是否烫手，若烫手则说明 已开始循环。2.3 升温和升压过程应密切注视整个系统的情况，水位控制在正常水位，一旦水位升高，即打开定期