СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ФУРМ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Полезная модель относится к металлургии, а именно, к системе охлаждения наиболее теплонапряженных элементов доменной печи - фурм.
Традиционная, широко известная система охлаждения фурм содержит напорный узел, например водонапорную башню с гарантированным объемом воды для обеспечения водой в аварийных ситуациях на расчетный промежуток времени, подающие трубы с запорно-регулирующей арматурой и отводящие трубы [1]. Известная система охлаждения фурм работает по принципу параллельных каналов, в которых возмущение в одном канале вызывает изменения во всех остальных, что, в конечном счете, может привести к полной разбалансировке системы охлаждения. Кроме того, к недостаткам традиционной системы относится невозможность регулирования расхода охлаждающей воды в соответствии с тепловой нагрузкой на фурму и невозможность оперативного увеличения расхода воды при изменении (как правило, увеличения) гидравлического сопротивления циркуляционной системы или фурмы, что существенно влияет на противопрогарную стойкость фурм.
Целью полезной модели является повышение надежности и эффективности работы системы охлаждения фурм доменной печи.
Поставленная цель достигается тем, что система охлаждения фурм доменных печей, включающая охлаждаемые водой фурмы, трубы подвода воды с расходомерами, соединенные с водонапорной башней и трубы отвода воды в оборотную систему, снабжена индивидуальными подкачивающими насосами, оборудованными частотными регуляторами работы и установленными в циркуляционном контуре каждой фурмы.
Насосы могут быть установлены на концах труб отвода воды (на сливе в коллектор) с помощью легкосъемных соединений, а частотное регулирование работой насосов осуществляется по показаниям приборов, показывающих расход, температуру воды, величину тепловой нагрузки.
Снабжение циркуляционного контура каждой фурмы индивидуальным подкачивающим насосом, управляемым от датчиков тепловой нагрузки на фурму или по изменению расхода воды на фурму, позволит обеспечить гарантированное охлаждение рабочих поверхностей фурмы в беспрогарном режиме: при поддержании расчетного режима охлаждения риск прогара стенок фурмы минимален.
Изменение расхода охлаждающей воды может происходить из-за изменения гидравлических характеристик системы, вызванных либо механическими причинами (сужение тракта), либо тепловыми (парообразование), либо пульсационными явлениями в системе. Во всех этих случаях дополнительный подкачивающий насос автоматически включается.
При этом следует иметь в виду, что чем меньше расход, тем сильнее парообразование и, чем больше парообразование, тем больше сопротивление тракта и уменьшение расхода. Частотное регулирование числа оборотов индивидуального насоса легко обеспечивает реализацию предложенного решения. Установка дополнительного индивидуального насоса на сливе из фурмы позволит упростить ремонтные работы и замену вышедшего из строя насоса.
Полезная модель представлена на Фиг.1. и содержит фурму 1, подающий трубопровод 2, расходомер 3, индивидуальный подкачивающий насос 4, напорный раздаточный коллектор 5, соединенный опускной трубой с водонапорной башней 6, трубопровод подпитки 7, отводящий трубопровод 8.
Система охлаждения дутьевой фурмы должна обеспечивать беспрогарную работу самой фурмы в течение длительного времени, что является гарантией экономичной работы доменной печи. В процессе работы системы охлаждения охлаждающая вода в фурму 1 подается из напорной башни 6, постоянно подпитывающейся по трубопроводу 7 из оборотной системы. Вода подается по опускной трубе в напорный раздаточный коллектор 5, откуда поступает в параллельные подающие трубопроводы 2 каждой фурмы. Для обеспечения контроля расхода воды система охлаждения каждой фурмы снабжена расходомером 3. Для поддержания заданного расхода воды через каждую фурму система снабжена дополнительным индивидуальным подкачивающим насосом 4. Доменная печь, как правило, снабжается несколькими десятками дутьевых фурм, расположенных по кругу. Расчет и изготовление этих параллельных по сути каналов с одинаковыми гидравлическими характеристиками представляют значительную сложность. Поэтому расход воды при одинаковом напоре в коллекторе может оказаться различным по каждой фурме. При наличии индивидуального подкачивающего насоса 4 система охлаждения фурмы гарантированно обеспечивает заданный расход воды независимо от колебаний гидравлической характеристики каждого контура по сигналу расходомера. Возможна установка насоса 4 на сливе 2 из фурмы 1. Это позволяет значительно упростить установку насосов 4 на действующих системах охлаждения.
Источники информации:
1. Вегман Е.Ф. и др. Металлургия чугуна, 3-е изд., М., ИКЦ "Академкнига", 2004 г., с.585.