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1、河北联合大学本科毕业论文开题报告题目：高炉联合泵站自动控制系统学院：电气工程学院专业：自动化班级：10电3姓名：屈殿昊学号：201001040119指导教师：钱俊磊2014年3月12日-12-一、题目来源背景（现状、前景）1.1意义与必要性随着炼铁技术的进步，对高炉的长寿、优质、高产、低耗提出了更高的要求，从我国高炉生产实践来看，影响高炉寿命的主要问题是炉底、炉缸以及炉身下部的寿命问题，例如：炉缸因蘑茹状侵蚀，产生炉缸烧穿，炉身下部、炉腰等部位的冷却壁过早大量损坏，失去砖衬，造成炉壳开裂，影响高炉寿命，因此，为了达到较高的高炉寿命，除了需要合
2、理的高炉炉型，优质的高炉耐火材料，正常的高炉操作制度外，高效、稳定的高炉冷却系统将是保证高炉高产、长寿的关键。高炉各种供水冷却系统。除直流供水冷却系统已被淘汰外,还有开路过滤水净循环冷却系统,软水汽化冷却系统,闭路软水(除盐水、纯水)净循环冷却系统,开路软水净循环冷却系统。上述系统可以根据高炉对水量、水质、水温等供排水条件的要求,结合工程投资,厂方运营经验,节水节能等具体情况,进行具体分析,最后做出决择。根据技术合同，资料与要求，唐山阿诺达自动化有限公司所设计、施工、投产运行的唐山东海特钢6期高炉的工程项目,采用开路软水净循环冷却系统比较符合
3、我国目前的国情。1.2发展历程1.21工业水直流供水冷却系统五十年代以前,许多高炉大都采用直流供水冷却系统。即从地面水体取水,经混凝沉淀处理后,澄清水用加压泵直接向炉体冷却构件供水,升温后的热水经管渠再排入地表水体。这种供水系统需开发大量有限的水资源;耗费大量电能;消耗大量水处理药剂;水系统一次投资很高;经营运转费亦很高;由于供水水质处理程度较低(SS≤200mg/l),致使冷却系统结垢、堵塞、甚至腐蚀等障碍频繁发生,特别是江河汛期或洪水期,其处理水质恶化,使障碍更加严重直接影响高炉正常运行,导致缩短高炉使用寿命;另外,其排水对受纳水体的热污
4、染危害也是很大的。于是,人们将这种供水冷却系统淘汰掉,逐渐采用工业水开路净循环冷却系统。1.22过滤水开路净循环冷却系统所谓过滤水是指地表水经混凝沉淀过滤处理后,其SS≤5.0mg/l的工业水。从高炉被冷却构件流出的热水经管道流入泵站热水井,用泵送上冷却塔,经蒸发和与空气的热交换,被冷却降温的水流回泵站冷水井,再用泵加压送至高炉被冷却构件。这种无限循环供水系统称为过滤水开路净循环冷却系统,亦称为敞开式循环冷却系统。为使系统水量平衡、盐量平衡,热量平衡要从系统排出一部分污水(或直接排污,或旁滤反洗排污),又要补充因蒸发、风吹、渗漏、排污而损失的
5、过滤水。-12-这种系统与直流系统相比,其水源开发量较小,水净化处理量及对环境的污染都大大减小。当浓缩倍率N<3时,循环率为95～97%,过滤新水补水率为3～5%。生产实践证明,这种系统对于高炉被冷却构件热负荷较小时,可以保证系统正常运行,且节水、节电、节药,运营费较低,高炉使用寿命有所延长。但是,对于高炉和热风炉被冷却构件热负荷(>20～200×104KJ/m2·h)较高时,系统的结垢、腐蚀、微生物粘泥障碍就明显增加,其系统水质稳定便成为突出的问题。于是,人们一方面为提高循环水浓缩倍率,压缩排污率,减少补充水率,控制水质处理指标和排污水处理
6、及污染程度,采取物理法或化学法进行水质稳定处理。另一方面不断地在寻找冷却效率更高的冷却方式。1.23软水汽化冷却系统六十年代,原苏联首先在26座高炉和34个热风炉上采用了汽化冷却,使高炉寿命延长9～15年。随后,日本、西欧、澳大利亚等国相继从原苏联引进了汽化冷却技术。1974年日本在4158m3现代化大型高炉上采用了汽化冷却系统。我国在1958～1965年期间将汽化冷却技术从轧钢加热炉应用推广到高炉及热风阀等设备冷却上。软水汽化冷却系统由被冷却构件、汽水二相混合物上升管、汽水分离汽包、热水下降管、或循环水泵组成。进入高炉被冷却构件内的P=0.
7、4～0.9MPa,t=30℃左右的软化水(H=0.1～0.2dH),由单相流水变成二相流汽水混合物,其热交换系数α2=10000Kcal/m2·h·℃(41860KJ/m2·h·℃)比水热交换系数α1=1674.72～10048.32KJ/m2·h·℃大几倍到几十倍。软水由单相变为二相混合物的过程中,除水升温的显热外,还有水汽化的潜热,从而强化了热交换,从被冷却构件吸收大量热量并随之带走在汽包中汽水分离,产生可利用的蒸汽,同时,使分离出的水降温,进一步再去冷却构件。饱和汽的比重是水的比重1‰,靠汽水混合物和水的比重差造成动压头H0=H(r0-
8、ra),形成自然循环的推动力。当被冷却物件水阻力很大时,可以借助循环水泵推动循环水运行。100m3高炉被冷却构件采用过滤水开路净循环冷却系统时,水耗量242m3/h
