本实用新型涉及冶金企业高炉鼓风脱湿技术领域，更具体的说，涉及一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置。
背景技术：
高炉采用鼓风脱湿技术可以将空气湿度降低并稳定在某一湿度值，达到稳定炉况、降低焦比、提高生铁产量的目的。目前，主要采用高炉鼓风机前冷冻脱湿工艺，即通过冷水机制取冷水，送到设置在高炉鼓风机入口的脱湿器中，用冷水冷却高炉鼓风机进口的湿空气，当湿空气的温度降低到其所含水蒸汽分压力对应的饱和温度，水蒸汽达到饱和状态后，湿空气温度继续下降，空气中的水蒸汽就会结露析出，通过除雾器收集凝水并排出，以达到鼓风脱湿的目的。
冷水机一般按单座高炉脱湿器额定负荷配置，以满足夏季单座高炉鼓风脱湿的需要。对于两座以上的高炉同时进行冷冻脱湿的，一般都将冷水管联通设计成母管制，即各脱湿器及冷水机的冷水接口交叉连通在冷水母管上。冷水母管制使脱湿器及冷水机的运行方式能够灵活调整，根据气温和负荷变化实现一供二(即一台冷水机供两台脱湿器)、二供二、三供二、四供二等不同的运行方式调整，节省运行成本。
但多座高炉脱湿并列运行时有时存在冷量不匹配的问题，以二供二的运行方式为例。因冷水管系配置相同，两台冷水机出口冷水压力相同，根据水的流动特性，即使冷水母管上的阀全开，两台冷水机的冷水也不会完全混合，实际还是各供各的。而高炉的炉况不同所要求风机提供的冷风流量也不同，即流经风机进口脱湿器的流量随着高炉的炉况变化而变化；高炉不同炉况时对冷风含湿量的要求也不同；脱湿换热器因堵塞、结垢、积灰导致换热效果变差而不同；每天气温、湿度都在不断变化；这些因素都会引起鼓风脱湿的所需的冷量变化。
另外各冷水机在使用过程中存在不同程度的制冷效率衰减，冷水机组在外部条件(如冷却水温、水压，蒸汽压力、温度等)变化时制冷量也随之变化。各种因素的变化导致各脱湿器需要的冷量不断变化，需要人工不断的调整各冷水机负荷，也时常出现一台冷水机满载仍不能满足对应脱湿器的需要，另一台冷水机因脱湿器需求不足负荷低的现象。此时如增开一台冷水机，不但会增加运行成本，还会使低负荷的冷水机负荷更低，工作稳定性下降。
技术实现要素：
1.实用新型要解决的技术问题
为了解决多座高炉脱湿并列运行时，脱湿器与冷水机之间冷量不匹配的问题，本实用新型提供了一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，可使各冷水机负荷均衡分配，形成冷水机群供应脱湿机群的模式，提高了冷水机的利用效率，降低了运行成本。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，包括脱湿器、冷水机和冷水母管，所述的脱湿器安装在高炉鼓风机机前管道上，脱湿器和冷水机通过冷水母管连通；其特征在于：还包括脱湿控制单元，所述的脱湿器和冷水机均设置有多个，其上均设置阀门进行调节，且均与脱湿控制单元电连接。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的阀门包括出水阀和进水阀，所述的出水阀连接在脱湿器的出口端，所述的进水阀连接在脱湿器的进口端，且与脱湿控制单元电连接。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的进水阀使用电动调节阀，出水阀使用手动阀。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的冷水母管包括进水母管和回水母管，冷水自冷水机流出通过进水母管到达脱湿器，换热后经过回水母管回到冷水机。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的冷水机依次通过冷水泵出口逆止阀、冷水泵出口阀、冷水泵和冷水泵进口阀连接至回水母管，冷水机的出口端通过冷水机出口阀连接至进水母管。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的进水母管和回水母管上均安装有隔离阀。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的脱湿器中设置有除雾器，将湿气凝结后通过冷凝水管排出。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的脱湿控制单元包括数据采集模块、输出显示模块、输出控制模块和输出报警模块，数据采集模块与现场设备相连，通过输出显示模块显示相关参数，现场设备还与输出控制模块相连受其控制。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的现场设备包括冷水机现场控制箱，脱湿器温度、湿度传感器，阀位变送器，冷却水压力传感器和蒸汽温度、压力传感器；数据采集模块与上述现场设备相连，采集冷水机、脱湿器、进水阀和介质的参数。
作为本实用新型更进一步地改进，所述的冷水机采用溴化锂或离心式冷水机。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，设置多个并列的脱湿器和冷水机，通过进水母管和回水母管连通，并在脱湿器的进水端安装调节阀，通过控制各个调节阀的开度和冷水机的负荷，使低温冷水按需流向相应的脱湿器，实现多座高炉脱湿并列运行时冷量合理分配，提高冷水机的利用效率和运行稳定性，降低运行成本。
(2)本实用新型的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，脱湿器和冷水机均与脱湿控制单元电连接，进水阀采用电动调节阀，也与脱湿控制单元电连接，脱湿控制单元还连接有温度、湿度传感器、阀位变送器等装置，通过采集温湿度信息，智能对阀位的开度进行调节，从而实现冷量智能分配，减少人工成本。脱湿控制单元还设置有报警模块，监控脱湿器和冷水机内部水量是否正常，保证该装置能够得到及时的维修。
(3)本实用新型的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，进水母管和回水母管上设置有隔离阀，能够根据运行需要控制脱湿器和冷水机运行的数量，适应各种生产需求；所述的冷水机和母管之间连接有多个阀门，其中，冷水泵进口阀、冷水泵出口阀和冷水机出口阀，用于在检修或运行方式调整时隔离水路，冷水泵出口逆止阀防止冷水倒流，能够保护冷水泵。
附图说明
图1为冷量分配前后状态对比示意图；
图2为本实用新型的冷量智能分配装置示意图；
图3为本实用新型的脱湿系统结构框图；
图4为本实用新型的脱湿控制单元的控制逻辑图。
示意图中的标号说明：
1、脱湿控制单元；2、电缆；3、脱湿器；4、冷凝水管；5、出水阀；6、进水阀；7、进水母管；8、回水母管；9、隔离阀；10、冷水泵进口阀；11、冷水泵；12、冷水泵出口阀；13、冷水泵出口逆止阀；14、冷水机出口阀；15、冷水机。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
结合图2，本实施例的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，包括脱湿器群、冷水机群、冷水母管、脱湿控制单元1，脱湿器群通过冷水母管与冷水机群连接，脱湿器群和冷水机群均与脱湿控制单元1电连接，传输状态信息及控制信号。
所述的冷水母管包括进水母管7和回水母管8，是脱湿器群和冷水机群之间能量转移的通道。所述的脱湿器群包括多个脱湿器3，各脱湿器3安装在各风机进风管道上，通过低温冷水与风机进风热交换，实现冷冻脱湿，脱湿器3的进口端安装有进水阀6，其采用电动调节阀，再通过管道连接至进水母管7，脱湿器3的出口端安装有出水阀5，其采用手动阀，再通过管道连接至回水母管8，其中，电动调节阀与脱湿控制单元1电连接(即通过电缆2传输各种电信号)，通过自动控制调节低温冷水的流量，根据湿度进行冷量的智能分配调节；出水阀5一般处于常开状态，使用手动阀在一定程度上节约了成本。
所述的冷水机群包括多个冷水机15，多个冷水机15并联，用来制取低温冷水，一般采用溴化锂或离心式冷水机，本实施例采用溴化锂冷水机。所述的冷水机15的进口端依次通过冷水泵出口逆止阀13、冷水泵出口阀12、冷水泵11、冷水泵进口阀10连接至回水母管8，冷水机15的出口端通过冷水机出口阀14连接至进水母管7；其中，冷水泵进口阀10、冷水泵出口阀12和冷水机出口阀14，用于在检修或运行方式调整时隔离水路，冷水泵出口逆止阀13防止冷水倒流，能够保护冷水泵11。冷水经冷水泵11加压后送至冷水机15，在冷水机15内降温后将低温冷水送至进水母管7，然后进入脱湿器3冷却空气，流经脱湿器3的冷水升温后通过回水母管8又进入冷水泵11的进口。
冷水母管上还设置有隔离阀9，用于隔离水路、母管分段，实现脱湿器3和冷水机15的运行方式的调整，如：原来两台冷水机15混合供两台脱湿器3，可用隔离阀9来切断水路，使冷水机15和脱湿器3成单供单的运行方式。
所述的脱湿器3中设置有两条管路，一路与冷水母管连通，用于冷水换热脱湿，另一路为冷凝水管4，脱湿器3内空气冷却后，通过除雾器凝结成水，收集后通过冷凝水管4排出脱湿器3；两条水管隔离，保证冷水机15内的水量正常。
结合图3，所述的脱湿控制单元1包括数据采集模块、输出显示模块、输出控制模块和输出报警模块等，所述的数据采集模块连接有各个冷水机15的现场控制箱，各个脱湿器3的温度、湿度传感器，冷却水压力传感器、蒸汽压力传感器、蒸汽温度传感器等用于测量外部介质信息的工具，各个阀位变送器，通过上述工具采集各冷水机15运行参数(冷水进出口温度等)、各脱湿器3参数(进出口风温、湿度等)、外部介质参数(如蒸汽、冷却水的压力、温度等)和各进水阀6参数(阀位反馈信息)在输出显示模块上显示，方便工作人员实时观察。脱湿控制单元1中设置有调节控制程序，根据采集的相关参数以及同预设参数的比对，通过输出控制模块输出调节信号，控制相应进水阀6的开度和冷水机15的投入负荷，实现冷量的自动合理分配。所述的输出报警模块包括冷水机报警和脱湿器报警，当冷水机15、脱湿器3内部断水、停机时发出警报。
通过冷水流量(即冷量)的合理分配后，可使各冷水机15负荷均衡分配，形成冷水机群供应脱湿机群的模式，只要冷水机群产生的冷量总和能满足脱湿器群所需冷量总和即可，避免了因冷水机15和脱湿器3单供单而引起的负荷不匹配问题，使不同炉容不同的高炉脱湿也能并列运行。能提高冷水机15的利用效率和运行稳定性，降低运行成本。
本实用新型的冷量智能分配装置，采用如下调节原则：
1)两座以上高炉脱湿运行时，停运模式下脱湿器3连接的出水阀5和进水阀6全关，运行状态下脱湿器3的出水阀5全开，进水阀6由脱湿控制单元1控制开度(在程序中选择投运进水阀6联锁控制)。根据多座高炉的要求在脱湿控制单元1中设置脱湿器3出口含湿量(或风温)设定值，由控制程序运算判断，若第一个脱湿器3的出口含湿量低于设定值时，脱湿控制单元1指令关小第一个脱湿器3的进水阀6，减少冷水流量，使冷水更多地流向第二个脱湿器3；当第二个或更多脱湿器3出口含湿量也低于设定值时，通过减小冷水机15负荷(如调整冷水出口温度设定值)来维护冷量的平衡，必要时可停止一台冷水机15。反之，当第一个脱湿器3的出口含湿量高于设定值时，脱湿控制单元1指令开大相应的进水阀6，增大冷水流量，当脱湿器3的进水阀6均全开后，出口含湿量仍高于设定值时，可通过增大冷水机15负荷来维护冷量的平衡，必要时增开冷水机15，使出口含湿量回到标准值范围内，参看图4。
2)在脱湿器3停运或其他原因(如测量元件故障等)需退出时，仍可通过人为输出指令调整该脱湿器3的进水阀6开度。在投入与退出时实现无扰切换，即退出状态时该脱湿器3的出口含湿量设定值自动跟踪实际含湿量，选择投入时设定值等于当时的实际值，进水阀6阀位不变；同样在退出时也保持阀位不变。
3)设置安全保护：
各进水阀6之间的应设置互锁功能，即至少有一只进水阀6全开时，其他进水阀6才允许关小，防止各进水阀6全关，导致冷水机15断水停机。各进水阀6应设置最低开度值，通过程序或限位来设置，约5—10％，即程序控制不能全关，防止脱湿器3的冷水进水全关后，导致脱湿器3内的冷水被吸空。脱湿器3需要退出时再将进出水阀手动同步全关。
脱湿器3出口含湿量(或风温)设定值应设置死区范围，如±1g/nm3(±1℃)，在死区范围内电动阀不作调整，防止电动阀频繁动作导致故障率高。为防止多个电动阀同时动作造成相互干扰，在程序中选择湿度与设定值偏差最大的脱湿器3作为调节对象，每次只调整一只电动阀。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
1.一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，包括脱湿器(3)、冷水机(15)和冷水母管，所述的脱湿器(3)安装在高炉鼓风机机前管道上，脱湿器(3)和冷水机(15)通过冷水母管连通；其特征在于：还包括脱湿控制单元(1)，所述的脱湿器(3)和冷水机(15)均设置有多个，其上均设置阀门进行调节，且均与脱湿控制单元(1)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的阀门包括出水阀(5)和进水阀(6)，所述的出水阀(5)连接在脱湿器(3)的出口端，所述的进水阀(6)连接在脱湿器(3)的进口端，且与脱湿控制单元(1)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的进水阀(6)使用电动调节阀，出水阀(5)使用手动阀。
4.根据权利要求3所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的冷水母管包括进水母管(7)和回水母管(8)，冷水自冷水机(15)流出通过进水母管(7)到达脱湿器(3)，换热后经过回水母管(8)回到冷水机(15)。
5.根据权利要求4所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的冷水机(15)依次通过冷水泵出口逆止阀(13)、冷水泵出口阀(12)、冷水泵(11)和冷水泵进口阀(10)连接至回水母管(8)，冷水机(15)的出口端通过冷水机出口阀(14)连接至进水母管(7)。
6.根据权利要求5所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的进水母管(7)和回水母管(8)上均安装有隔离阀(9)。
7.根据权利要求6所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的脱湿器(3)中设置有除雾器，将湿气凝结后通过冷凝水管(4)排出。
8.根据权利要求7所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的脱湿控制单元(1)包括数据采集模块、输出显示模块、输出控制模块和输出报警模块，数据采集模块与现场设备相连，通过输出显示模块显示相关参数，现场设备还与输出控制模块相连受其控制。
9.根据权利要求8所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的现场设备包括冷水机现场控制箱，脱湿器温度、湿度传感器，阀位变送器，冷却水压力传感器和蒸汽温度、压力传感器；数据采集模块与上述现场设备相连，采集冷水机(15)、脱湿器(3)、进水阀(6)和介质的参数。
10.根据权利要求9所述的一种用于多座高炉脱湿的冷量智能分配装置，其特征在于：所述的冷水机(15)采用溴化锂或离心式冷水机。
技术总结