ПРИМЕНЕНИЕ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЗДЕНИЯ
При испарительном охлазденщ по С. М. Андоньеву металлургических печей используется в основном окритая теплота парообразования для отвода тепла егг осаждаемых деталей. Холодна* Задающая вода заменена кипящей, отвод тепла осуществляется за счет образования и отвода пара Тепло, отбираемое охлтощей водой, затрачивается на ее испарение. Так как скрытая теплота парообразования составляет-5400 ккад/кгпри атмосфер-
гз>1/ £Г |
План 60000 |
Рис. 3.27. Вентиляторная шестисекционная градирня с капельным оросителем: I — водораспределительное устройство; 2 — водоподводящая труба; 5 — капельный ороситель; 4 — во — доулавливающие жалюзи; 5 — вытяжной диффузор; б — вен гилятор; 7 — электродвигатель вентилятора; 8 — водосборный резервуар; 9 — воздухонаправляющие козырьки (стрелками показано направление потока воздуха)
ном давлении, то каждый килограмм воды* испаряясь, отбирает от стенки охлаждаемой детали 540 ккал. Кроме того, 1 кг воды, поступая в систему с тем — пературой -30 °С и нагреваясь до кипения, отбирает еще ~70 ккал.
Таким образом, при испарительном охлаждении 1 кг охлаждающей воды отводит 600 ккал вместо 10 ккал при водяном охлаждении, что позволяет сократить расход воды (при полном переводе печи на испарительное охлаждение) примерно в 60 раз, а иногда и более.
Во избежание трудностей, связанных с применением прямоточной схемы испарения воды при переменных тепловых нагрузках, для всех металлургических печей принята система испарительного охлаждения с многократной циркуляцией.
Установка испарительного охлаждения работает на химически очищенной воде.
Принципиальная схема испарительного охлаждения представлена на рис. 3.29 охлаждаемые детали присоединены двумя трубами к барабану-сепаратору. По опускной трубе вода из барабана-сепаратора подводится к детали; по подъемной трубе пароводяная смесь отводится в барабан-сепаратор, где пар отделяется от воды и отводится по паропроводу.
Вода в системе циркулирует непрерывно. При этом возможно применение естественной циркуляции, основанной на разности удельных весов воды в опускной трубе и пароводяной смеси в подъемной трубе, и принудительной, осуществляемой циркуляционными насосами. Вода, отводимая в виде пара, восполняется питательной водой, подаваемой в барабан-сепаратор. Когда используется пар, потери воды в общем, балансе завода составляют 10 % от обычных для водяного охлаждения.
Испарительное охлаждение в отличие от водяного обеспечивает полную увязку охлаждения с технологией работы металлургической печи.
Действительно, при водяном охлаждении для надежности работы печи требуется подавать количество воды, соответствующее максимально возможным тепловым нагрузкам, так как вследствие повышения температуры воды происходит выпадение накипи. При испарительном охлаждении движение охлаждающего потока пароводяной смеси делается более турбулентным при увеличении тепловой нагрузки, и надежность охлаждения сохраняется.
Таким образом, при испарительном охлаждении достигается саморегулирование процесса охлаждения.
Система испарительного охлаждения имеет следующие преимущества:
а) увеличивается срок службы охлаждаемых деталей металлургических печей, и исключаются горячие ремонты печей из-за прогара деталей благодаря применениго химически очищенной воды;
б) исключаются охладительные устройства (градирни, брызгальные бассейны и пруды), водоводы больших диаметров и мощные насосные станции;
в) можно использовать тепло охлаждающей воды без осложнения условии эксплуатации печи благодаря независимости системы охлаждения от потребителей тепла (возможность удаления излишков пара или всего пара в случае необходимости в атмосферу);
г) уменьшаются капиталовложения, и упрощается эксплуатация; д) при естественной циркуляции допускаются кратковременные отключения электроэнергии.
б
оода, т |
Охлтдае/tofi |
flap. m |
b.% VI *» I,% |
||
Неточны бодосно&кемя |
Рис, 3.29. Принципиальные схемы испарительного охлаждения: а — с естественной циркуляцией; ~~~с принудительной циркуляцией; в — принцип охлаждения
В комплексе установок испарительного охлаждения металлургических печей входит установка испарительного охлаждения и относящееся к ней цеховое и вне цеховое хозяйство.
Цеховое хозяйство включает коммуникации питательных водоводов, насосные станции и цеховые паропроводы.
Вне цеховое хозяйство, специально сооружаемое или развиваемое для нужд испарительного охлаждения, включает химическую очистку воды, деаэраци — онные установки, запасные емкости для химически очищенной воды и т. п.
Рис. 3.30. Принципиальная схема установки испарительного охлаждения: і — регулятор уровня; 2 — барабан-сепаратор; 3 — расходомер для пара; 4 —расходомер для питательной воды; 5 — регистратор давления питательной воды; 6 — водомерное стекло; 7 — противокавитационная вставка. — непрерывная продувка; 9 — снгнализатор уровня; 10 — опускной коллектор; 11 — трубопровод нереодической продувки; 12 — индивидуальная подъемная труба; 13 — циркуляционный насос; / — коллектор подъемных труб; 15 — сливная воронка; 16 — сливные трубы; 17 — охлаждаемые детали |
Установка испарительного охлаждения состоит из охлаждаемых деталей, коммуникаций, циркуляционных насосов (при принудительной циркуляции), ба- рабанов-сепараторов, контрольно-измерительной аппаратуры (КИП) и автоматики.
Принципиальная схема установки испарительного охлаждения представлена на рис. 3.30.
Ввиду того, что испарительное охлаждение — это теплотехническая задача, мы адресуем читателей к работам А. М. Андоньева и его последователей.