Логотип – ПРАЙМХОЛОД
(044) 369-58-19
(044) 227-50-17
info@primeholod.com.ua
г.Киев, ул. Бориспольская, 9

Системы охлаждения в металлургической промышленности

В последнее время широко внедряется система испарительного охлаждения металлургических печей (доменных, мартеновских, электроплавильных, нагревательных и вагранок). При испарительном охлаждении тепло от нагретых элементов печи отводится водой, нагревающейся до образования пароводяной эмульсии. При этом используется скрытая теплота парообразования, т. е. тепло, отбираемое охлаждающей водой, затрачивается на ее испарение. В холодильники печи подается вода, освобожденная от солей жесткости и лишенная коррозионных свойств. Получаемый пар используется на технологические нужды завода.

При испарительном охлаждении 1 кг воды, испаряясь, отбирает у охлаждаемой детали 539 ккал. Кроме того, поступающая в систему вода, нагреваясь до кипения, отбирает еще 70 ккал. Чтобы отобрать такое же количество тепла при водяном охлаждении при повышении температуры воды на 10° С потребовалось бы (539+70)/10~60 кг воды, т. е. в 60 раз больше, чем при испарительном охлаждении.

В схеме с принудительной циркуляцией вода из бака-сепаратора подается к детали с помощью специального насоса, при этом давление в системе может быть доведено до 18—40 кгс/см2.

Испарительное охлаждение имеет следующие достоинства: 1) вода необходима на охлаждение деталей лишь нижнего строения металлургических печей, т. е. требуется примерно 30% ее общего расхода при водяном охлаждении; 2) обеспечивается надежность работы печи и сокращаются ее простои для ремонта охлаждаемых деталей; 3) используется тепло охлаждающей среды в виде пара; 4) уменьшаются в три раза объем сооружений и мощность системы водоснабжения.

До настоящего времени системы испарительного охлаждения доменных печей резервируются устройством водяного охлаждения, что вызывает дополнительные капиталовложения.

Охлаждение узлов оборудования широко применяется в самых различных областях техники. По своему назначению его можно подразделить на два вида: охлаждение с целью понижения температуры в рабочем объеме оборудования и охлаждение с целью обеспечение стойкости конструкции собственно охлаждаемого узла. В ряде случаев эти две цели фактически совпадают. Так, в компрессоре с водяным охлаждением последнее, с одной стороны, снижает показатель политропы сжатия, делая процесс сжатия более экономичным, а, с другой, - предотвращает опасный перегрев конструктивного обрамления рабочего пространства машины. Напротив, при охлаждении, например, псевдоожиженного слоя в печах обжига в кипящем слое погруженными в него холодильниками-теплообменниками- целью является лишь понижение температуры рабочего объема (самого слоя); если эта цель не ставится, холодильники просто не нужны.

В настоящее время подавляющее большинство пирометаллургического оборудования - металлургических печей - в той или иной степени относится к охлаждаемым агрегатам. В некоторых из них - шахтных, Ванюкова, фьюминговых и некоторых других - охлаждаемые узлы являются основой конструкции печи. В других печах эти узлы составляют небольшую часть конструкции, однако при этом могут играть весьма значительную роль в работе агрегата, во много раз увеличивая его межремонтную кампанию или делая возможным осуществление в печи таких технологических функций, которые в отсутствие охлаждения узла были бы практически невозможны.

В отечественной металлургии производства металлов использование охлаждения в печах особенно велико по сравнению с зарубежной практикой. Это объясняется тем, что до последнего времени одним из генеральных направлений развития нашего пирометаллургического производства являлось форсирование печей, стремление повысить их удельную производительность. Это давало возможность снизить капитальные затраты при строительстве и реконструкции металлургических объектов или повысить мощность действующих переделов без значительных капиталовложений. Поскольку увеличение удельной производительности ведет к повышенному износу конструкции печи, прежде всего ее огнеупорной футеровки, форсированный режим работы становится возможным только при защите конструкции путем использования охлаждения.

Вследствие этого отечественная металлургия обладает несомненным приоритетом в части использования в различных печах охлаждаемых узлов разных конструкций, а также в отношении применения в них разных систем охлаждения.


На зарубежных предприятиях удельная мощность печных агрегатов при прочих равных условиях обычно существенно, иногда в 2-3 раза и более, меньше, чем на отечественных. Соответственно, отпадает надобность и в охлаждении многих узлов и корпуса печей в целом. Тем не менее, и в данном случае полностью отказаться от охлаждения чаще всего не представляется возможным. Однако используется охлаждение при этом обычно только для ограниченных по площади узлов, которые работают в тяжелых условиях даже при небольшой удельной производительности печи.

Работа охлаждаемого узла или элемента в печи характеризуется рядом показателей, которые определяются тремя группами величин. Первая группа - это характеристика воздействия на охлаждаемый элемент со стороны рабочего пространства печи. К этой группе относятся температура рабочего пространства, теплофизические и физико-химические свойства печной среды, которая контактирует с элементом, показатели гидроаэродинамического воздействия среды на элемент и ряд других. Вторая группа - это характеристика стенки охлаждаемого элемента, разделяющей печное пространство и среду, охлаждающую элемент. К этой группе относятся конструкция стенки элемента и теплофизические и физико-химические свойства материала стенки. Наконец, третья группа, - это характеристики охлаждающей элемент среды. К ним относятся температура среды, ее теплофизические и физико-химические свойства, показатели гидроаэродинамического воздействия охлаждающей среды на стенку элемента и некоторые другие.

Способ (система) охлаждения непосредственно определяет интенсивность процесса отвода тепла к охладителю, хотя в той или иной степени влияет и на характеристики стенки, а через последние - на интенсивность воздействия печной среды на элемент. Все же, поскольку система охлаждения в наибольшей степени определяет интенсивность охлаждения, именно с точки зрения последней обычно в первую очередь характеризуют разные системы.

В настоящее время для охлаждения узлов металлургических печей преимущественно используют три системы: воздушную, холодной водой под положительным избыточным давлением (ее называют просто водяным охлаждением) и испарительную. Воздушное охлаждение ввиду, прежде всего, особых теплофизических свойств охладителя - воздуха характеризуется весьма низкой интенсивностью охлаждения, в силу чего может применяться и применяется только для ограниченного круга условий, в которых работают охлаждаемые узлы. Интенсивность охлаждения холодной водой, по меньшей мере, на два порядка выше, чем при воздушном охлаждении; еще больше, как правило, интенсивность при испарительной системе охлаждения. Эти две системы охлаждения и применяются для печных узлов, работающих в тяжелых условиях.

index.php?option=com_content&view=article&catid=10&id=25 "ПРАЙМХОЛОД" -
многофункциональное предприятие,
реализующее крупные
проекты

по комплексному оснащению
системами холодоснабжения

Оставьте заявку по
интересующей Вас
продукции или услуге.
Мы с Вами обязательно
свяжемся!

Компания "ПРАЙМХОЛОД" выполняет
проектирование, строительство
и реконструкцию складских
низкотемпературных помещений.
Подбор оптимального оснащения.

© 2016 PRIMEHOLOD. Все права защищены
Сайт продвигается в Abweb