Способ регулирования паросодержания охлаждающей среды в установках испарительного охлаждения металлургических агрегатов и устройство для его осуществления

 

1.Способ регулирования паросодержания охлаждающей среды в установках испарительного охлаждения металлургических агрегатов, включакшщй подачу в охлаждающую среду в теплонагруженные детали циркуляционного контура дополнительной , недогретой до насьщения,охлаждающей среды, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости охлаждаемьпс деталей путем улучшения циркуляции охладителя, часть циркуляционного расхода охладителя подают из общей опускной трубы в охлаждаемые детали и поддерживают в них равные энтальпии охладителя, а величину части циркуляционного расхода определяют путем сравнения значений паросодержания в соответствующих деталях циркуляционных контуров . 2.. Устройство регулирования паросо- Удержания охлаждающей среды в устаг новках испарительного охлаждения металлургических агрегатов, содержащее опускные и подьемные трубы, ба- Рабан-сепаратор, охлаждаемые детали, промежуточные опускные трубы и раздающие коллекторы с регулирующей арматурой , отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости охлаждающих деталей путем улучшения циркуляции охладителя, промежуточные раздакнцие коллекторы размещены по высоте печи один от другого на расстояниях, соответствующих равным гидравлическим сопротивлениям участков контуров охлаждаемых деталей , расположенных между двумя промежуточными раздающими коллекторами, причем охлаждаемые детали снабжены приборами для измерения паросодержания , установленными перед каждым промежуточным раздающим коллектором и на выходе из последней охлаждаемой детали циркуляционных контуров. ю о Од 00 о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflYSËИН (51) 4 С 21 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/и: (21) 3502649/22-02 (22) 22.10.82 (46) 23.01.86. Бюл. № 3 (7 1) Всесоюзный научно-исслеДователь ский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) Б.P.Ãðàíîâñêèé, Я.И.Дульфан, .

А.П.Егоричев, А.М.Рабинович,.

А.И.Толочко и В.А.Язев (53) 669. 162.214 (088. 8) (56) Патент ФРГ № 1533831; кл. С 21 В 7/10, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 850663, кл. С 21 В 7/10, 1978..(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРОСОДЕРЖАНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СРЕДЫ В УСТАНОВКАХ

ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ регулирования паросодержания охлаждающей среды в установках испарительного охлаждения металлургических агрегатов,включающийподачу в охлаждающуюсреду втеплонагруженные детали циркуляционного контура дополнительной, недогретой до насьпцения охлаждающейсреды, отличающийся тем, что, с целью повьппения стойкости охлажцаемых деталей путем улучшения циркуляции охладителя, часть

„„SU,. 1206309 А циркуляционного .расхода охладителя подают из общей опускной трубы в охлаждаемые детали и поддерживают в них равные энтальпии охладителя, а величину части. циркуляционного расхода определяют путем сравнения значений паросодержания в соответствующих деталях циркуляционных контуров.

2.устройство регулированияпаросо.держания охлаждающей среды в уста ковках испарительного охлаждения металлургических агрегатов, содержащее опускные и подъемные трубы, барабан-сепаратор, охлаждаемые детали, промежуточные опускные трубы и раз- дающие коллекторы с регулирующей арматурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости охлажданпцих деталей путем улучO шения циркуляции охладителя, проме- и: жуточные разданицие коллекторы размещены по высоте печи один от другого на расстояниях, соответствующих рав- >и ным гидравлическим сопротивлениям участков контуров охлаждаемых деталей, расположенных между двумя промежуточными раздающими коллекторами, причем охлаждаемые детали снабжены приборами для измерения паросодержания, установленными перед каждым промежуточным раздающим коллектором и на выходе из последней охлаждаемой детали циркуляционных контуров.

1206309

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано в доменном производстве.

Цель изобретения — повышение стой" кости охлаждаемых деталей путем улучшения циркуляции охладителя.

На чертеже показана доменная печь с системой испарительного охлаждения, вертикальный осевой разрез.

Система испарительного охлаждения содержит охлаждаемые детали в виде холодильных плит 1, в частности, с двумя залитыми змеевиковыми трубами

2 и 3, .объединенными в циркуляционный контур с помощью соединительных труб (" калачей" ) 4-6, опускных 7 и 8, и подъемных 9 и 10 труб, раздающих 11 и 12 и собирающих 13 и 14 коллекторов и барабана-сепаратора 15.

Между раздающими 11 и 12 и собирающими 13 и 14 коллекторами в зоне интенсивного обогрева размещены промежуточные раздающие коллекторы 1618 на расстояниях между собой, соответствующих равным гидравлическим сопротивлениям {показаны для одного контура охлаждения),.которые соединены с соответствующей общей опускной трубой 7 при помощи! промежуточ- ных опускных труб 19-21, на которых установлена регулирующая запорная арматура 22-24. Аналогичные промежуточные коллекторы соединены с общей опускной трубой 8. Промежуточные коллекторы могут также сообщаться с водоводом технической воды.

На соединительных трубах 4-6 и на выходе из последней холодильной плиты 1 установлены приборы 25 для измерения паросодержания.

При сравнительно небольших тепловых потоках устройство регулирования паросодержания в схеме испарителвного охлаждения работает следующим образом.

Циркуляционная вода из барабанасепаратора 15 поступает в общие опускные трубы 7 и 8,из которых через раздающие коллекторы 11 и 12 подводится в змеевиковые трубы 2 и 3 охлаждаемых деталей-холодильных плит

1, соединенных между собой по высоте печи соединительными трубами 4-6.

Образовавшаяся в охлаждаемых деталях пароводяная смесь по подъемным трубам 9 и 10 отводится в барабан-сепаратор 15.

При увеличении тепловых потоков, что характеризуется ростом массовогс паросодержания в охлаждающей смеси, и соответственно увеличении выхода пара, что контролируется приборами

25 по высоте печи, часть циркуляционной воды из общей опускной трубы

7 поступает в наиболее теплонагруженные холодильные плиты 1 через промежуточные опускные трубы 19-21, раздающие коллекторы 16, 17 или 18.

При максимальных тепловых потоках работают все промежуточные раздающие коллекторы. 16-18.

Количество промежуточных раздающих коллекторов и расстояние между ними по высоте выбирается конкретно для каждой установки испарительного охлаждения и зависит от технологических и конструктивных ее особенностей.

Так как энтальпия части циркуляционной воды, поступающей из раздающих коллекторов 16-18 в плиты 1, намного ниже знтальпии среды в де-. талях, то общее значение энтальпии в охлаждакщих змеевиковых трубах 2 и 3 падает, что приводит к уменьшению в них парообразования. Одновременно несколько уменьшается расход циркуляционной воды через охпаждаемые детали, расположенные ниже промежуточного коллектора, например, коллектора 16, что приводит к увеличению паросодержания. Количество подаваемой циркуляционной воды через промежуточные раздающие коллекторы и число работающих промежуточных раздающих коллекторов определяется величиной выхода пара, относительным изменением паросодержания в каждой части подъемного контура между промежуточными раздающими коллекторами и. суммарным значением циркуляционного расхода в установке.

В результате сравнительного анализа с применением ЭВМ и в соответствии с требуемым количеством дополнительной циркуляционной воды подается сигнал на регулирующую запорную арматуру 22-24.

Таким образом, дополнительной циркуляционной воды подается столько, сколько необходимо для об спечения примерно равных значений энтальпий для каждой иэ зон, расположенных по высоте печи между промежуточными раздающими коллекторами.

Отношени значений энтальпи верхней нижней зон, X

Давление в барабанесепараторе, ата тимальное ачение конолируемой личины пасодержания рхней и ижней зон

3 5 0,04-0,07

1,8 0,04-0,07

3,5

1,1 0,04-0,07

5 0

При этом поддерживается оптимальный режим охлаждения во всех диапазонах изменения эксплуатационных .параметров УИО (давлений и тепловых потоков).

Пример. Доменная печь работает с испарительным охлаждением в зонах заплечиков и шихты. В связи с интенсификацией доменного процесса тепловые потоки на холодильные плиты

l возрастают, что приводит., за счет возрастания гидравлического сопротивления к понижению циркуляционного расхода и соответственно к увеличе нию паросодержания на выходе из охлаждающих трубок холодильников шахты до 0,15 (при норме не выше 0,10) и уменьшению скорости циркуляции в ,этих трубках до 0,3 м/с (минимально допустимое значение этой скорости

0,4 м/с). В то же время в нижних зонах (заплечики — 3-й ряд шахты) циркуляционная вода не вскипает (паросодержание — нуль) и скорость ее составляет 0,65 м/с. Такое положение может вызвать выход из строя охлаждающих трубок холодильных плит, ухудшение качества их охлаждения и, как.следствие, повышение температуры тела холодильной плиты.

Для повышения стойкости холодильных плит часть циркуляционной воды (180 т/ч) из общей опускной трубы (расход в ней составляет 342 т/ч) подают в холодильные плиты, начиная с четвертой зоны шахты (наиболее теплонагруженнуе). В зонах эаплечики — третий ряд шахты расход состав,ляет 162 т/ч, а начиная с четвертого ряда шахты через холодильные плиты ,проходит весь циркуляционный расход установки, т.е. 342 т/ч. За счет такого распределения циркуляционного

/расхода получают примерно равные значения энтальпий циркуляционной воды на выходе из верхней, начиная с

4-ro ряда, шахты, и в нижней (заплечики †. 3-й ряд шахты) зоне печи.

Такое распределение циркуляционной воды получают при помощи промежуточных опускного и раздающего коллекторов, размещенных между третьими и четвертыми рядами шахты, при этом участки контуров, расположенные до промежуточного раздающего коллектора и после него, имеют примерно равные гидравлические сопротивления.

Отличие в значениях энтальпий охлаждающей среды при максимальных

06309 4 тепловых потоках верхней и нижней зон, разделенных промежуточным разцающим коллектором, приведены в таблице.

Прросодержание охлаждающей среды на выходе из нижнеи эоны составляет

0 05 из верхней 0,07, а скорость циркуляции в зонах примерно одинаковая и составляет 0,53 м/с.

Пуеимущества предлагаемого спосо" ба и устройства заключаются в следу- . ющем. Способ и устройство позволяют равномерно и в соответствии с теплоЗ5 выми потоками распределить подачу циркуляционной воды таким образом, что в зону меньшего обогрева поступит меньшее количество, а в зону высоких тепловых потоков — большее

40 количество циркуляционной воды. При этом изменяется и знтальпия охлаждающей воды. Это дает возможность увеличить высоту паросодержащего участка за счет вскипания циркуляци45 онной воды в зоне с меньшими тепловыми потоками, уменьшить величины паросодержания в зонах с более высокими тепловыми потоками. Последнее обстоятельство приводит к снижению гидравлического сопротивления контура. Исходя из этого, общий полезный напор циркуляции в контуре увеличивается,.коэффициенты теплоотдачи возрастают, улучшаются гидрав55 лические характеристики УИО, а следовательно, и условия теплообмена, за счет чего повышается стойкость деталей.

1206309

Составитель P.Ñåéôóëîâ

Редактор Н.Яцола Техред З.Палий Корректор СЛ1екмар

Заказ 8652/26 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4