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

(51)4 С 21 В 7/ ГОСПО ДЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ(7 1) Всесоюзный научно-исслеДователь" ский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлур-гии,(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 охлаждающей среды, о тлич ающий с я тем, что, с целью повьппения стойкости охлаядаемых деталей путем улучшения циркуляции охладителя, часть ЯО,. 12 О 6309 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 улучФ шения циркуляции охладителя, проме- и: жуточные разданицие коллекторы разме-щены по высоте печи один от другого фф на расстояниях, соответствующих рав- вы 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 35 40 45 50 55 Изобретение относится к черной ицветной металлургии и может быть использовано в доменном производстве,Цель изобретения - повышение стой"кости охлаждаемых деталей путем улучшения циркуляции охладителя,На чертеже показана доменная печьс системой испарительного охлаждения,вертикальный осевой разрез.Система испарительного охлаждениясодержит охлаждаемые детали в видехолодильных плит 1, в частности, сдвумя залитыми змеевиковыми трубами2 и Зобъединеннымн в циркуляционныйконтур с помощью соединительных труб("калачей") 4-6, опускных 7 и 8, иподъемных 9 и 10 труб, раздающих 11и 12 и собирающих 13 и 14 коллекторов и барабана-сепаратора 15,Между раздающими 11 и 12 и собирающими 13 и 14 коллекторами в зонеинтенсивного обогрева размещены промежуточные раздающие коллекторы 1618 на расстояниях между собой, соответствующих равным гидравлическимсопротивлениям (показаны для одногоконтура охлаждения),.которые соединены с соответствующей общей опускной трубой 7 при помощи промежуточ-ных опускных труб 19-21, на которыхустановлена регулирующая запорнаяарматура 22-24, Аналогичные промежуточные коллекторы соединены с общейопускной трубой 8. Промежуточныеколлекторы могут также сообщаться сводоводом технической воды.На соединительных трубах 4-6 ина выходе из последней холодильнойплиты 1 установлены приборы 25 дляизмерения паросодержания,При сравнительно небольших тепловых потоках устройство регулирования паросодержания в схеме испарителвного охлаждения работает следующим образом. Циркуляционная вода из барабана- сепаратора 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 собойпо высоте печи соединительными трубами 4-6, Образовавшаяся в охлаждаемых деталях пароводяная смесь по подъемным трубам 9 и 10 отводится в барабан-сепаратор 15. 5 10 15 20 25 30 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.1Так 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 определя" ется величиной выхода пара, относительным изменением паросодержания вкаждой 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 запорнуюарматуру 22-24,Таким образом, дополнительнойциркуляционной воды подается столько, сколько необходимо для об спечения примерно равных значений энтальпий для каждой иэ зон, расположенных по высоте печи между промежуточными раздающими коллекторами.При этом поддерживается оптимальный режим охлаждения во всех диапазонах изменения эксплуатационных .параметров УИО (давлений и тепловых потоков),П р и м е р. Доменная печь работа. ет с испарительным охлаждением в зонах заплечиков и шихты. В связи с интенсификацией доменного процесса тепловые потоки на холодильные плиты возрастают, что приводит., за счет возрастания гидравлического сопротив. ления 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-го ряда, шахты, и в нижней (заплечики в . 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 максимальных06309 4тепловых потоках верхней и нижнейзон, разделенных промежуточным разцающим коллектором, приведены втаблице.5 Отношени значений энтальпи верхней нижней зон, Х тимальное ачение конолируемой личины пасодержания рхней иижней зон Давление вбарабане 1 О сепараторе,ата,0 Прросодержание охлаждающей среды на выходе из нижней эоны составляет 0,05, из верхней 0,07, а скорость циркуляции в зонах примерно одинаковая и составляет 0,53 м/с. талеи Пуеимущества предлагаемого спосо"ба и устройства заключаюТся в следу- .ющем. Способ и устройство позволяютравномерно и в соответствии с теплоЗ 5 выми потоками распределить подачуциркуляционной воды таким образом,что в зону меньшего обогрева поступит меньшее количество, а в зонувысоких тепловых потоков - большее 40 количество циркуляционной воды, Приэтом изменяется и знтальпия охлаждающей воды, Это дает возможностьувеличить высоту паросодержащегоучастка за счет вскипания циркуляци онной воды в зоне с меньшими тепловыми потоками, уменьшить величиныпаросодержания в зонах с более высокими тепловыми потоками. Последнее обстоятельство приводит к снижению гидравлического сопротивленияконтура. Исходя из этого, общий полезный напор циркуляции в контуреувеличивается,.коэффициенты теплоот.дачивозрастают, улучшаются гидрав лические характеристики УИО, а следовательно, и условия теплообмена,за счет чего повышается стойкость.Яцола Техред З.Палий р СШекмар Корре едак Заказ 8652/ Вн я наб., д. ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проек Тираж 552 НИИПИ Госудбрственног по делам изобретени Москва, Ж, Рауш