汽化冷卻

汽化冷卻技術是利用水汽化吸熱，帶走被冷卻對象熱量的一種冷卻方式。受水汽化條件的限制，在常規條件下汽化冷卻只適用於高溫冷卻對象。對於同一冷卻系統，用汽化冷卻所需的水量僅為溫升為10℃時水冷卻水量的2%，且少用90%的補充水量，汽化冷卻所產生的蒸汽還可以利用，或者併網發電。

基本介紹

• 中文名：汽化冷卻
• 外文名：evapouration cooling
• 套用：軋鋼加熱爐、煉鋼轉爐
• 主要設備：汽包、上升聯箱、下降聯箱等
• 優點：減少能耗
• 學科：冶金工程

介紹

加熱爐冷卻水管的出水溫度一般可達60℃左右，由於度低，無法利用而排放掉，損失許多熱能。若將出水水溫提高到沸點以上，不影響水管冷卻功能，產生低壓蒸汽，稱為汽化冷卻。汽化冷卻 時，利用位置較高的汽包使蒸汽和水分離，低壓蒸汽可供取暖或加熱原油，液體水又重新回到冷卻系統中循環使用。

水汽化時吸收熱量多。另外，大 部分水循環使用，冷卻水消耗量降 低80%，熱量損失也可降低10%左 右。汽化冷卻系統包括軟水裝置、 供水設施（水箱、水泵）、冷卻構件、 管道、汽包等，投資較大。汽化冷卻循環分自然循環和強 制循環。自然循環節省運營費用，但 啟動循環時仍需強制進行。蒸汽供應要求穩定可靠，中小 型軋鋼車間加熱爐軋機事故多、爐溫波動大，這時安裝汽化冷卻系統 就應審慎考慮。

設備裝置

汽化冷卻裝置包括汽包、上升聯箱、下降聯箱、泵、活動梁和固定梁等。活動梁和固定梁均分別構成冷卻迴路。迴路下降管上裝有泵，進行強制循環。立柱內裝有芯管。在活動梁的兩端設有步進旋轉接頭。所述的步進旋轉接頭由導向裝置，恆力吊架、防振裝置和活接頭等組成。獨特的立柱結構和可靠的步進旋轉接頭。

汽化冷卻裝置

除氧給水系統

由鈉離子交換器送入的軟化水進入軟水箱，通過軟水泵及調節閥再送入大氣式熱力除氧器；除氧水應符合《低壓鍋爐水質》標準，除氧軟化水通過給水泵經給調節閥送進入汽包。

共設兩台軟水泵，1台運行，1台備用。

從汽包出口接出的蒸汽經減壓閥和調節閥進入除氧器，除氧器中軟水和蒸汽充分混合，達到除氧器額定壓力下的飽和溫度。從水中分離出的空氣由除氧器頂部排入大氣，除氧後的水則進入除氧水箱。除氧水箱中通入一根蒸汽管，使除氧水達到飽和溫度，對水中的殘餘氧進行二次除氧，除氧水箱的水位和除氧器的壓力均可自動調節控制。

除氧水箱出來的除氧軟水由給水泵再送入汽包。

給水泵包括2台電動泵（1台運行，1台備用）；另設1台事故柴油給水泵。在電動給水泵斷電時，向汽包供水，確保整個系統的安全。

加藥裝置向汽包內加入磷酸三鈉溶液，使包內水中經常保持一定量的磷酸根。由於內水管的水處在沸騰狀態，它的鹼性較強（ PH值在10~12的範圍內），水中的鈣離子與磷酸根發生反應生成含鹼根的磷酸鈣。含鹼根的磷酸鈣是一種鬆軟的水渣，可隨汽包排污時排出，並不會粘附在水梁內形成水垢。加藥裝置設有1隻溶液箱，2台柱塞式加藥泵（1台運行，1台備用）；磷酸鹽溶液箱的有效容積，應滿足加熱爐一晝夜所用軟水的藥液消耗量。

汽包

各冷卻迴路的冷卻水在水梁內吸熱，一部分水會汽化，汽水混合物通過上升管進入汽包，在汽包內實現汽水分 離，則蒸汽被送入蒸汽管網或通過放散管排入大氣。汽包的蒸汽主管設有流量計；運行中汽包工作壓力保持在1.27MPa；各個自動調節閥均設有手動旁路管道。汽包還設有定期排污管和連續排污管，以便將汽包內的雜質、水中的含鹽渣排除。汽包設有啟自動放散管，便於系統的試壓、調試和啟動。

汽包設有雙色水位計，汽包水位的調節給水流量和汽包水位兩個信號組成的雙衝量調節系統，還設有兩套獨立的遠傳水位信號指示。當汽包水位超低時，則發出報警信號。

循環水泵

汽包有2根下降管，接至下降管總進水聯箱，供給三台循環水泵。其中2台循環水泵是電機驅動，1台是柴油機驅動。柴油機循環水泵作為停電、事故的備用泵。

各循環水泵出口管均接至循環迴路總分配聯箱，分配聯箱接出供水管，將循環水分別送入循環迴路。

在循環水泵的進水和回水聯箱之間設有壓差測量，壓差超高或超低時發出報警信號，啟動備用電動循環水泵或柴油機循環水泵，在給定的時間內，壓差值若還不能恢復到正常值時，則發出報警信號。

循環冷卻迴路

汽化冷卻系統分循環冷卻迴路，活動梁進出口處設有兩套帶旋轉接頭的步進裝置。

優點

對於同一冷卻系統，用汽化冷卻所需的水量僅為溫升為10℃時水冷卻水量的2%，且少用90%的補充水量，汽化冷卻所產生的蒸汽還可以利用，或者併網發電，汽化冷卻一般使用除氧後的軟化水，減少對設備的腐蝕。 用軟化水或純淨水作為冷卻介質，避免了冷卻系統發生腐蝕、結垢和堵塞現象，從而延長了水梁立柱及其連線管道的使用壽命，減少了設備的事故，提高了軋機作業率；隨著循環水量和損失水量的減少，補充水量和耗電量也相應減少，同時利用水梁和立柱吸收的熱量通過汽包產生蒸汽併入公司蒸汽主管網。因此，一方面提高了加熱爐的熱效率，降低了燃料消耗；另一方面對全廠蒸汽量進行了補充。與工業水循環加熱爐相比，汽化冷卻系統取消了冷卻塔，減少了環境污染和設備占地，對汽化冷卻產生的副產品――蒸汽可以充分利用。

主要套用

主要套用在軋鋼加熱爐、煉鋼轉爐等工業爐中。

在軋鋼加熱爐中的套用

通過下降管使水從汽包中流出，進入活動梁和固定梁分別構成冷卻迴路，通過上升管回到汽包循環，在汽包中進行汽水分離，使蒸汽輸送到管網中，水進行再循環。一種是在迴路下降管上裝有泵，進行強制循環，另外一種方式是把汽包安裝到高處，進行自然循環。水梁立柱內裝有芯管，在活動梁的兩端設有步進旋轉接頭。所述的步進旋轉接頭由導向裝置，恆力吊架、防振裝置、排汽閥門和活接頭等組成。獨特的立柱結構和可靠的步進旋轉接頭。鋼鐵企業加熱爐的爐底管大多採用汽化冷卻，實踐證明它具有明顯的節能節水效果，並可減輕鋼坯“黑印”，改善了鋼坯溫度的均勻性。

在轉爐中的套用

該系統是利用汽化冷卻煙道代替原水冷煙道，以達到餘熱回收利用，省電、省水的目的。當前轉爐煉鋼煙汽除塵系統大都採用OG法，這種方式除塵系統可分為三大部分，即汽包及餘熱鍋爐部分、汽包供水部分及煤氣回收部分。而汽包及餘熱鍋爐和汽包供水兩大部分是轉爐煉鋼必不可少，該系統用來清除轉爐煙汽中粉塵、降低煙汽溫度以及吸收蒸汽節約能源等多重作用。