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    3. 針對工廠結晶器循環水冷卻技術探索

      發布時間:2017-11-06 瀏覽次數:485 來自: 南京企鴻制藥設備有限公司

      南京企鴻制藥設備有限公司自成立以來,一直致力于在制藥、生物、食品和啤酒飲料等行業中使用的衛生級不銹鋼壓力容器、結晶罐、常壓容器、過濾器、衛生泵、流體管道閥門及系統安裝的不銹鋼設備開發、設計、制造、銷售及售后服務于一體的企業。作為南京制藥設備***廠家,質量保障,服務|第|一。

      結晶器作為連鑄機的心臟,高溫鋼水在結晶器中凝固所釋放出的熱量絕大部分是由冷卻水帶走的,因而,結晶器性能的優劣對生產效率和鑄坯質量都會造成直接影響。結晶器性能受冷卻水水質的影響非常大。在實際操作中,冷卻水的暫時硬度一般要控制在80 mg/L(以CaO計)以內,補充水宜采用除鹽水或軟水。    

      在實際工作中,為了保證結晶器具有良好的傳熱效率,***水垢的形成并盡可能地延長結晶器的使用壽命,采用何種冷卻方式和冷卻水道結構能較經濟、合理和適用,需要技術人員根據所在鋼鐵企業的客觀實際情況進行不斷地探索。本文以某廠使用的連鑄機為實例,從技術和經濟兩個方面對幾種常見的結晶器循環水冷卻系統進行了探討。

      結晶器    

      結晶器循環水冷卻系統簡介    

      開路循環水系統    

      采用開路循環水系統的結晶器回水直接利用余壓上冷卻塔,經冷卻塔降溫后的冷卻水再用泵加壓送回,此種系統一般采用工業凈化水,而對于工業凈化水無法滿足設備的用水技術條件時,可以將工業凈化水和軟水混合使用。    

      半閉路循環水系統    

      采用半閉路循環水系統的結晶器回水直接通過熱交換器進行冷卻降溫,然后冷卻降溫后的水會流入泵站吸水井,后通過泵加壓送回。采用此系統通常要設置緩蝕劑加藥裝置和二次冷卻裝置,系統補充水一般采用軟化水。   

      閉路循環水系統    

      采用閉路循環水系統的結晶器冷卻回水通過二次冷卻裝置冷卻,系統補充水一般采用軟水或除鹽水。這種系統大的特點就是水在循環過程中與大氣隔絕。該系統一般設有氮封膨脹罐、自動補水裝置、事故自動泄水閥,且系統的工作壓力由充N2進行控制,自動補水則由膨脹罐內的水位進行控制。與半閉路循環水系統類似,閉路循環水系統也要設置緩蝕劑加藥裝置和二次冷卻裝置。    

      顯而易見,因為以上3種循環水系統的的密閉性不同,所以它們的補水方式、補水水質及循環系統水消耗量也存在不同。    

      結晶器循環水冷卻系統的設計實例

      本文以某廠使用的連鑄機為例。依照該廠使用連鑄機的資料設計并驗證了開路循環水冷卻系統、半閉路循環水冷卻系統和閉路循環水冷卻系統這3種冷卻方式不同的系統。其中,半閉路循環水冷卻系統和閉路循環水冷卻系統冷卻水的暫時硬度按小于10 mg/L設計;開路循環冷卻水的暫時硬度按60 mg/L設計。    

      對所設計的三種循環水冷卻系統的參數進行比較。    

      性能比較    

      對于開路循環水冷卻系統而言,因為水直接與空氣接觸,存在蒸發損失,再考慮到排污和泄露損失,所以在三個系統中它的補水量大,本實例中,它的補水量為循環水量的3%;對于閉路循環水冷卻系統,隨著循環冷卻過程的進行,水不存在蒸發、濃縮和排污,所以它的補水量在三個系統中小,本實例中,該系統的補水量低于循環水量的0.1%;半閉路循環水冷卻系統的補水量介于其它兩種系統之間,在本實例中,其補水量為循環水量的0.5%。    

      開路循環水冷卻系統水質差,由于系統是開放的,水直接與外界大氣接觸,所以外界灰塵很容易進入,并且因為陽光照射的緣故,可能出現大量的藻類繁殖,而這些極易產生生物粘泥,進而影響冷卻效果,閉路循環水冷卻系統則更|好相反。    

      開路循環水冷卻系統因直接與大氣接觸,所以系統中的溶解氧含量通常都較閉路和半閉路循環水冷卻系統高,故它的腐蝕率也較另外兩者高。    

      開路循環水冷卻系統因為利用了余壓,所以有一|定的節能效益,但它沒有閉路循環水冷卻系統對設備回水壓力的利用充分,所以節能效果沒閉路循環水冷卻系統好。半閉路循環水冷卻系統因為不能利用余壓,所以能耗高。    

      開路循環水冷卻系統因為不需要設置二次冷卻裝置,所以建設成本低,且操作使用簡便。    

      因為開路循環水冷卻系統的年補充軟水量高,所以系統的年能源消耗費用高;而閉路循環水冷卻系統的年補充軟水量和年耗電量低,所以它的年能源消耗費用低。    

      綜上可知,在投資允許的情況下,推薦采用軟水閉路循環水冷卻系統,它具有安全、經濟、節能、水質好和腐蝕小等優點。    

      暫時硬度的設計值與補充水暫時硬度的關系    

      如果已經確定結晶器冷卻水的暫時硬度值,則在進行系統設計時***對補充水的形式進行充分考慮。    

      根據《連鑄工程設計規定》的規定,結晶器冷卻水暫時硬度的設計值以CaO計要控制在10.0~80.0 mg/L的范圍之內。在我國北方的一些地區,原水的暫時硬度通常都較高。因此,連鑄結晶器冷卻水質暫時硬度的設計值可以設為低于40.0 mg/L,宜采用軟水閉路循環水冷卻系統。    

      與此不同的是,我國南方一些地區的原水暫時硬度較低。所以,結晶器冷卻水質暫時硬度的設計值可以設為80.0 mg/L左右,可采用開路循環水冷卻系統,并采用部分工業水和部分軟水混合的方式進行系統補水。顯而易見,這時的軟水補充量相對少,設備投資小,既合理又經濟。   

      通過以上分析可知,在開路循環水冷卻系統、半閉路循環水冷卻系統和閉路循環水冷卻系統三種系統當中,閉路循環水冷卻系統具有冷卻水水質好、軟水補充量小和能耗低等優點,在投資允許的情況下,是原水暫時硬度較高地區的方案。當然,對于那些原水暫時硬度較低的地區,可以考慮采用開路循環水冷卻系統。因為開路循環水冷卻系統的補充水可采用工業水和軟水混合使用的方式,所以軟水補充量相對少、系統的運營成本較

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