铅冶炼烟化炉冷却水系统改造与实施

2011-06-06 06:57:34杨蔚李丽
关键词:水套炉体汽化

杨蔚,李丽

(1.河南豫光金铅股份有限责任公司,河南济源454650;2.河南济源职业技术学院,河南济源454650)

烟化提锌系统采用的主要设备是烟化炉,烟化炉炉床面积为8 m2,烟化炉炉体四壁由上段风口水套、风口水套、炉底风口水套、渣口水冷水套、烟道水冷水套、底层水冷水套共计25片水冷水套组成[1-2].在实际使用中出现烟化炉水冷水套温度偏高的情况,本文针对这一现象分析了问题的原因,并进行了烟化炉水冷水套明流畅口回水改造,效果明显,问题得到了解决.

1 烟化炉水冷水套循环冷却水系统现状

1.1 烟化炉水冷水套基本情况

烟化炉水冷水套循环冷却水工艺流程如图1.

图1 烟化炉水冷水套冷却系统流程

从图1中可以看出,烟化炉水冷水套工艺循环水设计为密闭循环水冷却降温,B型立式管道泵(循环水泵选用ISG200-315 B型立式管道泵,共2台,1工1备)增压连接;其用水量为240 m3/h.B型立式管道泵流量:240 m3/h,扬程:27 m,功率:37 kW.

1.2 烟化炉水冷水套运行状况

烟化炉系统2010年4月投入生产后,至2011年4月运行1 a,期间烟化炉水冷水套出水温度高至80℃,造成烟化炉水冷水套得不到充分冷却、水温升高、水冷水套受热变形.其基本参数见表1.

表1 2010年改造前水冷水套实际出水温度 ℃

从表1中可以看出,2010年6月至9月烟化炉水冷水套温度偏高,通过分析初步认为可能是水冷水套回水不畅和背压回水致使水冷水套冷却水量不足,导致水冷水套温度升高.2010年9月份一次检修中,发现烟化炉底层水冷水套变形,拆卸回水管道时,水套里有蒸汽溢出,水套内壁上积有少量水垢.经此次检查确定水冷水套温度升高,是循环水背压回水导致回水不畅引起的水套汽化及结垢现象.

2 烟化炉水套冷却水汽化的原因及现象

2.1 水冷水套冷却水汽化的原因

水冷水套出口水温距沸腾温度只有15~20℃的温度裕度,即水冷水套出口压力不应小于最高出口热水温度加20℃相对应的饱和压力.水冷水套的水容积比较小,在运行中由于突然停电、停泵、背压回水,正常流动的循环冷却水遭到破坏,使系统内压力降低,从而循环冷却水的饱和温度相应下降,实际温度裕度减小,而造成水套内局部冷却水汽化.当产生的汽泡与未汽化的水相遇后迅速凝结而消失,这时四周的水立即填补原来的汽泡空间,互相撞击而发生声响和震动.

2.2 水冷水套冷却水汽化的现象

(1)水冷水套内有水击响声,管道相应发生震动;

(2)温度、压力突然升高;

(3)回水管路上的排气阀有大量蒸汽排出[3].

3 烟化炉水冷水套汽化的危害

(1)烟化炉水冷水套工艺循环水原设计为密闭循环,如回水管路上阀门关闭后,不便及时发现,水套内水汽化后,将导致水套内压力升高,易引发安全事故;

(2)水套受热后内部循环冷却水发生汽化;水套内冷却水一旦发生汽化现象,将会引起水套内循环水发生冲击,导致水套内循环水回水不畅;

(3)由于水套内没有较大的汽水空间,当发生汽化时就会出现蒸汽与热水一起的两相流动.蒸汽比容大、速度快,聚集存在于回路的上部,阻塞了水的流动,形成临时“汽塞”,破坏了水套的水循环;

(4)当汽化出现时,则促使水垢的生成,使传热恶化、冷却效果降低;

(5)汽化的形成和加剧,必然产生汽的扰动,扰动的频率与锅炉本体固有频率同步时,就引起共振.强烈的共振会使整个炉体晃动,以致使连接的管路遭到破坏;

(6)水循环不畅通又加剧了汽化进展,出现恶性循环;若汽化不能及时制止,汽化部位受热后金属壁温升高,强度下降,不断汽化使水套内水温度升高、压力迅速增大、导致超压,促使水冷水套变形或爆裂.

4 烟化炉水冷水套明流畅口回水改造实践

为了避免烟化炉水冷水套内循环水发生汽化,应使炉膛放出的热量及时被循环水带走.烟化炉在正常运行中,除必须严密监视循环水出口温度,使水温与沸点之间有足够的温度裕度,还应使水冷水套各部位循环水流量均匀[4].

4.1 改造措施

(1)烟化炉水冷水套各循环回水管采用管道明流畅水方式引至集水槽集中储水,并在各循环回路上安装调节阀、测温电阻,以便随时监视温度、调节流量及防止汽化;

(2)将两台管道泵(采用原烟化炉循环水站B型立式管道泵,1工1备),做为集水槽动力源,将集水槽内的水套回水重新压至原烟化炉循环水回水管道;在管道泵出口装设液力自动阀,防止循环水回流.在B型立式管道泵进口装设过滤器,用于优化水质;

(3)各支路回水管路加装测温热电阻,引入DCS控制系统,实现水温超过60℃自动报警;

(4)B型立式管道泵通过变频器、超声波液位计与DCS控制系统联接后,实现自动起—停、流量控制.

具体改造通路见图2所示.

图2 水冷水套明流畅口回水改造流程

4.2 改造效果

经过一系列改造后,烟化炉水冷水套出口冷却水温度可控制在水套水温标准范围内,虽然个别水套温度接近控制标准,但比改造前有明显好转,烟化炉水冷水套循环水汽化现象消失.改造后在原检测点检测的数据见表2.

表2 2011年改造后水冷水套实际出水温度 ℃

5 结语

实践表明,此次铅冶炼烟化提锌系统的优化改造切实可行,方法简单实用,效果明显,既降低了烟化炉炉体水冷水套的温度,又降低的烟化炉因水冷水套温度升高造成的停炉时间,保证了正常产量的同时也提高了炉体水冷水套的使用寿命.

[1]张金和.管道安装工程手册[M].北京:机械工业出版社,2009:85.

[2]程志刚.新编电气工程师手册[M].合肥:安徽文化音像出版社,2010:50-60.

[3]汤慧萍,张正德.金属多孔材料发展现状[J].稀有金属材料与工程,1997,26(l):3-8.

[4]任鸿九,潘云从,张驾,等.有色金属提取手册:铜镍[M].北京:冶金工业出版社,2000:499-502.

猜你喜欢
水套炉体汽化
汽化现象真不同 巧辨蒸发与沸腾
“汽化和液化”“升华和凝华”知识巩固
混合动力自动变速器水套仿真分析
全氧燃烧熔块炉
玻璃(2020年2期)2020-12-11 22:20:04
基于SolidWorks Flow Simulation的转炉水冷烟罩水套流体仿真分析
辨析汽化和液化
某国V柴油机水套设计仿真分析
管式炉炉体外壁温度的经济设置
工业炉(2016年1期)2016-02-27 12:34:12
自身返碱重灰蒸汽煅烧炉炉体腐蚀的探讨
纯碱工业(2015年3期)2015-12-03 07:44:06
综合式多功能节能炉