汽化冷却

冶金工程术语

汽化冷却技术是利用水汽化吸热，带走被冷却对象热量的一种冷却方式。受水汽化条件的限制，在常规条件下汽化冷却只适用于高温冷却对象。对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时水冷却水量的2%，且少用90%的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽还可以利用，或者并网发电。

介绍

加热炉冷却水管的出水温度一般可达60℃左右，由于度低，无法利用而排放掉，损失许多热能。若将出水水温提高到沸点以上，不影响水管冷却功能，产生低压蒸汽，称为汽化冷却。汽化冷却时，利用位置较高的汽包使蒸汽和水分离，低压蒸汽可供取暖或加热原油，液体水又重新回到冷却系统中循环使用。

水汽化时吸收热量多。另外，大部分水循环使用，冷却水消耗量降低80%，热量损失也可降低10%左右。汽化冷却系统包括软水装置、供水设施（水箱、水泵）、冷却构件、管道、汽包等，投资较大。汽化冷却循环分自然循环和强制循环。自然循环节省运营费用，但启动循环时仍需强制进行。蒸汽供应要求稳定可靠，中小型轧钢车间加热炉轧机事故多、炉温波动大，这时安装汽化冷却系统就应审慎考虑。

设备装置

汽化冷却装置包括汽包、上升联箱、下降联箱、泵、活动梁和固定梁等。活动梁和固定梁均分别构成冷却回路。回路下降管上装有泵，进行强制循环。立柱内装有芯管。在活动梁的两端设有步进旋转接头。所述的步进旋转接头由导向装置，恒力吊架、防振装置和活接头等组成。独特的立柱结构和可靠的步进旋转接头。

除氧给水系统

由钠离子交换器送入的软化水进入软水箱，通过软水泵及调节阀再送入大气式热力除氧器；除氧水应符合《低压锅炉水质》标准，除氧软化水通过给水泵经给调节阀送进入汽包。

共设两台软水泵，1台运行，1台备用。

从汽包出口接出的蒸汽经减压阀和调节阀进入除氧器，除氧器中软水和蒸汽充分混合，达到除氧器额定压力下的饱和温度。从水中分离出的空气由除氧器顶部排入大气，除氧后的水则进入除氧水箱。除氧水箱中通入一根蒸汽管，使除氧水达到饱和温度，对水中的残余氧进行二次除氧，除氧水箱的水位和除氧器的压力均可自动调节控制。

除氧水箱出来的除氧软水由给水泵再送入汽包。

给水泵包括2台电动泵（1台运行，1台备用）；另设1台事故柴油给水泵。在电动给水泵断电时，向汽包供水，确保整个系统的安全。

加药装置向汽包内加入磷酸三钠溶液，使包内水中经常保持一定量的磷酸根。由于内水管的水处在沸腾状态，它的碱性较强（ PH值在10~12的范围内），水中的钙离子与磷酸根发生反应生成含碱根的磷酸钙。含碱根的磷酸钙是一种松软的水渣，可随汽包排污时排出，并不会粘附在水梁内形成水垢。加药装置设有1只溶液箱，2台柱塞式加药泵（1台运行，1台备用）；磷酸盐溶液箱的有效容积，应满足加热炉一昼夜所用软水的药液消耗量。

汽包

各冷却回路的冷却水在水梁内吸热，一部分水会汽化，汽水混合物通过上升管进入汽包，在汽包内实现汽水分离，则蒸汽被送入蒸汽管网或通过放散管排入大气。汽包的蒸汽主管设有流量计；运行中汽包工作压力保持在1.27MPa；各个自动调节阀均设有手动旁路管道。汽包还设有定期排污管和连续排污管，以便将汽包内的杂质、水中的含盐渣排除。汽包设有启自动放散管，便于系统的试压、调试和启动。

汽包设有双色水位计，汽包水位的调节给水流量和汽包水位两个信号组成的双冲量调节系统，还设有两套独立的远传水位信号指示。当汽包水位超低时，则发出报警信号。

循环水泵

汽包有2根下降管，接至下降管总进水联箱，供给三台循环水泵。其中2台循环水泵是电机驱动，1台是柴油机驱动。柴油机循环水泵作为停电、事故的备用泵。

各循环水泵出口管均接至循环回路总分配联箱，分配联箱接出供水管，将循环水分别送入循环回路。

在循环水泵的进水和回水联箱之间设有压差测量，压差超高或超低时发出报警信号，启动备用电动循环水泵或柴油机循环水泵，在给定的时间内，压差值若还不能恢复到正常值时，则发出报警信号。

循环冷却回路

汽化冷却系统分循环冷却回路，活动梁进出口处设有两套带旋转接头的步进装置。

优点

对于同一冷却系统，用汽化冷却所需的水量仅为温升为10℃时水冷却水量的2%，且少用90%的补充水量，汽化冷却所产生的蒸汽还可以利用，或者并网发电，汽化冷却一般使用除氧后的软化水，减少对设备的腐蚀。用软化水或纯净水作为冷却介质，避免了冷却系统发生腐蚀、结垢和堵塞现象，从而延长了水梁立柱及其连接管道的使用寿命，减少了设备的事故，提高了轧机作业率；随着循环水量和损失水量的减少，补充水量和耗电量也相应减少，同时利用水梁和立柱吸收的热量通过汽包产生蒸汽并入公司蒸汽主管网。因此，一方面提高了加热炉的热效率，降低了燃料消耗；另一方面对全厂蒸汽量进行了补充。与工业水循环加热炉相比，汽化冷却系统取消了冷却塔，减少了环境污染和设备占地，对汽化冷却产生的副产品――蒸汽可以充分利用。

主要应用

主要应用在轧钢加热炉、炼钢转炉等工业炉中。

在轧钢加热炉中的应用

通过下降管使水从汽包中流出，进入活动梁和固定梁分别构成冷却回路，通过上升管回到汽包循环，在汽包中进行汽水分离，使蒸汽输送到管网中，水进行再循环。一种是在回路下降管上装有泵，进行强制循环，另外一种方式是把汽包安装到高处，进行自然循环。水梁立柱内装有芯管，在活动梁的两端设有步进旋转接头。所述的步进旋转接头由导向装置，恒力吊架、防振装置、排汽阀门和活接头等组成。独特的立柱结构和可靠的步进旋转接头。钢铁企业加热炉的炉底管大多采用汽化冷却，实践证明它具有明显的节能节水效果，并可减轻钢坯“黑印”，改善了钢坯温度的均匀性。

在转炉中的应用

该系统是利用汽化冷却烟道代替原水冷烟道，以达到余热回收利用，省电、省水的目的。当前转炉炼钢烟汽除尘系统大都采用OG法，这种方式除尘系统可分为三大部分，即汽包及余热锅炉部分、汽包供水部分及煤气回收部分。而汽包及余热锅炉和汽包供水两大部分是转炉炼钢必不可少，该系统用来清除转炉烟汽中粉尘、降低烟汽温度以及吸收蒸汽节约能源等多重作用。

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