转炉汽化冷却系统原理

转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策

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　　　　　　　工业安全与环保

　　IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection

　　　　　　　　February2008

2008年第34卷第2期

转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策

童健民

(武钢第一炼钢厂　武汉430083)

　　摘　要　转炉汽化冷却系统的安全稳定运行对于转炉实现高产、系统安全运行的因素较多,但常见的问题可以概括为“腐蚀、类。4类问题提出了具体的解决对策,经过实践完善后取得了较好的效果。　　关键词　转炉　汽化冷却　对策

inConverterVaporizedCoolingSystemandSomeSolutions

TONGJian-min

(No.1Steel-makingPlantofWISCO　Wuhan430083)

Abstract　Thesafeandstablerunningofconvertervaporizedcoolingsystemisveryimportanttotherealizationofhighandstableoutput.Therearemanyfactorsaffectingthesafeandstablerunningin

V0. 2 No 1 13 .

冶金

能

源5 5

J n 2 1 a.03

E RG F R T L U NE Y O ME A L RGI AL I C NDU T S RY

10转炉汽化冷却系统改造设计与应用 5t王摘要

林

周春丽

石瑞松

(中冶京诚工程技术有限公司 )简述了某钢厂转炉汽化冷却系统改造的优化点，着重介绍了改造后的循环水系统设高压强制循环自然循环

计原理。通过对实际现场数据的采集分析证明，系统设计达到了预期的目标。 关键词汽化冷却

Tr n f r a i n sg a pp i a i n o he 1 0tc nv r e a s o m to de i n nd a lc to f t 5 o e t rv po ia i n o ln y t m a rz to c o i g s seW a g L n Z o u l S i io g n i h u Ch n i h s n Ru

( ai l n ier ga dR sac croai i i d ( E I ) C pt g ei n eerhI oprt nLm t C R ) aE n n n o eAb t a t Af r d s r i

1 概述

本汽化冷却系统为2台碳钢转炉和2台不锈钢转炉设备安装方案。 1.1 汽化冷却系统分为高压循环系统和低压循环系统。高压循环系统通过高压

循环泵对汽化烟道进行冷却循环，LD转炉工作压力为4.4MPa；低压循环系统通过低压循环泵对氧枪、副氧枪孔罩及加热槽进行冷却循环，LD转炉工作压力为1.28MPa，AOD转炉工作压力为4.46MPa。 1.2 LD转炉汽化冷却系统设备安装包括：

序号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 设备名称 不锈钢软水箱 电动软水泵 锅炉给水泵 高压循环泵 数量 1台 4台 4台 6台 安装位置 ±0.0m平面 ±0.0m平面 +25.3m平面 +30.0m平面 +38.8m平面 +49.3m平面 备注 60立方米 7.5吨 单重36.1吨 除氧器及除氧水箱 2台 汽包 蒸发冷却器 汽化冷却烟道 移动烟道、小车 2台 2台 +16.0m ~ +45.0m平面 冷却器筒体 35.023吨 香蕉弯 12.093吨 6节 +16.0m ~ +49.3m平面 2套 +16.0m平面 129吨 移动烟道单重25吨 1.3 AOD转炉汽化冷却系统设备安装包括：

序号 ① ② ③ ④

第一部分 冷却系统概述

一、 冷却系统的作用

冷却系统能使内燃机保持在适宜的工作温度，以取得良好的经济性，动能性和可靠性与耐久性的重要设施。 二、 机体冷却不良的危害

首先，由于燃料在气缸内燃烧时温度可高达2200—2800K相当于(1900—2500℃)燃烧所放出的热能约1/3被内燃机零件吸收。(缸套、缸盖、活塞 、气门等)受热后若不及时冷却会造成以下危害。

(1) 运动件可能因受热膨胀而破坏正常间隙，或因润滑油失效而卡死。

(2) 各部件可能因高温而导致其机械强度降低甚至损坏。 (3) 可导致气缸充气量减少和燃烧不正常(爆燃、早燃)。 三、冷却程度对发动机的影响

气缸温度过高或过低，都会影响它的动力性和经济性，若冷却过度：一是因热量散失过多，动能转变成有用功的热量减少，二是温度太低，不利于可燃混合气的形成燃烧。 四、 强制水冷的特点及其水冷系统的组成

1、特点：冷却比较均匀，冷却强度容易调节，能使内燃机在最适宜的温度范围内工作，同时在冬季启动时，可以用加热器加热水的方法预热，所以便于启动，应用较广。

2、水冷系统的组成：它由水泵、散热翅管、节温器、风扇、膨

胀水箱、空气中间冷却器等。

3、强制循环

冷却系统： 单选：

1. 发动机风扇转速和流量是一次方关系，和消耗功率是（ C ）次方关系

A.1 B.2 C.3 D.4 2. 冷却液的膨胀容积应大于等于整个系统冷却液容量的(B) %。

A.4 B.6 C.8 D.10

3. 下面那种变化,风扇克服散热器阻力的能力越强 (C)

A. 叶片越多 B. 叶片越宽.C风扇越厚(轴向尺寸).D . 叶片越少

4. 冷却系统既要防止发动机过热，也要防止发动机过冷，发动机冷启动后首先由（ C ）控制使用小

循环散热，温度升高后开启大循环。 A. 副水箱，B水泵，C节温器 D.压力盖 5. 不属于冷却系统副水箱作用的是（D）

A. 为冷却系统补充冷却液，B，提供冷却液受热膨胀空间C排除冷却系统内空气 D.散热 6. 风扇要消耗功率小且得到大风量的有效方法是（B）

A.提高风扇转速，B加大风扇直径，C增加叶片数量 D.加大叶片厚度 7. 同规格电控硅油离合器风扇与刚性风扇相比不正确的是。 （ A ）

A. 能加大风量，B能降低燃油消耗率，C能随温度调整风扇转速 D.成本增加 8. 下列改变不能提高冷却系统散热量的是 （ D ）

XXX（总布置）产品设计开发指南 编制日期： 奇瑞汽车有限公司 编者： 版次： 第 1 页 共 11 页

一、 冷却系统说明

内燃机运转时 ，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。但是，如果冷却过强，汽油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。

1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求

一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求： 1） 散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。当工况和环境

条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温

度。

应在短时间内，排除系统的压力。

应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%；

具有较高的加水速率。初次加注量能达到系统容积的90%以上。 在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压； 有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积； 设置水温报警装置； 密封

第五章 罐区冷却系统设计

油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点﹣50℃，爆炸上限6.0%，爆炸下限1.3％，其蒸汽与空气接触形成爆炸性混合物，高热极易燃烧爆炸。根据《石油库设计规范》规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却；同时根据《石油化工企业设计防火规范》规定：“甲类液体固定顶罐或压力储罐除有保温的原油罐外，应设防日晒的固定冷却水喷淋系统或其他设施。”故对油罐实施水冷却保护有两方面含义：一指火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的应急降温措施，即消防冷却；二指夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷却。由于对着火油罐和临近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷却。

5.1总用水量的计算

储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积5000m3；罐体外径19m；罐高19m；

据《石油化工企业建筑设计防火规范》8.5.5条规定：罐壁高于17m的储罐应设置固定式消防冷却系统；着火罐为浮顶罐时，应对罐壁整体进行冷却，供水强度不应小于2.0L/min·㎡；临近罐需冷却时，冷却表面为罐壁表面积的1/2。8.4.6条规定，其冷却时间为4h。

一般罐区极少出现两罐同时起火现象，现取一罐起火，一罐需冷却为最大冷却时供

第五章 罐区冷却系统设计

油罐内储存的汽油属甲类低闪点易燃液体，其闪点﹣50℃，爆炸上限6.0%，爆炸下限1.3％，其蒸汽与空气接触形成爆炸性混合物，高热极易燃烧爆炸。根据《石油库设计规范》规定，应设置消防冷却水系统，以对着火罐和临近罐实施冷却；同时根据《石油化工企业设计防火规范》规定：“甲类液体固定顶罐或压力储罐除有保温的原油罐外，应设防日晒的固定冷却水喷淋系统或其他设施。”故对油罐实施水冷却保护有两方面含义：一指火灾发生时，对着火油罐和临近罐采取的应急降温措施，即消防冷却；二指夏季高温对油罐实施的日常性防护冷却，即防日晒冷却。由于对着火油罐和临近罐冷却用水量及设备要求更高，所以前者冷却系统调节水量后可兼作防日晒冷却。

5.1总用水量的计算

储罐参数：罐体为内浮顶罐，容积5000m3；罐体外径19m；罐高19m；

据《石油化工企业建筑设计防火规范》8.5.5条规定：罐壁高于17m的储罐应设置固定式消防冷却系统；着火罐为浮顶罐时，应对罐壁整体进行冷却，供水强度不应小于2.0L/min·㎡；临近罐需冷却时，冷却表面为罐壁表面积的1/2。8.4.6条规定，其冷却时间为4h。

一般罐区极少出现两罐同时起火现象，现取一罐起火，一罐需冷却为最大冷却时供

发动机冷却系如果长期加注含有碳酸氢盐、硫酸盐和硅酸盐等矿物盐的硬水,冷却系统的水道内就会形成水垢。水垢的导热系数只有钢铁等金属的1／500～1／20,严重阻碍冷却水的冷却降温性能,导致发动机温度升高。如果长期在高温卜工作,极易引起零件强度和刚度下降、运动件之间的正常配合间隙遭受破坏、机油粘度下降甚至烧焦变质及发动机进气量不足等一系列严重后果。因此,必须定期

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泠翻黍统泳陶淆除口文/孟昭宁■一

Ⅱ动机冷却系如果长期加注含有碳酸氢盐、硫酸盐和硅酸

l 0~11,然后起动发动机，运转 1~2 s 2 7 5 0,放出溶液后，瓜清水反复冲洗几次。

盐等矿物盐的硬水，冷却系统的水道内就会形成水垢。 , 水垢的导热系数只有钢铁等金属的 1 50/ 0/ 0~1 2,严重

() 3对于任何盐类水垢，用3%~5%的磷酸三钠溶液清洗除垢均会取得良好的效果。将溶液加温至 5￣6￣ 0 0 C,注入水箱，

阻碍冷却水的冷却降温性能，导致发动机温度升高。如果长期在高温 F工作，极易引起零件强度和刚度 1降、运动件之间的 正常配合间隙遭受破坏、机油粘度下降甚至烧焦变质及发动机

在发动机内循环2 s 0,再在机内静留1

马钢股份有限公司修建工程公司 施 工 方 案 编号： 马钢第四钢轧总厂73m平台检修 编 制: 审 核： 批 准： 顾 客： 发放编号 共 份 发 放 至：

一、工程概况：

根据四钢轧炼钢点检室的要求，在近期对转炉73m汽化系统及蓄热器站进行设备检修及各种安全防护的制作安装。主要项目包括：

1、73m平台汽化系统1，2#汽包消音器更换；

2、73m增加汽化系统检修永久吊点的结构制作与安装及设备的安装； 3、73m平台上增加汽化系统备件房的制作与安装； 4、0m汽化系统防护栏制作与安装； 5、蓄热器站增加防护栏杆的制作安装等。

根据现场勘测，73m为转炉主厂房顶，房顶为钢结构形式，屋面采用混凝土防雨结构。73m平台上无任何吊点。给73m汽化系统的检修备件的倒运带来较大的困难。此次检修的目的就是在73m平台上设