Устройство системы испарительного охлаждения

Устройство системы испарительного охлаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ,содержащеебарабан-сепаратор, опускные коллекторы, подъемные коллекторы, объединякядие группы охлаждаемых элементов с одинаковыми тепловыми нагрузками, и общий собирающий 'коллектор, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока службы охлаждаемых элементов, собирающий коллектор выполнен переменного сечения с отношением последующего сечения, по ходу охлаждающей среды, к предыдущему 1,05 - 1,5:1 и длины участков постоянного сечения соответственно 1,5 - 2,0:1, при этом подъемные коллекторы минимально теплонагруженных элементов соедине- ^_ ны с собирающим коллектором на . <g участке минимального проходного сечения его, а подъемные коллекторы максимально теплонагруженных элемен- •toB - на участке максимального проходного сечения, а между этими участ-^ ками подсоединены остальные подъем- S ные коллекторы.'^(Л} О''^ 3 »^^ 3 '^v^ ij*^^ ц

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

PEGflYSRMH (1% (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2655622/22-02 (22) .12.06.78 (46) 23.03.84. Вил. Р 11 (72) Л.Д.Грицук, В.Е.Гринберг, А.З.Жученко, Д.Б.Куцыкович, Л.A.Øàбельникова, Н.Г.Щекин и Ю.Й.Целуйко (71) .Всесоюзный научно- исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов

I сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии "ВНИПИЧерметэнергоочистка" (531 621.784 (088.8) (56) 1. Андоньев С.М. Испарительное охлаждение металлургических печей.

М., "Металлургия", 1970, с. 240, рис. 135. (54 ) (57) 1 . УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащее (51) F 27 В 13/Об Г 27 В 9 30 барабан-сепаратор, опускные коллекторы, подъемные коллекторы, объединяющие группы охлаждаемых элементов с одинаковыми тепловыми нагрузками, и общий собирающий коллектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения срока службы охлаждаемых элементов, соирающий коллектор выполнен переменного сечения с отношением последующего сечения, по ходу охлаждающей среды, к предыдущему 1,05 — 1,5:1 и длины участков постоянного сечения соответственно 1 5 — 2 0:1 при этом подъемные коллекторы минимально теплонагруженных элементов соединены с собирающим коллектором на участке минимального проходного сечения его, а подъемные коллекторы максимально теплонагруженных элеменов — на участке максимального про- C между этими участходного сечения а межд ками подсоединены остальные подъемные коллекторы.

828799

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что подъем4

Изобретение относится к области металлургической теплотехники, а более конкретно — к устройству системы испарительного охлаждения, имеющего ряд охлаждаемых деталей, воспринимающих отличающиеся по величине тепловые нагрузки, причем эти детали объединены общими подьемными и опускными коллекторами.

Изобретение может быть применено, в частности, для нагревательных печей, имеющих разнотеплонагруженные продольные и поперечные охлаждаемые трубы.

Известно устройство системы испарительного охлаждения нагревательной печи с разнотеплонагруженными охлаждаемыми элементами с одним общим для всех охлаждаемых элементов опускным коллектором и тремя горизонтальными подъемными коллекторами, включенными в общий для всей печи собирающий коллектор, из которого пароводяная смесь по трем подъемным, коллекторам отводится в барабан-сепаратор (1) .

Указанное устройство имеет следующие недостатки, особенно при шахматном посаде нагреваемого металла.

Разнотеплонагруженные крайние и средние продольные трубы подсоединены к своему общему подъемному горизонтальному коллектору.

Наиболее теплонагруженные поперечные трубы сварочной и томнльной зон объединены в свой горизонтальный коллектор, а наиболее слаботеплонагруженные поперечные трубы методической зоны, количество которых к тому же в два-три раза меньше, чем в томильной и сварочной зонах, также объединены в свой горизонтальный коллектор.

Три горизонтальных коллектора объединены в общий собирающий коллектор, причем взаимное расположение этих трех коллекторов произвольное, Характерной особенностью нагревательных печей является неравномерный тепловой режим как в горизонтальном, так и в поперечном сечении печи.

В продольном нарравлении тепловая нагрузка возрастает от методической к сварочной зоне, а в поперечномособенно при шахматном посаде нагреные коллекторы установлены под углом

15-90 к горизонтальной плоскости. ваемого металла, крайние продольные трубы имеют большую тепловую нагрузку, чем средние.

Конструктивно, как правило, объе5 диняются в один коллектор все продольные трубы. Поперечные трубы объединяются обычно в два колллектора, причем в зависимости от конструктивных особенностей печи большей частью эти коллекторы имеют отличающиеся и тепловую и гидравлическую характеристики, так как поперечные трубы по зонам печи распределяются неравномерно — в методической зоне они располагаются с большими расстояниями и воспринимают меньшую тепловую нагрузку, а в остальных зонах — с меньшим расстоянием и воспринимают большую тепловую нагрузку.

При эксплуатации таких устройств системы испарительного охлаждения нагревательных печей через мало теплонагруженные охлаждаемые элементы с меньшим гидравлическим сопротив- . лением проходит значительно больший циркуляционный расход, чем через, элементы, воспринимающие большие тепловые нагрузки. В результате этого, наиболее теплонагруженные эле30 менты охлаждаются менее интенсивно, что приводит к увеличению температуры стенки охлаждаемого элемента, потере его механической прочности и выходу из строя.

35 Для замены вышедшего из строя охлаждаемого элемента необходимо остановить печь, что связано с потерей производства и дополнительными материальными затратами.

4Q Цель изобретения — увеличение срока службы охлаждаемых элементов и уменьшение внеплановых ремонтов агрегатов.

4 Это достигается тем, что собирающий коллектор выполнен переменного сечения с отношением последующего сечения, по ходу охлаждающей среды, к предыдущему 1,05 — 1,5:1,0 и длины участков постоянного сечения соответственно 1,5 — 2,0:1,0, при этом подъемные коллекторы минимально теплонагруженных элементов соединены с собирающим коллектором на участке минимального проходного эз сечения его, а подъемные коллекторы

828799

Составитель Г.Назарова

Редактор Л.Письман Техред Л.Микеш Корректор A Ильин

Заказ 2368/2 Тираж 578 Подписное

ВНИИПИ Госудаственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 максимально теплонагруженных элементов — на участке максимального проходного сечения, а между этими участками подсоединены остальные подъемные коллекторы, а также тем, что подъемные коллекторы установлены под углом 15-90 к горизонтальной плоскости

На чертеже приведено устройство системы испарительного охлаждения нагревательной печи, состоящее из крайних продольных труб 1, средних продольных труб 2, поперечных труб

3 методической зоны, поперечных труб

4 остальных эон печи,. барабана-сепаратора 5, соединенного общим 15 опускным коллектором 6 с раздающими коллекторами 7 и 8, по которым в продольные трубы 1 и 2 и поперечные

3 и 4 подается охлаждающая среда.

К подъемному коллектору 9 подсое- 20 динены продольные крайние трубы 1, а к подъемному коллектору 10 — средние продольные трубы 2. Коллекторы

9 и 10 подключены к общему собирающему коллектору 11, разделенному на участки 12 и 13. Причем коллектор 10 подключен к участку 12, а коллектор

9 — к участку 13.

Сечение общего собирающего коллектора 11 выполнено переменным по мере подключения групп охлаждаемых деталей с отношением последующего сечения к предыдущему соответственно 1,05 — 1,5:1, а длины участков постоянного сечения соответственно с отношением 1,5 — 2,0:1.

Поперечные трубы 3 и 4 своими подъемными трубами 14 и 15 подсоединены соответственно в подъемные коллекторы 16 и 17, которые включены в коллектор 18, соединенный кол- 40 лектором 19 с общим собирающим коллектором 11, входящим в барабансепаратор 5.

Подключение подъемных коллекторов 9,10 и 19 к общему собирающему 45 коллектору 11 выполнено таким образом, что коллекторы 19 и 9 экстремально теплонагруженных групп охлаждаемых деталей подключены первыми и последними к коллектору 11, а между 5О этими подключениями подключен коллектор 10 остальных групп охлаждаемых деталей .

В приведенном примере выполнения устройства системы испарительного охлаждения нагревательной печи группы охлаждаемых деталей подключены в общий собирающий коллектор в таком порядке: первыми по ходу движения охлаждающей среды подключаются наиболее теплонагруженные детали, затем охлаждаемые детали, имеющие среднюю тепловую нагрузку и последними — детали, .имеющими наименьшую тепловую нагрузку.

По мере подключения разнотеплонагруженных групп охлаждаемых деталей к общему собирающему коллектору его сечение изменяется в следующих соотношениях: если площадь сечения коллектора 17 принять за 13, то площадь сечения коллектора 19 составляет 1,53, начало коллектора 11 — 1,5J, участка 12 — 1,63 и участка 13 — 1,83.

Длины участков постоянного сечения общего собирающего коллектора 11 выполнены с отношением последующего участка к предыдущему

1,5 — 2,0:1.

Указанные соотнсшения выбраны из условия гидродинамической стабилизации потока охлаждающей среды, а для снижения гидравлических потерь в коллекторах и создания дополнительного движущего Напора углы наклона их выбраны в пределах

15-90 к горизонтальной плоскости.

Охлаждающая среда нз охлаждаеьмх труб 1 — 4 нагревательной печи по подъемным коллекторам 9,10 и 16

19 поступает в общий собирающий коллектор 11, в котором генерируется основной движущий напор, а распределение циркуляционных расходов по отдельным контурам будет происходить пропорционально сечениям участков общего собирающего коллектора 11. данное устройство поэволяет раСпределить охлаждающую среду между циркуляционными контурами пропорционально величинам воспринимаемых тепловых нагрузок, генерировать достаточный движущий напор, что все вместе способствует значительному улучшению качества охлаждения и увеличению срока службы охлаждаемых деталей в 2-3 раза.