19-01-2012
Электродуговая печь
Производство полосы холоднокатаной (по способу Сендзимира)
ПРИМЕНЕНИЕ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ В СХЕМЕ УТИЛИЗАЦИИ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТЕПЛОТЫ КОНТАКТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА
Схема использования теплоты водоструйного охлаждения с получением пара и нагревом обратной сетевой воды в пароводяном теплообменнике:
1 – насос системы отопления и вентиляции;
2 – насос для подачи воды спрейерам;
3 – насос обратной воды;
4 – насос подачи.
Этот пример, реализует главную возможность использования тепла вторичных энергоресурсов - обеспечение теплоснабжения, а именно покрытие тепловой нагрузки технологических нужд, питательного цикла котлов и систем испарительного охлаждения, горячего водоснабжения, отопления и вентиляции. Главной особенностью является применение компактного парового пластинчатого теплообменника большой мощности, работающего в широком диапазоне температур, давлений и тепловых нагрузок. Высокая эффективность пластинчатых теплообменных аппаратов позволяет избежать потерь пара и конденсата, а низкая интенсивность загрязнения и простота обслуживания обеспечивают высокую надежность в эксплуатации.
Все это позволяет надеяться на расширение использования пластинчатых теплообменных аппаратов для различных приложений в металлургическом комплексе, в частности в установках непрерывного сталеплавильного процесса, электродуговых печах, прокатке металлов, прямом восстановлении и традиционных процессах получения стали.
Схема установки и принцип функционирования
Рассмотрим схему теплоиспользования при водоструйном охлаждении в камере дополнительного охлаждения блюмов (слябов) с получением пара. Во время отопительного периода схема, представленная на рис., работает следующим образом. Пар из камеры дополнительного охлаждения поступает в теплообменник сетевой воды, а вода с температурой 100°С - в систему отопления и вентиляции цеха или группы цехов. Вода в систему отопления и вентиляции подается насосом 1 из первой секции сборного бака через фильтр и возвращается во вторую секцию сборного бака. Из второй секции вода вместе с конденсатом из теплообменника и добавкой через регулятор уровня сетевой или другой деаэрированной воды нагнетается к спрейерам. Секции разделены перегородкой, а вторая секция сообщается с атмосферой. Конденсат можно принимать в отдельный бак или секцию для подачи на сторону.
Изменение температуры воды, идущей в систему отопления и вентиляции, в соответствии с изменением температуры наружного воздуха, осуществляется подмешиванием обратной воды от системы. Подача насоса системы отопления и вентиляции постоянна. С повышением температуры выше расчетной, забор воды из первой секции распределяется между этим насосом и насосом спрейеров (насос 2) при нарастании доли последнего.
Изменение выхода вторичной теплоты воспринимается теплообменником и выравнивается аккумулятором сетевой воды или иногда частично теплота может аккумулироваться в первой секции сборного бака.
Сетевая вода из обратного трубопровода наружной теплосети поступает в нижнюю часть вертикального аккумулятора, откуда циркуляционным насосом через теплообменник перекачивается с постоянной температурой ~ 90°С в верхнюю часть аккумулятора. Затем вода возвращается в тот же трубопровод или идет на непосредственный разбор. Стабильность температуры поддерживается регулятором за счет изменения расхода воды через теплообменник. Насос обратной воды (насос 3) устанавливается в случае, когда давление создаваемое высотой аккумулятора больше давления обратной воды в магистрали. С повышением наружной температуры количество вторичной теплоты, отводимой обратной сетевой водой, возрастает на величину уменьшения тепловой нагрузки системы отопления и вентиляции цеха или группы цехов.
При работе системы паровоздушная смесь откачивается вентилятором от входного и выходного торцов камеры дополнительного охлаждения для защиты от подмешивания воздуха извне, сбрасывается в атмосферу, так как количество пара в смеси не значительно. Воздух и избыток пара из сборного бака через вытяжную свечу выводится в атмосферу.
Во время неотопительного периода через свечу сбрасывается неиспользуемый пар, количество которого летом может быть значительным. При закрытой системе горячего водоснабжения (ГВС) нагрев сетевой воды осуществляется также как и во время отопительного периода, или путем направления ее в подающий трубопровод посредством насоса подачи (насос 4). При открытой системе ГВС вода подогревается в теплообменнике и направляется в подающий или обратный трубопровод сети. Излишний объем в аккумуляторе используется для дополнительного газовыделения с подводом воды от теплообменника в аккумулятор ниже, через задвижку.
Из представленной схемы утилизации пара из камеры дополнительного охлаждения можно видеть, что центральное место занимает теплообменный аппарат. Причем теплообменник должен выполнять свои функции как при максимальной (пиковой) нагрузке, так и во время неотопительного периода, когда возникает избыток вторичной теплоты. Также к устанавливаемому теплообменнику предъявляется требование полной конденсации большого количества пара, подогрева сотен тонн воды, минимума гидравлического сопротивления, компактности и безотказной работы. Всем этим требованиям однозначно отвечает только класс пластинчатых теплообменных аппаратов.
