汽化冷卻煙道漏水原因分析及解決措施

程雷英

摘 要：汽化冷卻煙道就是通過利用循環(huán)水將設備中的熱量轉化為蒸汽，以降低煙道的整體溫度，保證設備的正常運行為最終目標。而在實際的汽化過程當中，設備內部由于各種原因，經(jīng)常會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴重影響了大型機器設備的正常運轉，給生產(chǎn)也帶來了巨大的安全隱患。該文就此問題，首先對汽化冷卻煙道的工作原理進行了闡述，并分析出了汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象的多種可能性，最后提出了一些防止汽化冷卻煙道漏水的合理化建議，希望能夠為改進汽化冷卻煙道的工作性能提供一定的理論參考。

關鍵詞：汽化冷卻煙道 工作原理 漏水原因 合理化建議

中圖分類號：TF341.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0041-01

汽化冷卻煙道中的水循環(huán)主要有兩種循環(huán)方式，（1）自然循環(huán)，也就是根據(jù)煙道內部不同階段出所儲存的水的質量來控制水的整體流向，形成的水體循環(huán)。（2）強制循環(huán)，顧名思義，強制循環(huán)要通過外力的作用才能實現(xiàn)，其具體工作原理就是利用循環(huán)泵來提高水流的速度，在保證水流溫度始終較低的情況下，增強了冷卻效果。

1 汽化冷卻煙道的工作原理

汽化冷卻煙道的工作原理與鍋爐的工作原理相似，也可以將汽化冷卻煙道看做是是余熱鍋爐，但其與鍋爐之間也存在著一定的區(qū)別，在工作時間上，汽化冷卻煙道的工作時間具有間歇性的特點，而鍋爐的工作時間則是連續(xù)不停頓的。正常情況下，轉爐工作的時間頻率以39min為一個周期，中間還包括了14min左右的吹煉時間，而熱交換只存在與這個過程當中，其他冶煉過程中則不再需要熱交換。在使用壽命上，鍋爐的使用壽命要遠遠大于汽化冷卻煙道的使用壽命，這是由于汽化冷卻煙道在吹煉過程的不同階段所受到的熱負荷變化較大，使得汽化冷卻煙道在溫差較大的影響下，內部結構極易遭到破壞，縮短其使用壽命，同時，汽化冷卻煙道的內部結構和維護手段也要比鍋爐的投入力度更大。

圖1為汽化冷卻煙道水循環(huán)的工作原理示意圖，從圖中可以清晰的看到，上升管與下降管對于汽化冷卻煙道中的水流都具有阻礙作用，這是由于汽化冷卻煙道內部存在著一定的壓力造成的。另外，汽化冷卻煙道中上升管與下降管中水的密度差為水循環(huán)提供了內在的動力來源，當然，汽化冷卻煙道中也包含了強制水循環(huán)部分，強制水循環(huán)主要存在于爐口的移動段。如果汽化冷卻煙道內部存在高壓，則會使得水流在上升時的阻力變弱，蒸汽的體積也會隨之減小，大部分的冷卻水就會發(fā)揮其作用，增加汽化冷卻煙道的使用壽命。

在水循環(huán)的過程當中，使水汽分離，以及為汽化冷卻煙道提供水源的都是汽包，水汽的分離過程受到多方面因素的共同作用，蒸汽的負荷，汽化冷卻煙道內部的壓力以及可供水汽分離的空間的大小都會影響到水汽分離的最終效果。

2 汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水的原因

2.1 管道過度疲勞

汽化冷卻煙道的工作溫度通常是在50～1200℃之間，溫度的變化在3～6次/h之間，汽化冷卻煙道在長期的工作運行當中，受到溫差變化的影響較大，且頻率較高，使得煙道內部由于冷熱變化而產(chǎn)生了極強的交變內應力，汽化冷卻煙道的承受能力極易受到挑戰(zhàn)，一旦超出汽化冷卻煙道的承受范圍，就會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，導致漏水。

2.2 管道內部溫差較大

當汽化冷卻煙道內部溫度超過1300℃的時候，鍋爐管內壁就會受到高溫氣體的烘烤，正常情況下，水循環(huán)過程會將產(chǎn)生在管內的汽泡通過水流帶走，一旦水循環(huán)過程受到阻礙，或者上升管中的阻力過大，就會影響到汽泡的排出，汽泡也因此會附著在管壁上，逐漸變大，使管壁直接暴漏在高溫氣體下，發(fā)生干燒現(xiàn)象，而汽泡會隨水循環(huán)繼續(xù)上升，冷卻水會在這個時候補充上來，對管壁形成較大的冷卻沖擊，管理在溫差變化較大的情況下就會出現(xiàn)環(huán)狀的裂紋，導致漏水。

2.3 煙道爆炸

汽化冷卻煙道在正常的工作環(huán)境下，內部是不存在空氣的，一旦汽化冷卻煙道內部負壓超過了正常值，就會使煙道內部分水循環(huán)受阻，將空氣吸入到汽化冷卻煙道內部，煤氣就有了燃燒所需要的介質，煤氣與空氣發(fā)生混合后，煙道內的高溫足以使混合氣體燃燒，如果燃燒時產(chǎn)生的熱負荷超出了汽化冷卻煙道所能承受的最大限度，煙道在內部溫度瞬間升高的情況下，極易從內部發(fā)生爆發(fā)，煙道破損，導致漏水。

3 對于汽化冷卻煙道漏水現(xiàn)象的合理化建議

3.1 提高水體管理水平

首先要對汽化冷卻煙道中水循環(huán)過程中的水體質量進行嚴格檢驗，提高水體質量的評判標準，制定定期取樣化驗的管理機制，對水體質量開展實時的監(jiān)控，另外，還要定期檢查汽化冷卻煙道內壁水垢情況，一旦發(fā)現(xiàn)水垢厚度超過規(guī)定厚度時，要及時進行煮爐，清除內壁污垢。

3.2 優(yōu)化排污機制

根據(jù)汽化冷卻煙道的使用情況來看，煙道的使用強度通常較大，因此，必須堅持每天對煙道進行沖洗排污，以此保證汽化冷卻煙道內部清潔，這是預防汽化冷卻煙道發(fā)生堵塞的最有效手段之一，對于汽化冷卻煙道中的呼吸器，也要定期進行清洗，保證至少一周換水一次。

3.3 確保汽化冷卻系統(tǒng)內部壓力穩(wěn)定

為了保證汽化冷卻系統(tǒng)中壓力的恒定，必須根據(jù)設備的實際使用情況，科學合理地設定出PID參數(shù)，水箱加熱用蒸汽，蓄熱器出口蒸汽以及汽包出口蒸汽的調節(jié)閥，使汽化冷卻煙道能夠在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下進行工作，防止煙道內部因壓力變化過大而發(fā)生使用疲勞的想象，影響其正常運行。

3.4 改進爐口微差壓的操作方法

對汽化冷卻煙道內的負壓的有效控制，是避免煙道發(fā)生漏水的重要手段。當轉爐處在吹煉階段的時候，轉爐入口處的壓力應超過-18kPa，同時，風機的轉速不得超過1300轉/min。當轉爐處在非吹煉階段時，轉爐入口壓力要高于-5kPa，這樣一來，就能夠有效地控制爐口壓力，避免爆炸的發(fā)生。

4 結語

汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水是極其普遍的現(xiàn)象，只要根據(jù)設備的實際使用情況，實時地調整現(xiàn)有的管理和檢驗制度，控制好煙道的內部壓力，保證水體的質量，就可以有效地遏制漏水現(xiàn)象的再次發(fā)生，提高設備整體的工作效能。

參考文獻

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