汽化冷却烟道漏水原因分析及解决措施

工作原理进行了阐述，并分析出了汽化冷却烟道出现漏水现象的多种可能性，最后提出了一些防止汽化冷却烟道漏水的合理化建议，希望能够为改进汽化冷却烟道的工作性能提供一定的理论参考。

关键词：汽化冷却烟道 工作原理 漏水原因 合理化建议

中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0041-01

汽化冷却烟道中的水循环主要有两种循环方式，（1）自然循环，也就是根据烟道内部不同阶段出所储存的水的质量来控制水的整体流向，形成的水体循环。（2）强制循环，顾名思义，强制循环要通过外力的作用才能实现，其具体工作原理就是利用循环泵来提高水流的速度，在保证水流温度始终较低的情况下，增强了冷却效果。

1 汽化冷却烟道的工作原理

汽化冷却烟道的工作原理与锅炉的工作原理相似，也可以将汽化冷却烟道看做是是余热锅炉，但其与锅炉之间也存在着一定的区别，在工作时间上，汽化冷却烟道的工作时间具有间歇性的特点，而锅炉的工作时间则是连续不停顿的。正常情况下，转炉工作的时间频率以39min为一个周期，中间还包括了14min左右的吹炼时间，而热交换只存在与这个过程当中，其他冶炼过程中则不再需要热交换。在使用寿命上，锅炉的使用寿命要远远大于汽化冷却烟道的使用寿命，这是由于汽化冷却烟道在吹炼过程的不同阶段所受到的热负荷变化较大，使得汽化冷却烟道在温差较大的影响下，内部结构极易遭到破坏，缩短其使用寿命，同时，汽化冷却烟道的内部结构和维护手段也要比锅炉的投入力度更大。

图1为汽化冷却烟道水循环的工作原理示意图，从图中可以清晰的看到，上升管与下降管对于汽化冷却烟道中的水流都具有阻碍作用，这是由于汽化冷却烟道内部存在着一定的压力造成的。另外，汽化冷却烟道中上升管与下降管中水的密度差为水循环提供了内在的动力来源，当然，汽化冷却烟道中也包含了强制水循环部分，强制水循环主要存在于炉口的移动段。如果汽化冷却烟道内部存在高压，则会使得水流在上升时的阻力变弱，蒸汽的体积也会随之减小，大部分的冷却水就会发挥其作用，增加汽化冷却烟道的使用寿命。

在水循环的过程当中，使水汽分离，以及为汽化冷却烟道提供水源的都是汽包，水汽的分离过程受到多方面因素的共同作用，蒸汽的负荷，汽化冷却烟道内部的压力以及可供水汽分离的空间的大小都会影响到水汽分离的最终效果。

2 汽化冷却烟道出现漏水的原因

2.1 管道过度疲劳

汽化冷却烟道的工作温度通常是在50～1200℃之间，温度的变化在3～6次/h之间，汽化冷却烟道在长期的工作运行当中，受到温差变化的影响较大，且频率较高，使得烟道内部由于冷热变化而产生了极强的交变内应力，汽化冷却烟道的承受能力极易受到挑战，一旦超出汽化冷却烟道的承受范围，就会出现开裂的现象，导致漏水。

2.2 管道内部温差较大

当汽化冷却烟道内部温度超过1300℃的时候，锅炉管内壁就会受到高温气体的烘烤，正常情况下，水循环过程会将产生在管内的汽泡通过水流带走，一旦水循环过程受到阻碍，或者上升管中的阻力过大，就会影响到汽泡的排出，汽泡也因此会附着在管壁上，逐渐变大，使管壁直接暴漏在高温气体下，发生干烧现象，而汽泡会随水循环继续上升，冷却水会在这个时候补充上来，对管壁形成较大的冷却冲击，管理在温差变化较大的情况下就会出现环状的裂纹，导致漏水。

2.3 烟道爆炸

汽化冷却烟道在正常的工作环境下，内部是不存在空气的，一旦汽化冷却烟道内部负压超过了正常值，就会使烟道内部分水循环受阻，将空气吸入到汽化冷却烟道内部，煤气就有了燃烧所需要的介质，煤气与空气发生混合后，烟道内的高温足以使混合气体燃烧，如果燃烧时产生的热负荷超出了汽化冷却烟道所能承受的最大限度，烟道在内部温度瞬间升高的情况下，极易从内部发生爆发，烟道破损，导致漏水。

3 对于汽化冷却烟道漏水现象的合理化建议

3.1 提高水体管理水平

首先要对汽化冷却烟道中水循环过程中的水体质量进行严格检验，提高水体质量的评判标准，制定定期取样化验的管理机制，对水体质量开展实时的监控，另外，还要定期检查汽化冷却烟道内壁水垢情况，一旦发现水垢厚度超过规定厚度时，要及时进行煮炉，清除内壁污垢。

3.2 优化排污机制

根据汽化冷却烟道的使用情况来看，烟道的使用强度通常较大，因此，必须坚持每天对烟道进行冲洗排污，以此保证汽化冷却烟道内部清洁，这是预防汽化冷却烟道发生堵塞的最有效手段之一，对于汽化冷却烟道中的呼吸器，也要定期进行清洗，保证至少一周换水一次。

3.3 确保汽化冷却系统内部压力稳定

为了保证汽化冷却系统中压力的恒定，必须根据设备的实际使用情况，科学合理地设定出PID参数，水箱加热用蒸汽，蓄热器出口蒸汽以及汽包出口蒸汽的调节阀，使汽化冷却烟道能够在稳定的压力环境下进行工作，防止烟道内部因压力变化过大而发生使用疲劳的想象，影响其正常运行。

3.4 改进炉口微差压的操作方法

对汽化冷却烟道内的负压的有效控制，是避免烟道发生漏水的重要手段。当转炉处在吹炼阶段的时候，转炉入口处的压力应超过-18kPa，同时，风机的转速不得超过1300转/min。当转炉处在非吹炼阶段时，转炉入口压力要高于-5kPa，这样一来，就能够有效地控制炉口压力，避免爆炸的发生。

4 结语

汽化冷却烟道出现漏水是极其普遍的现象，只要根据设备的实际使用情况，实时地调整现有的管理和检验制度，控制好烟道的内部压力，保证水体的质量，就可以有效地遏制漏水现象的再次发生，提高设备整体的工作效能。

参考文献

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