冷凝水對本鋼RH真空度的影響
RH是轉爐煉鋼工序之后用于鋼水精煉的一套真空循環(huán)脫氣裝置,通過(guò)鋼水在真空罐內真空循環(huán),從而達到鋼水脫碳脫氣的精煉目的。因此,只有維持并保證恒定的真空度,才能確保RH真空系統成功的精煉鋼水。但影響真空度的因素很多,如泵工作不良,各種泄漏,蒸汽冷凝效果不好等等,對此僅研究蒸汽冷凝水對RH真空度的影響。
1、本鋼1號RH真空系統設備概述
本鋼煉鋼廠(chǎng)現有3套RH真空循環(huán)裝置,其中2號RH真空系統和3號RH的基本相同,1號RH真空系統與2號和3號RH的有些差別。1號RH系統具體結構形式如圖1所示。
圖1 1號RH系統簡(jiǎn)圖
真空泵:1號RH真空系統有6級8個(gè)泵。分別是E1、E2、E3、E4、E6(簡(jiǎn)稱(chēng)小泵),和三個(gè)啟動(dòng)泵E4a、E5、E6a(簡(jiǎn)稱(chēng)大泵)。2號RH和3號RH真空系統有4級6個(gè)泵分別是S1、S2、S3a、S3b、S4a、S4b。其作用是利用泵體的拉瓦爾噴嘴將高壓蒸汽快速?lài)姵,帶走周(chē)目諝,從而使整個(gè)真空系統達到一種超低氣壓狀態(tài)。
冷凝器:1號RH冷凝器共有五個(gè),分別稱(chēng)為C1、C2、C3、C4、C5。2號RH和3號RH真空系統冷凝器共有三個(gè),分別稱(chēng)為C1、C2、C3。其作用是分別對真空泵噴射出的蒸汽和從真空系統抽出的氣體進(jìn)行冷卻,冷卻后的水流入熱水井區域。對此主要介紹這部分內容。
真空罐:分為上部槽、中部槽和下部槽三部分并且下部槽與吸嘴連接。吸嘴部分直接和鋼水接觸,鋼水從一個(gè)吸嘴進(jìn)入,從另一個(gè)出來(lái),形成循環(huán),從而對鋼水進(jìn)行真空處理。中部槽結構較大,有與下料系統相連的法蘭。上部槽與真空管線(xiàn)相連,并且頂部有氧槍開(kāi)口。1號RH的真空罐要略大于2號RH和3號RH的真空罐,而且頂部槽結構不同。
真空滑閥:當鋼水到達處理位時(shí),通過(guò)開(kāi)啟真空滑閥來(lái)使閥后的真空通道與閥前的真空罐相連,從而形成一個(gè)整體的真空系統,對鋼水進(jìn)行脫氣處理。當鋼水處理結束后,關(guān)閉真空滑閥使真空罐系統恢復常壓。1號RH的真空滑閥與2號RH和3號RH的真空滑閥結構不同,1號RH的真空滑閥采用插板式,而2號RH和3號RH的真空滑閥采用翻板式。
2、冷凝器簡(jiǎn)介
冷凝器的作用是將混合氣體中的可凝性蒸汽部分冷結排除,以減少下一級泵的負荷。按結構形式可分為混合式冷凝器、表面式冷凝器和噴射式冷凝器。
2.1、混合式冷凝器
混合式冷凝器形式如圖2所示,其冷卻與被冷卻介質(zhì)直接混合而進(jìn)行熱量交換,冷卻效果好。該種冷凝器按其結構分類(lèi),有噴淋式和隔板式。因為混合式冷凝器結構簡(jiǎn)單,冷卻效果高,固在水蒸汽噴射泵中被廣泛使用。本鋼1號RH精煉設備的冷凝器就是采用混合式冷凝器的噴淋式。
圖2 混合式冷凝器形式
2.2、表面式冷凝器
冷卻介質(zhì)與被冷卻介質(zhì)不直接接觸,兩者通過(guò)固體(如銅、鋼管等)表面傳熱進(jìn)行熱交換。這種冷凝器便于冷凝物的處理和回收。但因其結構復雜,冷卻效率較低,一般在特殊場(chǎng)合下使用。1號RH精煉設備的滑閥前冷卻器中的水冷板就是采用這種形式,用來(lái)冷卻從鋼水包過(guò)來(lái)的熱空氣和小顆粒鋼渣。
2.3、噴射式冷凝器
以壓力水作為噴射器的工作介質(zhì),形成高速射流抽吸被冷凝物,混合冷凝并壓縮排出。它具有抽氣、冷凝雙重作用,故適用于抽吸和冷凝含有大量可凝性蒸汽的場(chǎng)合。
3、分析冷凝水對真空度的影響
3.1、1號RH冷凝器參數統計
1號RH真空系統冷凝器共有5個(gè)(見(jiàn)圖1),分別為C1、C2、C3、C4、C5,其中C2、C3、C5都有兩個(gè)噴頭,為了區別它們將另一個(gè)命名為C2a、C3a、C5a,當只使用大泵(E4a、E5、E6a)時(shí),開(kāi)啟C3、C3a、C4、C5、C5a 進(jìn)行冷卻,不開(kāi)啟C1、C2、C2a。當使用小泵(E1、E2、E3、E4、E6)時(shí),開(kāi)啟C1、C2、C2a、C3、C5 進(jìn)行冷凝,不開(kāi)啟C3a、C4、C5a。其冷凝水的具體流量如表1。表1中還列出了冷凝后的臨界溫度,就是冷凝水冷凝蒸汽后的最高溫度。
表1 冷凝器流量和溫度
真空泵每級噴射出的高壓蒸汽都是通過(guò)相應的冷凝器進(jìn)行冷卻排除的,從真空系統簡(jiǎn)圖中可以看出,冷凝器C1、C2、C2a 是用來(lái)冷凝真空泵E1、E2、E3噴出的蒸汽的,冷凝器C3、C3a是用來(lái)冷凝真空泵E4或E4a噴出的蒸汽,冷凝器C4是用來(lái)冷凝真空泵E5 噴出的蒸汽,冷凝器C5、C5a是用來(lái)冷凝真空泵E6或E6a噴出的蒸汽。每一級的蒸汽要全部冷凝才可以,否則就會(huì )使不能全部冷凝的區域彌留蒸汽,從而影響整個(gè)真空系統的真空度。要想達到這個(gè)要求,除蒸汽溫度不能過(guò)高以外,開(kāi)路水的進(jìn)水溫度也不能過(guò)高,下面就通過(guò)理論計算來(lái)確定開(kāi)路水的進(jìn)水溫度的數值。