冷凝水对本钢RH真空度的影响(1)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)本钢炼钢厂 作者:赵庆龙

  RH是转炉炼钢工序之后用于钢水精炼的一套真空循环脱气装置,通过钢水在真空罐内真空循环,从而达到钢水脱碳脱气的精炼目的。因此,只有维持并保证恒定的真空度,才能确保RH真空系统成功的精炼钢水。但影响真空度的因素很多,如泵工作不良,各种泄漏,蒸汽冷凝效果不好等等,对此仅研究蒸汽冷凝水对RH真空度的影响。

1、本钢1号RH真空系统设备概述

  本钢炼钢厂现有3套RH真空循环装置,其中2号RH真空系统和3号RH的基本相同,1号RH真空系统与2号和3号RH的有些差别。1号RH系统具体结构形式如图1所示。

1号RH系统简图

图1 1号RH系统简图

  真空泵:1号RH真空系统有6级8个泵。分别是E1、E2、E3、E4、E6(简称小泵),和三个启动泵E4a、E5、E6a(简称大泵)。2号RH和3号RH真空系统有4级6个泵分别是S1、S2、S3a、S3b、S4a、S4b。其作用是利用泵体的拉瓦尔喷嘴将高压蒸汽快速喷出,带走周围的空气,从而使整个真空系统达到一种超低气压状态。

  冷凝器:1号RH冷凝器共有五个,分别称为C1、C2、C3、C4、C5。2号RH和3号RH真空系统冷凝器共有三个,分别称为C1、C2、C3。其作用是分别对真空泵喷射出的蒸汽和从真空系统抽出的气体进行冷却,冷却后的水流入热水井区域。对此主要介绍这部分内容。

  真空罐:分为上部槽、中部槽和下部槽三部分并且下部槽与吸嘴连接。吸嘴部分直接和钢水接触,钢水从一个吸嘴进入,从另一个出来,形成循环,从而对钢水进行真空处理。中部槽结构较大,有与下料系统相连的法兰。上部槽与真空管线相连,并且顶部有氧枪开口。1号RH的真空罐要略大于2号RH和3号RH的真空罐,而且顶部槽结构不同。

  真空滑阀:当钢水到达处理位时,通过开启真空滑阀来使阀后的真空通道与阀前的真空罐相连,从而形成一个整体的真空系统,对钢水进行脱气处理。当钢水处理结束后,关闭真空滑阀使真空罐系统恢复常压。1号RH的真空滑阀与2号RH和3号RH的真空滑阀结构不同,1号RH的真空滑阀采用插板式,而2号RH和3号RH的真空滑阀采用翻板式。

2、冷凝器简介

  冷凝器的作用是将混合气体中的可凝性蒸汽部分冷结排除,以减少下一级泵的负荷。按结构形式可分为混合式冷凝器、表面式冷凝器和喷射式冷凝器。

2.1、混合式冷凝器

  混合式冷凝器形式如图2所示,其冷却与被冷却介质直接混合而进行热量交换,冷却效果好。该种冷凝器按其结构分类,有喷淋式和隔板式。因为混合式冷凝器结构简单,冷却效果高,固在水蒸汽喷射泵中被广泛使用。本钢1号RH精炼设备的冷凝器就是采用混合式冷凝器的喷淋式。

混合式冷凝器形式

图2 混合式冷凝器形式

2.2、表面式冷凝器

  冷却介质与被冷却介质不直接接触,两者通过固体(如铜、钢管等)表面传热进行热交换。这种冷凝器便于冷凝物的处理和回收。但因其结构复杂,冷却效率较低,一般在特殊场合下使用。1号RH精炼设备的滑阀前冷却器中的水冷板就是采用这种形式,用来冷却从钢水包过来的热空气和小颗粒钢渣。

2.3、喷射式冷凝器

  以压力水作为喷射器的工作介质,形成高速射流抽吸被冷凝物,混合冷凝并压缩排出。它具有抽气、冷凝双重作用,故适用于抽吸和冷凝含有大量可凝性蒸汽的场合。

3、分析冷凝水对真空度的影响

3.1、1号RH冷凝器参数统计

  1号RH真空系统冷凝器共有5个(见图1),分别为C1、C2、C3、C4、C5,其中C2、C3、C5都有两个喷头,为了区别它们将另一个命名为C2a、C3a、C5a,当只使用大泵(E4a、E5、E6a)时,开启C3、C3a、C4、C5、C5a 进行冷却,不开启C1、C2、C2a。当使用小泵(E1、E2、E3、E4、E6)时,开启C1、C2、C2a、C3、C5 进行冷凝,不开启C3a、C4、C5a。其冷凝水的具体流量如表1。表1中还列出了冷凝后的临界温度,就是冷凝水冷凝蒸汽后的最高温度。

冷凝器流量和温度

表1 冷凝器流量和温度

  真空泵每级喷射出的高压蒸汽都是通过相应的冷凝器进行冷却排除的,从真空系统简图中可以看出,冷凝器C1、C2、C2a 是用来冷凝真空泵E1、E2、E3喷出的蒸汽的,冷凝器C3、C3a是用来冷凝真空泵E4或E4a喷出的蒸汽,冷凝器C4是用来冷凝真空泵E5 喷出的蒸汽,冷凝器C5、C5a是用来冷凝真空泵E6或E6a喷出的蒸汽。每一级的蒸汽要全部冷凝才可以,否则就会使不能全部冷凝的区域弥留蒸汽,从而影响整个真空系统的真空度。要想达到这个要求,除蒸汽温度不能过高以外,开路水的进水温度也不能过高,下面就通过理论计算来确定开路水的进水温度的数值。

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