Водяное охлаждение

Для водяного охлаждения печей используют техническую воду, расход которой на каждый крупный агрегат достигает в среднем 300‑500 т/ч. Определяется он в зависимости от максимальных тепловых нагрузок Q_max и допустимой температуры воды на выходе из охлаждаемой детали:

. (3.2)

В этой формуле М ‑ расход воды на охлаждение, кг/с; t_вых и t_вх ‑ соответственно температуры воды на входе и выходе из детали, °С; с ‑ теплоемкость воды, Дж/(кг×К).

Техническая вода содержит значительное количество солей, которые при нагреве выпадают в осадок, т. е. на внутренней поверхности охлаждаемых элементов откладывается накипь. Низкая теплопроводность накипи спо­собствует прогару детали. Во избежание выпадения солей температура воды на выходе из детали не должна превышать 40 °С. Обычно она на 10‑12 °С выше температуры воды, поступающей на охлаждение. Такой незначительный перепад обусловливает большой расход воды, в связи с чем пропустить ее через химическую водоочистку не представляется возможным. Соответственно значительно увеличиваются потребление электроэнергии для подачи воды и расход металла на трубопроводы и вспомогательное оборудование.

Различают прямоточную и оборотную схемы водяного охлаждения печей (рис. 3.1). Из-за низкой температуры воды на выходе использование отобранной теплоты пока не представляется возможным.

а ‑ прямоточное охлаждение; б ‑ оборотный цикл; 1 ‑ водоемы; 2 ‑ водозаборные устройства; 3 ‑ станции перекачки воды; 4 ‑ охлаждаемая деталь; 5 ‑ линия сброса нагретой воды; 6 ‑ насосы для перекачки нагретой и охлажденной воды; 7 ‑ охладитель (градирня)

Рис. 3.1 – Схемы водяного охлаждения печей

Накипеобразующих солей при прямоточной схеме значительно меньше, поэтому надежность охлаждения повышается. Для снижения расхода воды из водоема прямоточную схему охлаждения (рис. 3.1а) заменяют оборотным циклом воды (рис. 3.1б). В этом случае вода циркулирует в системе деталь-насос-градирня-насос-деталь. Для покрытия потерь в циркуляционном контуре необходимо поступление дополнительной воды из водоема, что составляет лишь 5‑10 %.