论逆止型液流显示器解决高炉冷却方案理论与应用

2019-03-11 19:03:00
温州斯巴特阀门设备有限公司 论 EXQ41W 逆止型液流显示器解决高炉冷却方案理论与应用 概述 学名:斯巴特逆止型机械式液流显示器 (Check type liquid flow display) 别称:指针式流量显示器(Flow indicator) ;机械式流量指示器;机械式带刻度流量计 型号:EXQ41W-16P 系列;SG-NZ-KD 系列 SGY-EXQ41W-16P 系列;SGF-EXQ41 系列 液流显示器(属仪表阀门类)是观察管道内介质流动情况及计量流量的必要附件。广泛 用于冶金钢铁高炉及电炉冷却管路系统、润滑系统、供燃料系统、化工、化纤、医药、 食品、电站、泵设备等工业生产装置中,能随时观察液体、气体、蒸汽等介质的流动反应情 况及流量大小,是保障正常生产不可缺少的附件。其主要连接方式:螺纹式、焊接式、法兰 式。 工作原理 通过视窗玻璃透光式前提下目视指针摆动角度与视窗刻度相吻合从而判断介质是否流动 或流速快慢、 流量大小情况及防止介质倒流, 从而达到高炉及电炉管路及设备是否正常运行。 基础知识 液流显示器(属仪表类阀门) ,经过长期的观察、摸索和思考在电子流量计基础上进行 性能改良技术创新无须在阀体上安装电子仪器的一种新型计量类产品。 结构组件 由阀体、玻璃视窗、指针、紧固帽、密封圈、弹簧六大元件组成。 阀体:碳钢或不锈钢铸造 玻璃:钙纳玻璃;钢化玻璃;硼硅玻璃;石英玻璃 指针:金属材质 弹簧:特殊金属材质 紧固帽:螺纹并帽;法兰片 密封圈:丁晴橡胶垫片聚四氟乙烯垫片 氟橡胶 金属垫片 石墨垫片 设计与特点 阀体一体化铸造设计符合仪表阀门制造工艺,外形美观精密高,抗压能力更强。制造工 艺数控化,质量更可靠。多元化连接方式适应行业标准更广。安装方式垂直或水平双用,拆 卸更便捷。双视窗结构透视度高观察更便利。视窗易拆卸,维护及保养一体化设计更合理。 其更为重要设计特点: 1、液流显示器无须在阀体上安装电子仪器,利用指针与视窗刻度相结合情况下以机械式运 行模式进行计量, 克服了电子流量计需要电源启动电子仪器达到计量流量效果, 且无法在高 温高压恶劣情况下进行作业的历史性难题。 2、流液流显示器无须电源启动由介质流动冲击力使指针机械式作业,且耐高温高压广泛用 于高炉冷却系统、润滑系统、供燃料系统、化工、化纤、医药、食品、电站、泵设备、石化 工业等领域。 3、液流显示器的指针在一定压差下流量满足弹簧需求时处于常开状态,一旦流量不足自动 复位使介质不产生倒流现象从而实现逆止作用。 WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。 温州斯巴特阀门设备有限公司 技术参数及明细参数分类 螺纹式:DN6-DN100 (1/8-4 寸) 焊接式:DN6-DN300 (1/8-12 寸) 法兰式:DN15-DN300 (1/2-12 寸) 压力等级:0.6/1.0/1.6/2.5/4.0MPA (150LB-300LB) 玻璃耐压:钢化硼硅玻璃片≤2.5MPa 石英玻璃片≤10.0MPa 钢化硼硅玻璃筒<0.6MPa 石英玻璃筒<0.6MPa 阀体材质:碳钢(WCB) ;不锈钢(304/316/304L/316L) ;双相钢 视窗材质:钙钠玻璃;钢化硼硅玻璃;石英玻璃 玻璃耐温:钢化硼硅玻璃:≤200℃,石英玻璃:1000℃允许急变温度≤60℃ 密封垫片:丁晴橡胶垫片;聚四氟乙烯垫片;金属垫片;金属石墨垫片 螺帽螺栓:20# 304 304L 316 316L 密封面:突面(RF)平面(FF)凹凸面(MFM)榫槽面(TG) 法兰标准:HG GB HGJ JB ANSI JIS DIN BS NF 制造检测标准:HGJ501-502-86 螺纹标准:G R RC NPT PT BSP 阀体外表:碳钢防腐油漆或发黑不锈钢酸洗处理或抛光 参数如下: 螺纹连接参数 品牌 类型 斯巴特 逆止型机械式带刻度 型号 SG-NZ-KD ; SGY-EXQ41 ; SGF-EXQ41 EXQ41W 系列 测量范围 0.2-95(m3/h) 公称通径 DN6-DN100(mm) (1/8-4 寸) 精度等级 1 适用介质 水、稀油、酸、碱透明或半透明液体、 工作压力 0.6/1.0/1.6/2.5/4.0(MPa) 气体 连接方式 螺纹 视窗玻璃 钙纳玻璃;钢化玻璃;硼硅玻璃;石英玻璃 螺纹标准 G;R;RC;NPT;PT;BSP 工作温度 -10~195(℃) 阀体材质 指针 碳钢;304;304L;316 ;316L;双 相钢 金属 法兰连接参数 品牌 类型 斯巴特 逆止型机械式带刻度 型号 SG-NZ-KD;SGY-EXQ41;SGF-EXQ41 系列 EXQ41W-16P 测量范围 0.2-220(m3/h) 公称通径 DN15-DN300(mm) (1/2-12 寸) 精度等级 1 适用介质 水、稀油、酸、碱透明或半透明液体、 工作压力 0.6/1.0/1.6/2.5/4.0(MPa) 气体 连接方式 法兰 视窗玻璃 钙纳玻璃;钢化玻璃;硼硅玻璃;石英玻璃 工作温度 -10~195(℃) 阀体材质 碳钢;304;304L;316 ;316L;双相 钢 WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。 温州斯巴特阀门设备有限公司 指针 法兰密封 面 金属 法兰标准 HG GB HGJ JB ANSI JIS DIN BS NF 突面(RF) 平面 (FF) 凹凸面(MFM) 榫槽面(TG) 焊接式参数 品牌 类型 斯巴特 逆止型机械式带刻度 型号 SG-NZ-KD;SGY-EXQ41;SGF-EXQ41 系列 测量范围 0.2-220(m3/h) 公称通径 DN6-DN300(mm) (1/8-12 寸) 精度等级 1 适用介质 水、稀油、酸、碱透明或半透明液体、气 体 工作压力 0.6/1.0/1.6/2.5/4.0(MPa) 连接方式 焊接 工作温度 -10~195(℃) 阀体材质 碳钢;304;304L;316 ;316L;双相钢 视窗玻璃 钙纳玻璃;钢化玻璃;硼硅玻璃;石英玻璃 指针 金属 焊接方式 对焊;承插焊 安装方式:立卧双用(水平或垂直) 玻璃视窗的维护及保养 1、其玻璃视窗是用于观察液体、气体、蒸汽等介质的流动反应应保持干净无灰尘。 2、视窗玻璃属易碎品,安装视镜时要小心轻放。 3、玻璃耐温耐压有一定的局限,具体根据实际情况而定。 以下提供国家标准玻璃制造工艺物理实验参数: 耐温: 钢化硼硅玻璃≤200℃、石英玻璃≤1000℃、铝硅玻璃≤450℃ 耐压: 钢化硼硅玻璃片≤2.5MPa、石英玻璃片≤10.0MPa 铝硅玻璃≤6.4MP 4、允许急变温度<60℃,玻璃因温差过大造成破裂。 玻璃检测标准:参照《化工管道手册》和 HGJ501-502-86 《压力窗口视镜》设计制造和验 收。 5、流量计仪表刻度不允许用香蕉水溶剂清洗或用钝器刮擦。 6、液流显示器只能做辅助粗略计量。具体流量需根据用户实际使用而定 高炉冷却相关知识 高炉的冷却方式有:工业水冷却、汽化冷却、软水闭路循环冷却和炉壳喷水冷却 4 种。下 面主要介绍前 3 种冷却方式: (1)工业水冷却是使用最广泛的,因为它一次投资低,运行稳定。该系统由泵站、管道、冷 却器、 喷水池等组成, 冷却水循环使用, 靠喷水池蒸发冷却回水。 此法的缺点是水消耗量大, 水质无法保证(南方是悬浮物,北方是水硬度) ,会在冷却器内结垢而影响冷却(5mm 的水 垢在 200000kJ/(m2?h)的热流下能使冷却器表面温度比无垢时提高 500C), 这是造成冷却器烧 坏的重要原因。 为改善水质一般都用加药处理和定期清洗冷却器来降低水垢的危害; 同时还 要控制进出水的温度,特别是出水温度不宜高于 45C。 (2)汽化冷却。在 20 世纪 50 年代,前苏联的冶金热工专家将加热炉上成功的汽化冷却移到 高炉冷却系统,我国在 60~70 年代也曾有 10 余座大中小型高炉使用过。现在世界上缺水地 区还有些高炉使用汽化冷却,大部分高炉(包括前苏联的高炉和我国的高炉)的汽化冷却方 式已被软水闭路循环冷却或工业水冷却所替代。汽化冷却是将接近沸点(称做欠热度低)的 WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。 温州斯巴特阀门设备有限公司 软水作为冷却介质通入冷却器, 在冷却器内受热而部分水达到沸点而汽化蒸发, 冷却介质变 成汽-水混合物,水在汽化时吸收汽化潜热(每 1g 水汽化吸热 593X4.187J,而 1g 水升高 1C 吸热 4.187J),从而冷却了冷却器,而且节约了大量的冷却水。汽-水混合物的密度比软化水 的小,因此在密度差的驱动下,汽-水混合物上升进入汽包。在汽包内汽-水混合物分离为蒸 汽和水,蒸汽或回收利用或放散;分离出的水作为冷却介质继续循环使用。完全靠水与汽-水 混合物密度差运行的系统叫自然循环汽化冷却; 在循环系统中加有热水泵以帮助冷却介质克 服运行阻力的叫强迫循环汽化冷却。 汽化冷却的优点是省水、省电,在突发性停电时,高炉冷却器不会断水而烧坏。它的 缺点是对高炉热流大波动的适应性差, 在突发性尖峰热流时, 容易在冷却器水管中形成汽塞, 阻碍循环, 甚至造成停止循环而将冷却器烧坏。 这是汽化冷却没能得到推广和已用过的高炉 退回到工业水冷却或改用更稳妥可靠的软水闭路循环冷却的主要原因。 (3)软水闭路循环冷却。它是将欠热度大的软水(水温在 45~55° C)利用循环泵在高炉冷却系 统内运行, 软水在冷却器内吸收冷却器传过来的热达到冷却的目的。 一般在冷却器内软水的 温升为 8~10C,循环水离开高炉后,用专门的冷却设施将循环软水降温 10C 左右,北方地 区一般采用大风扇吹(只在夏天高温季节使用,其他各季靠自然通风冷却) ,南方地区则用 工业水热交换器。为解决软水中溶解的 02 和 CO〗对金属管的腐蚀,系统内设有脱气罐。 软水闭路循环冷却系统的流程示于图 1-7-8。此种冷却方式的优点是采用软水或纯水解决水 质对冷却的影响;由于水的欠热度大而且闭路不产生蒸汽,所以运行耗水量少,仅在热水泵 轴承密封处有少量渗漏,一般只有 0.05%$0.10/;闭路循环可充分利用静压头,而且可用膨 胀罐充 N*来调节、控制系统的压力,系统运行可靠。现在这种冷却方式已广泛应用于大中 型高炉。 高炉冷却 高炉冷却的目的在于增大炉衬内的温度梯度,致使 1150℃等温面远离高炉炉壳,从而保 护某些金属结构和混凝土构件, 使之不失去强度。 使炉衬凝成渣皮, 保护甚至代替炉衬工作, 从而获得合理炉型,延长炉衬工作能力和高炉使用寿命。 高炉冷却是形成保护性渣皮、铁壳、石墨层的重要条件。高炉常用的冷却介质有:水、风、 汽水混合物。 根据高炉各部位工作条件,炉缸、炉底的冷却目的主要是使铁水凝固的 1150℃等温面远离 高炉壳,防止炉底、炉缸被渣铁水烧漏。而炉身冷却的目的是为了保持合理的操作炉型和保 护炉壳。 高炉冷却技术 目前国内高炉采用的冷却方式有四种: 1. 工业水开路循环冷却系统 2. 汽化冷却系统 3. 软水密闭循环冷却系统 4.外部喷淋 冷却原理 冷却水通过被冷却的部件空腔,并从其表面将热量带走,从而使冷却水的自身温度提高。 1.自然循环汽化冷却工作原理:利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重不同所形 成的压头,克服整个循环过程中的阻力,从而产生连续循环,汽化吸热而达到冷却目的。 2.软水密闭循环冷却工作原理: 它是一个完全封闭的系统, 用软水 (采用低压锅炉软水即可) WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。 温州斯巴特阀门设备有限公司 作为冷却介质,其工作温度 50~60℃(实践经验 40~45℃)由循环泵带动循环,以冷却设 备中带出来的热量经过热交换器散发于大气。 系统中设有膨胀罐, 目的在于吸收水在密闭系 统中由于温度升高而引起的膨胀。系统工作压力由膨胀罐内的 N2 压力控制,使得冷却介质 具有较大的热度而控制水在冷却设备中的汽化。 3.工业水开路循环冷却工作原理:由动力泵站将凉水池中的水输送到冷却设备后,自然流回 凉水池或冷却塔, 把从冷却设备中带出的热量散发于大气。 系统压力由水泵供水能力大小控 制。 4.外部喷淋的工作原理:用于高炉外部喷淋式降温。 优缺点 高炉技术进步的特点, 表现为高炉炼铁已发展成为较成熟的技术。 从近几年高炉技术进步 的发展方向看,突出的特点是大型化、高效化和自动化。因此采用较为先进的高炉冷却技术 具有较大的吸引力,成为争相探讨和研究课题。 1.采用软水密闭循环冷却系统最佳。 (l)?软水密闭循环系统的冷却可靠性好。冷却的可靠性,是衡量冷却系统优劣最重要的标 准。不结垢,可以长寿。 (2)水量消耗少。软水密闭循环冷流系统中,没有水蒸发损失,流失也极小。水泵的轴封 处的流失是系统的主要流失点,流失量是系统总容积的 1‰补水量,故水量消耗是极少的。 (3) ?动力消耗低。 闭路系统与开路系统不同, 其水泵的工作压力取决于膨胀罐内 N2 压力, 而水泵扬程是由系统的管路阻力损失决定的,冷却水的静压头能够得到完全的利用。 (4)?管路腐蚀小。因为它是闭路,空气进不去。因此,软水密闭循环冷却系统是一种比较 经济的冷却方法。 2. 汽化冷却分为两种循环方式:自然循环和强制循环。 (l)汽化冷却的优点: ①冷却介质为软水,可防止结垢。 ②自然循环需要动力,在停电情况下仍能继续运行。 (2)汽化冷却的缺点: ①冷却设备在承受大而多变的热负荷冲击下容易产生循环脉动, 甚至可能出现膜状沸腾, 致 使冷却设备过热而烧坏。 ②汽化冷却时,冷却壁本体的温度比水冷时高,缩短了冷却壁的寿命。水冷却的冷却壁本体 的最高温度已接近珠光体相变的温度。铸铁在 760 ℃时,珠光体发生相变,使铸铁机械性能急剧变坏,因此使冷却壁寿命缩短。 3.工业水冷却的优点是传热系数大,热容量大,便于输送,成本便宜。 工业水冷却的致命弱点是水质差,容易结垢而降低冷却强度,导致烧坏冷却设备,水的循环 量大,能耗大。 4.喷水冷却,结构轻便简单易行。我国大中型高炉多作为备用冷却手段,小高炉用的较多。 目前国外一些极薄炉墙或大中型高炉下部, 有采用炉壳内砌碳砖, 以喷水作为唯一冷却手段, 效果也不错。 冷却水质 (一)一般概念: 1.?高炉冷却对水质的要求为:?不含有机械杂质、悬浮物不超过 200 毫克/升,暂时硬度不超 过 10° (注:德国温度) 。 2.水的硬度:天然水中含有钙、镁、盐类等水垢生成物的含量。一般重碳酸盐、氯化物和硫 WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。 温州斯巴特阀门设备有限公司 酸盐等,构成了水中的硬度。 ①暂时硬度:就是指水中含有重碳酸盐的含量。 ②永久硬度:就是指除去重碳酸盐的其它盐类。 ③总硬度: 就是指暂时硬度与永久硬度之和。 湖水硬度小一些,地下水硬度高一些,一般用暂时硬度衡量水的硬度。 3.水的硬度单位: 德国度 H) (° 简称度。 即在 10000 份水中含有 1 份氧化钙或氧化镁为一度。 也就是 1 升水中 含有 10 毫克的氧化钙或氧化镁为一度。 4. 水的硬度分类: 硬度 0~4°4~8°8~16°16~30°>30° 性质 很软水 软水 中等硬水 硬水 很硬水 对水系统要求新水暂时硬度≯15° H,循环水≯8° H。 5.软化水:就是人为地以某种程度从水中除去了钙镁盐类,如用 Na 离子交换器置备软水。 软水的作用:①不存在 O2 腐蚀,②不结垢。 WWW.SBTFM.COM T:0577-86832810 F:0577-85822910 版权所有,不得任意变更内容,否则温州斯巴特阀门设备有限公司有权追究法律责任。
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