汽化冷卻煙道漏水原因分析及解決措施

程雷英

摘 要：汽化冷卻煙道就是通過利用循環(huán)水將設(shè)備中的熱量轉(zhuǎn)化為蒸汽，以降低煙道的整體溫度，保證設(shè)備的正常運(yùn)行為最終目標(biāo)。而在實(shí)際的汽化過程當(dāng)中，設(shè)備內(nèi)部由于各種原因，經(jīng)常會出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了大型機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，給生產(chǎn)也帶來了巨大的安全隱患。該文就此問題，首先對汽化冷卻煙道的工作原理進(jìn)行了闡述，并分析出了汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水現(xiàn)象的多種可能性，最后提出了一些防止汽化冷卻煙道漏水的合理化建議，希望能夠?yàn)楦倪M(jìn)汽化冷卻煙道的工作性能提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：汽化冷卻煙道 工作原理 漏水原因 合理化建議

中圖分類號：TF341.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0041-01

汽化冷卻煙道中的水循環(huán)主要有兩種循環(huán)方式，（1）自然循環(huán)，也就是根據(jù)煙道內(nèi)部不同階段出所儲存的水的質(zhì)量來控制水的整體流向，形成的水體循環(huán)。（2）強(qiáng)制循環(huán)，顧名思義，強(qiáng)制循環(huán)要通過外力的作用才能實(shí)現(xiàn)，其具體工作原理就是利用循環(huán)泵來提高水流的速度，在保證水流溫度始終較低的情況下，增強(qiáng)了冷卻效果。

1 汽化冷卻煙道的工作原理

汽化冷卻煙道的工作原理與鍋爐的工作原理相似，也可以將汽化冷卻煙道看做是是余熱鍋爐，但其與鍋爐之間也存在著一定的區(qū)別，在工作時(shí)間上，汽化冷卻煙道的工作時(shí)間具有間歇性的特點(diǎn)，而鍋爐的工作時(shí)間則是連續(xù)不停頓的。正常情況下，轉(zhuǎn)爐工作的時(shí)間頻率以39min為一個(gè)周期，中間還包括了14min左右的吹煉時(shí)間，而熱交換只存在與這個(gè)過程當(dāng)中，其他冶煉過程中則不再需要熱交換。在使用壽命上，鍋爐的使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽化冷卻煙道的使用壽命，這是由于汽化冷卻煙道在吹煉過程的不同階段所受到的熱負(fù)荷變化較大，使得汽化冷卻煙道在溫差較大的影響下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易遭到破壞，縮短其使用壽命，同時(shí)，汽化冷卻煙道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和維護(hù)手段也要比鍋爐的投入力度更大。

圖1為汽化冷卻煙道水循環(huán)的工作原理示意圖，從圖中可以清晰的看到，上升管與下降管對于汽化冷卻煙道中的水流都具有阻礙作用，這是由于汽化冷卻煙道內(nèi)部存在著一定的壓力造成的。另外，汽化冷卻煙道中上升管與下降管中水的密度差為水循環(huán)提供了內(nèi)在的動(dòng)力來源，當(dāng)然，汽化冷卻煙道中也包含了強(qiáng)制水循環(huán)部分，強(qiáng)制水循環(huán)主要存在于爐口的移動(dòng)段。如果汽化冷卻煙道內(nèi)部存在高壓，則會使得水流在上升時(shí)的阻力變?nèi)?，蒸汽的體積也會隨之減小，大部分的冷卻水就會發(fā)揮其作用，增加汽化冷卻煙道的使用壽命。

在水循環(huán)的過程當(dāng)中，使水汽分離，以及為汽化冷卻煙道提供水源的都是汽包，水汽的分離過程受到多方面因素的共同作用，蒸汽的負(fù)荷，汽化冷卻煙道內(nèi)部的壓力以及可供水汽分離的空間的大小都會影響到水汽分離的最終效果。

2 汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水的原因

2.1 管道過度疲勞

汽化冷卻煙道的工作溫度通常是在50～1200℃之間，溫度的變化在3～6次/h之間，汽化冷卻煙道在長期的工作運(yùn)行當(dāng)中，受到溫差變化的影響較大，且頻率較高，使得煙道內(nèi)部由于冷熱變化而產(chǎn)生了極強(qiáng)的交變內(nèi)應(yīng)力，汽化冷卻煙道的承受能力極易受到挑戰(zhàn)，一旦超出汽化冷卻煙道的承受范圍，就會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，導(dǎo)致漏水。

2.2 管道內(nèi)部溫差較大

當(dāng)汽化冷卻煙道內(nèi)部溫度超過1300℃的時(shí)候，鍋爐管內(nèi)壁就會受到高溫氣體的烘烤，正常情況下，水循環(huán)過程會將產(chǎn)生在管內(nèi)的汽泡通過水流帶走，一旦水循環(huán)過程受到阻礙，或者上升管中的阻力過大，就會影響到汽泡的排出，汽泡也因此會附著在管壁上，逐漸變大，使管壁直接暴漏在高溫氣體下，發(fā)生干燒現(xiàn)象，而汽泡會隨水循環(huán)繼續(xù)上升，冷卻水會在這個(gè)時(shí)候補(bǔ)充上來，對管壁形成較大的冷卻沖擊，管理在溫差變化較大的情況下就會出現(xiàn)環(huán)狀的裂紋，導(dǎo)致漏水。

2.3 煙道爆炸

汽化冷卻煙道在正常的工作環(huán)境下，內(nèi)部是不存在空氣的，一旦汽化冷卻煙道內(nèi)部負(fù)壓超過了正常值，就會使煙道內(nèi)部分水循環(huán)受阻，將空氣吸入到汽化冷卻煙道內(nèi)部，煤氣就有了燃燒所需要的介質(zhì)，煤氣與空氣發(fā)生混合后，煙道內(nèi)的高溫足以使混合氣體燃燒，如果燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱負(fù)荷超出了汽化冷卻煙道所能承受的最大限度，煙道在內(nèi)部溫度瞬間升高的情況下，極易從內(nèi)部發(fā)生爆發(fā)，煙道破損，導(dǎo)致漏水。

3 對于汽化冷卻煙道漏水現(xiàn)象的合理化建議

3.1 提高水體管理水平

首先要對汽化冷卻煙道中水循環(huán)過程中的水體質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，提高水體質(zhì)量的評判標(biāo)準(zhǔn)，制定定期取樣化驗(yàn)的管理機(jī)制，對水體質(zhì)量開展實(shí)時(shí)的監(jiān)控，另外，還要定期檢查汽化冷卻煙道內(nèi)壁水垢情況，一旦發(fā)現(xiàn)水垢厚度超過規(guī)定厚度時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行煮爐，清除內(nèi)壁污垢。

3.2 優(yōu)化排污機(jī)制

根據(jù)汽化冷卻煙道的使用情況來看，煙道的使用強(qiáng)度通常較大，因此，必須堅(jiān)持每天對煙道進(jìn)行沖洗排污，以此保證汽化冷卻煙道內(nèi)部清潔，這是預(yù)防汽化冷卻煙道發(fā)生堵塞的最有效手段之一，對于汽化冷卻煙道中的呼吸器，也要定期進(jìn)行清洗，保證至少一周換水一次。

3.3 確保汽化冷卻系統(tǒng)內(nèi)部壓力穩(wěn)定

為了保證汽化冷卻系統(tǒng)中壓力的恒定，必須根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況，科學(xué)合理地設(shè)定出PID參數(shù)，水箱加熱用蒸汽，蓄熱器出口蒸汽以及汽包出口蒸汽的調(diào)節(jié)閥，使汽化冷卻煙道能夠在穩(wěn)定的壓力環(huán)境下進(jìn)行工作，防止煙道內(nèi)部因壓力變化過大而發(fā)生使用疲勞的想象，影響其正常運(yùn)行。

3.4 改進(jìn)爐口微差壓的操作方法

對汽化冷卻煙道內(nèi)的負(fù)壓的有效控制，是避免煙道發(fā)生漏水的重要手段。當(dāng)轉(zhuǎn)爐處在吹煉階段的時(shí)候，轉(zhuǎn)爐入口處的壓力應(yīng)超過-18kPa，同時(shí)，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過1300轉(zhuǎn)/min。當(dāng)轉(zhuǎn)爐處在非吹煉階段時(shí)，轉(zhuǎn)爐入口壓力要高于-5kPa，這樣一來，就能夠有效地控制爐口壓力，避免爆炸的發(fā)生。

4 結(jié)語

汽化冷卻煙道出現(xiàn)漏水是極其普遍的現(xiàn)象，只要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用情況，實(shí)時(shí)地調(diào)整現(xiàn)有的管理和檢驗(yàn)制度，控制好煙道的內(nèi)部壓力，保證水體的質(zhì)量，就可以有效地遏制漏水現(xiàn)象的再次發(fā)生，提高設(shè)備整體的工作效能。

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