Курсовая работа: Система охлаждения кессонов плавки

При охлаждении холодной водой применяют три системы водоснабжения:

Прямоточная

Оборотная

Повторного использования.

Рис. 1. Схема водоснабжения промышленного предприятия.

Во всех трех случаях в качестве примера фигурирует потребитель, использующий 1000 м3/час производственной воды.

В прямоточной или разомкнутой схеме (рис.1.(а)) все потребные 1000 м3/час забираются из природного источника и после соответствующей подготовки подаются потребителю. В ходе производства часть воды теряется (испаряется) (50 м3/час). Отработанная вода в количестве 950 м3/час подвергается очистке и сбрасывается в водоем.

При оборотной, замкнутой схеме отработанная вода в водоем не спускается. Вся выходящая из производственного процесса вода подвергается очистке и обработке, после чего вновь подается в производство. Свежая вода из источника используется только для восполнения потерь в производственном процессе и процессе очистки и обработки оборотной воды.

При схеме повторного использования охлаждающая вода, слабо нагретая одним из потребителей, направляется на охлаждение другого агрегата без предварительной очистке. На металлургических заводах чаше всего используется вода, прошедшая через охлаждаемые детали электрооборудования. Схема повторного использования может входить составной частью в общую прямоточную или оборотную схему водоснабжения.

Несмотря на свою простоту, такая система охлаждения имеет ряд недостатков:

Система требует большого расхода воды, что ведет за собой увеличение диаметра подающих труб и числа насосов, расширения очистных сооружений и т. д. Значительные объемы воды затрудняют ее очистку, что приводит к частому прогоранию охлаждаемых деталей.

Невысокая температура нагретой воды делает невозможным утилизацию уносимого ею тепла, доля которого составляет 20-25% от общего его прихода в печь.

Принудительное движение воды в охлаждаемых деталях с высокими скоростями приводит к большим потерям напора, что требует создания в сети высоких давлений и повышенного расхода электроэнергии.

Методика расчета

В данном проекте мы приведем только частичный расчет сети, т. е. расходы и напоры просчитаем для подводящих трубопроводов и самих кессонов, опуская расчет слива воды из них. Впрочем, считая систему водоохлаждения симметричной относительно теплообменной части (кессонов), можно легко определить суммарные напоры во всей сети.

Поскольку нам задана необходимая скорость воды в кессоне, определяющая параметры теплообмена между кессонами и печным пространством, а также конструктивные параметры самого кессона, то очевидно следует начать расчет с определения расхода воды на один кессон.

;

где - поперечное сечение трубы кессона (м2);

- скорость воды в кессоне (м/с);

- расход воды на кессон (м3/сек).

Зная внутренний диаметр трубы кессона (м), найдем поперечное сечение по формуле:

; (м2)

Теперь определим расходы и диаметр трубы для распределительной магистрали. Назовем магистралью участок трубопровода КЕВБ. Магистраль соединяет параллельно три уровня кессонов по три кессона на уровень (соединенных последовательно). Водоснабжение кессонов можно считать непрерывным, следовательно, расчетный расход на магистраль будет складываться из транзитного и путевого расходов:

Т.к. расход при последовательном соединении одинаков следовательно, расход на первом уровне будет равен расходу кессона:

(м3/сек)

(м3/сек) (м3/сек)

Расход всей системы равен: