Système de refroidissement à l'eau du four refroidi par eau SAF pour four à arc submergé
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Propriétés commerciales
Résumé du produit
Détails du produit
Furniture refroidie à l'eau SAF
,Système de refroidissement par eau de four
,Système de refroidissement par eau sous-marin
Description du produit
Système de refroidissement par eau utilisé pour le four à arc submergé
Le système de refroidissement et d'eau est la « bouée de sauvetage » du four à arc submergé (SAF), chargé d'évacuer l'énorme chaleur générée par les composants clés tels que le système d'électrodes, le corps du four et le réseau court, garantissant un fonctionnement continu et stable dans des plages de température sûres. Ce système se compose de plusieurs sous-systèmes, notamment la distribution, la circulation, la surveillance et le contrôle de l'eau de refroidissement. La rationalité de sa conception affecte directement la cadence de fonctionnement, la durée de vie des équipements et la sécurité du SAF.
I. Définition et fonction du système de refroidissement et d'eau
| Article | Description |
|---|---|
| Définition | Le système de refroidissement et d'eau SAF fait référence à un ensemble complet d'équipements qui fournissent de l'eau de refroidissement en circulation pour divers composants à haute température du SAF, notamment une source d'eau, des ensembles de pompes de circulation, des tours de refroidissement/échangeurs de chaleur, des vannes de tuyauterie, des instruments de surveillance et des systèmes de contrôle. |
| Fonctions principales | 1. Élimine la chaleur générée par le flux de courant et le rayonnement thermique des composants tels que les sabots en cuivre, les anneaux de pression, les câbles refroidis à l'eau et les capots de protection refroidis à l'eau, évitant ainsi les dommages dus à la surchauffe. 2. Maintient les composants structurels tels que la coque et le toit du four dans des plages de température raisonnables, prolongeant ainsi la durée de vie de l'équipement. 3. Fournit un avertissement de panne en surveillant les paramètres (débit, température, pression) du système de refroidissement par eau pour juger de l'état de fonctionnement de l'équipement. |
II. Structure de composition du système de refroidissement
Un système de refroidissement SAF complet se compose des principaux composants suivants :
| Composant | Description en anglais |
|---|---|
| Tour de refroidissement | Équipement qui dissipe la chaleur de l'eau en circulation dans l'atmosphère, disponible en types à tirage naturel et à tirage mécanique |
| Pompe à eau de circulation | Fournit de l'énergie pour la circulation de l'eau de refroidissement, généralement des pompes centrifuges avec des pompes de secours pour assurer un fonctionnement continu |
| Échangeur de chaleur | Utilisé pour l'échange thermique entre l'eau douce dans un système fermé et l'eau de refroidissement ouverte, disponible en types d'échangeur de chaleur à plaques et d'échangeur de chaleur à calandre et tube. |
| Réservoir d'eau/réservoir | Stocke l'eau de refroidissement, tamponne les fluctuations du volume d'eau du système, généralement divisée en réservoir d'eau chaude et réservoir d'eau froide. |
| Tuyauterie et vannes | Transporte et distribue l'eau de refroidissement, les vannes utilisées pour la régulation du débit et l'isolation du circuit d'eau |
| Instruments de surveillance | Comprend des débitmètres, des thermomètres, des manomètres, des conductimètres, etc., pour la surveillance en temps réel des paramètres de fonctionnement du système |
| Dispositif de traitement de l'eau | Comprend les adoucisseurs d'eau, les dispositifs de désaération, les dispositifs de dosage, etc., pour garantir que la qualité de l'eau répond aux exigences. |
| Système de contrôle | Système de contrôle PLC/DCS pour démarrage/arrêt automatique de la pompe, régulation automatique de la température, alarme de défaut, etc. |
III. Exigences et normes en matière de qualité de l'eau
La qualité de l'eau de refroidissement est cruciale pour la durée de vie et la sécurité du système, avec les principales exigences en matière d'indicateurs comme suit :
| Indicateur de qualité de l'eau | Plage d'exigences | Description |
|---|---|---|
| Valeur pH | 7,0 - 8,5 | Neutre ou légèrement alcalin, empêche la corrosion acide |
| Dureté totale | ≤ 8 °dH (degré allemand) | Une dureté excessivement élevée provoque l'entartrage sur les parois intérieures des tuyaux, réduisant ainsi l'efficacité du refroidissement. |
| Solides en suspension | ≤ 10 mg/L | Des niveaux trop élevés peuvent bloquer les canaux de refroidissement |
| Ion chlorure (Cl⁻) | ≤ 50 mg/L | Des niveaux excessivement élevés peuvent provoquer une corrosion par piqûre de l'acier inoxydable. |
| Conductivité | ≤ 500 µS/cm | Des niveaux trop élevés entraînent une corrosion électrochimique |
| Oxygène dissous | ≤ 0,1 mg/L | Désaération requise pour les systèmes fermés afin d'éviter la corrosion oxydative |
| Contenu microbien | Pas de prolifération significative | Empêche la boue biologique de bloquer les tuyaux |
IV. Paramètres de conception clés du système
| Paramètre | Valeur recommandée | Description |
|---|---|---|
| Débit total d'eau en circulation | 5-10 m³/h par tonne de capacité du four | Pour un SAF de 12 500 kVA, la circulation totale est d'environ 200 à 300 m³/h |
| Pression d'alimentation en eau | 0,3 - 0,6 MPa | Assure une pression et un débit suffisants à chaque point de refroidissement |
| Pression d'eau de retour | 0,05 - 0,15 MPa | Assure un flux de retour fluide et aucune vaporisation |
| Température de l'eau d'entrée | ≤ 35℃ | Refroidissement amélioré requis pendant les températures estivales élevées |
| Température de sortie maximale | 65℃ (composants en cuivre) / 60℃ (câbles) | Alarme et action corrective nécessaires en cas de dépassement |
| Augmentation de la température (ΔT) | 8 - 15 ℃ | Différence entre la température de l'eau à l'entrée et à la sortie |
| Taux de veille de la pompe | 100 % (un service, un en attente) | Les pompes de secours doivent être configurées pour les pompes critiques |
| Capacité du réservoir élevée | 5 à 10 minutes d'approvisionnement en eau d'urgence | Fournit un refroidissement temporaire pendant les pannes de courant |
V. Défauts courants et mesures préventives
| Type de défaut | Analyse des causes | Mesures préventives |
|---|---|---|
| Mise à l'échelle des tuyaux | Dureté de l'eau élevée ; l'augmentation de la température accélère le tartre | Utiliser de l'eau adoucie, nettoyer régulièrement les canalisations, installer des appareils de traitement de l'eau |
| Surchauffe des composants | Débit insuffisant, mauvaise qualité de l'eau, canaux de refroidissement obstrués | Installer un système de surveillance du débit et de la température, inspecter et nettoyer régulièrement |
| Fuite | Joints vieillis, fissures de soudure, perforation par corrosion | Inspecter et remplacer régulièrement les joints, effectuer des tests de pression |
| Panne de pompe | Grillage du moteur, usure des roulements, cavitation | Configurez les pompes de secours, effectuez une maintenance régulière, installez une protection contre le faible niveau d'eau |
| Baisse d’efficacité de la tour de refroidissement | Remplissage bouché, dysfonctionnement du ventilateur, répartition inégale de l'eau | Nettoyer régulièrement le remplissage, inspecter les ventilateurs, entretenir le système de distribution d'eau |
| Corrosion électrochimique | Conductivité de l'eau élevée, contact entre métaux différents | Contrôler la conductivité de l'eau, utiliser des joints isolants, ajouter des inhibiteurs de corrosion |
VI. Recommandations de sélection
| Facteur de sélection | Recommandation |
|---|---|
| Capacité du four | Petits fours (<12500kVA) → Refroidissement en boucle ouverte + tour de refroidissement à tirage naturel ; Grands et moyens fours (>12500kVA) → Système en boucle fermée + tour de refroidissement à tirage mécanique |
| Conditions des sources d’eau | Bonne qualité de l'eau (faible dureté) → Système ouvert acceptable ; Mauvaise qualité de l'eau ou pénurie d'eau → Doit utiliser un système en boucle fermée |
| Exigences environnementales | Réglementations strictes en matière de décharge → Système en boucle fermée avec une conception à décharge nulle ou faible |
| Niveau d'automatisation | Poursuite de l'automatisation complète → Equipé d'un système de contrôle PLC/DCS pour la surveillance et la régulation automatiques du débit, de la température et de la pression |
| Configuration de veille | Les équipements critiques doivent avoir un service et un secours (pompes) ; réservoir surélevé ou pompe diesel d'urgence en cas de panne de courant |
| Solution de traitement de l'eau | Solution combinée : eau adoucie + désaération + inhibiteur de corrosion et inhibiteur de tartre |
VII. Explications des paramètres clés
| Paramètre | Description en anglais |
|---|---|
| Système de refroidissement en boucle ouverte | L'eau de refroidissement est évacuée après un usage unique sans recyclage, adaptée aux zones disposant de sources d'eau abondantes |
| Système de refroidissement par circulation en boucle fermée | L'eau de refroidissement circule dans un système fermé avec seulement de faibles pertes d'appoint, offrant une bonne conservation de l'eau ; c'est la configuration courante pour les SAF modernes |
| Eau douce | Eau débarrassée des ions calcium et magnésium, faible dureté, non sujette au tartre ; recommandé pour les systèmes fermés |
| Augmentation de la température (ΔT) | L'augmentation de la température de l'eau de refroidissement après son passage à travers des composants refroidis, reflétant la charge thermique du composant |
| Réservoir surélevé | Réservoir de stockage d'eau placé au-dessus des points de consommation d'eau ; fournit un refroidissement d'urgence par gravité lors de pannes de courant |
| Conductivité | Un indicateur reflétant la concentration d'ions dans l'eau ; des valeurs trop élevées accélèrent la corrosion électrochimique |