SAF 水冷炉 水冷却システム 水浸し弧炉用
基本プロパティ
取引物件
製品概要
製品詳細
SAF水冷炉
,水冷却炉の水冷却システム
,水浸し弧炉の水冷却システム
製品説明
サブマージアーク炉用水冷システム
冷却および水システムはサブマージ アーク炉 (SAF) の「生命線」であり、電極システム、炉本体、短いネットワークなどの主要コンポーネントによって生成される膨大な熱を除去し、安全な温度範囲内での継続的かつ安定した動作を保証します。このシステムは、冷却水の分配、循環、監視、制御などの複数のサブシステムで構成されています。設計の合理性はSAFの稼働率、装置寿命、安全性に直接影響します。
I. 冷却および給水システムの定義と機能
| アイテム | 説明 |
|---|---|
| 意味 | SAF 冷却および水システムとは、水源、循環ポンプ セット、冷却塔/熱交換器、配管バルブ、監視機器、制御システムなど、SAF のさまざまな高温コンポーネントに循環冷却水を提供する機器の完全なセットを指します。 |
| 主な機能 | 1. 銅シュー、圧力リング、水冷ケーブル、水冷保護カバーなどの部品から電流や熱放射によって発生する熱を除去し、過熱による損傷を防ぎます。 2. 炉のシェルや屋根などの構造コンポーネントを適切な温度範囲に維持し、機器の耐用年数を延ばします。 3. 水冷システムのパラメータ（流量、温度、圧力）を監視して機器の動作状態を判断し、故障を警告します。 |
II.冷却システムの構成構造
完全な SAF 冷却システムは、次の主要コンポーネントで構成されます。
| 成分 | 英語の説明 |
|---|---|
| 冷却塔 | 循環水の熱を大気中に放熱する装置。自然通風タイプと機械通風タイプがあります。 |
| 循環水ポンプ | 冷却水の循環に電力を供給します。通常は遠心ポンプとスタンバイポンプを使用して連続運転を確保します。 |
| 熱交換器 | 閉鎖システムの軟水と開放冷却水の間の熱交換に使用され、プレート熱交換器とシェルアンドチューブ熱交換器タイプで利用可能 |
| 給水タンク/リザーバー | 冷却水を貯蔵し、システムの水量変動を緩衝します。通常、温水タンクと冷水タンクに分かれています。 |
| 配管とバルブ | 冷却水の輸送と分配、流量調整と水回路の隔離に使用されるバルブ |
| 監視機器 | システム動作パラメータをリアルタイムで監視するための、流量計、温度計、圧力計、導電率計などが含まれます。 |
| 水処理装置 | 水質が要件を満たしていることを確認するため、水軟化装置、脱気装置、注入装置などが含まれます。 |
| 制御システム | ポンプの自動起動/停止、自動温度調整、故障警報などのPLC/DCS制御システム。 |
Ⅲ．水質の要件と基準
冷却水の品質はシステムの動作寿命と安全性にとって非常に重要であり、主なインジケータ要件は次のとおりです。
| 水質指標 | 要求範囲 | 説明 |
|---|---|---|
| pH値 | 7.0～8.5 | 中性または弱アルカリ性で、酸による腐食を防ぎます。 |
| 全硬度 | ≤ 8 °dH (ドイツ度) | 硬度が高すぎるとパイプ内壁にスケールが発生し、冷却効率が低下します。 |
| 浮遊固体 | ≤ 10 mg/L | レベルが高すぎると冷却チャネルがブロックされる可能性があります |
| 塩化物イオン (Cl⁻) | ≤ 50 mg/L | レベルが高すぎるとステンレス鋼の孔食が発生する可能性があります |
| 導電率 | ≤ 500μS/cm | レベルが高すぎると電気化学的腐食が発生します |
| 溶存酸素 | ≤ 0.1 mg/L | 密閉システムでは酸化腐食を防ぐために脱気必要 |
| 微生物含有量 | 顕著な増殖は見られない | 生物学的スライムによるパイプの詰まりを防ぎます |
IV.システムの主要な設計パラメータ
| パラメータ | 推奨値 | 説明 |
|---|---|---|
| 総循環水量 | 炉容量 1 トンあたり 5 ～ 10 m3/h | 12500kVA SAF の場合、総循環量は約 200 ～ 300 m3/h です。 |
| 給水圧力 | 0.3～0.6MPa | 各冷却点で十分な圧力と流量を確保 |
| 戻り水圧 | 0.05～0.15MPa | スムーズな戻り流と蒸発のないことを保証します。 |
| 入口水温度 | 35℃以下 | 夏の高温時には冷却の強化が必要 |
| 最大出口温度 | 65℃（銅部品）/60℃（ケーブル） | 超過した場合に必要なアラームと修正措置 |
| 温度上昇 (ΔT) | 8～15℃ | 入口水温と出口水温の差 |
| ポンプ待機率 | 100% (1 デューティ、1 スタンバイ) | スタンバイポンプは重要なポンプ用に構成する必要があります |
| タンク容量の増加 | 5～10分の緊急給水 | 停電時に一時的に冷却します |
V. よくある不具合と予防策
| 障害の種類 | 原因分析 | 予防措置 |
|---|---|---|
| パイプのスケーリング | 高い水硬度。温度上昇によりスケーリングが加速される | 軟水の使用、定期的な配管の清掃、水処理装置の設置 |
| コンポーネントの過熱 | 不十分な流量、劣悪な水質、閉塞した冷却チャネル | 流量と温度の監視を設置し、定期的に検査および清掃します |
| 漏れ | シールの老朽化、溶接割れ、腐食穴あき | シールの定期的な点検と交換、圧力テストの実施 |
| ポンプの故障 | モーター焼損、ベアリング摩耗、キャビテーション | スタンバイポンプの構成、定期メンテナンスの実行、低水位保護装置の設置 |
| 冷却塔の効率低下 | 充填物の詰まり、ファンの故障、水の分配の不均一 | 定期的に充填物を清掃し、ファンを検査し、配水システムを保守します |
| 電食 | 水の導電率が高く、異種金属間の接触 | 水の伝導率を制御し、絶縁ジョイントを使用し、腐食防止剤を追加します。 |
VI.選択の推奨事項
| 選択要素 | おすすめ |
|---|---|
| 炉容量 | 小型炉 (<12500kVA) → オープンループ冷却 + 自然通風冷却塔。大型および中型炉 (>12500kVA) → クローズドループシステム + メカニカルドラフト冷却塔 |
| 水源の状況 | 良好な水質 (低硬度) → オープンシステムは許容可能。水質不良または水不足 → クローズドループシステムを使用する必要がある |
| 環境要件 | 厳しい排出規制 → ゼロまたは低排出設計の閉ループシステム |
| 自動化レベル | フルオートメーションの追求 → PLC/DCS制御システムを搭載し、流量・温度・圧力を自動監視・制御 |
| スタンバイ構成 | 重要な機器には 1 つの任務と 1 つの待機 (ポンプ) が必要です。高架タンクまたは停電用の緊急ディーゼルポンプ |
| 水処理ソリューション | 配合液：軟水＋脱気＋腐食防止剤・スケール防止剤 |
VII.主要なパラメータの説明
| パラメータ | 英語の説明 |
|---|---|
| オープンループ冷却システム | 冷却水は使い捨てでリサイクルせずに排出されるため、水源が豊富な地域に適しています。 |
| 閉ループ循環冷却システム | 冷却水は閉鎖システム内で循環し、損失がわずかであるため、節水効果が高くなります。これは、最新の SAF の主流の構成です |
| 軟水 | カルシウムイオンとマグネシウムイオンが除去された水で、硬度が低く、スケールが発生しにくい。クローズドシステムに推奨 |
| 温度上昇 (ΔT) | 冷却されたコンポーネントを通過した後の冷却水の温度上昇。コンポーネントの熱負荷を反映します。 |
| 高架タンク | 貯水タンクは水消費点の上に配置されます。停電時に重力による緊急冷却を提供します |
| 導電率 | 水中のイオン濃度を反映する指標。値が高すぎると電気化学的腐食が促進されます |
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