КЕССОН С НАРЕЗНЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ

Полезная модель относится к металлургии, в частности к плавильным агрегатам с барбатируемым шлаковым расплавом, используемым для переработки сульфидных полиметаллических руд и концентратов, а именно к изготовлению кессонированных элементов с отверстиями для охлаждающего агента, а также внутренних элементов печи, работающих в расплаве, газовой фазе или в кладке печи, например, в печи Ванюкова (ПВ), а также в топках сжигания твердого топлива в барбатируемым шлаковом расплаве (ТСТР), установленных под энергетическим котлом.
Известен «Кессон пирометаллургического агрегата барботажного типа» (RU 2409795), недостатком которого является низкая надежность эксплуатации кессонированных элементов печи.
Наиболее близким по сущности является техническое решение (RU 2494325) «Кессон медный металлургической печи». Изобретение относится к охлаждающим элементам металлургических печей цветной и черной металлургии, в частности конструкции канала охлаждения и обеспечению надежности уплотнения.
Недостатком данного изобретения является сверление каналов для охлаждающей жидкости круглыми и с гладкой поверхностью.
Задача полезной модели - повышение надежности и увеличение ресурса работы кессонов, как ответственных элементов печей. Технический результат - повышение эксплуатационной стойкости кессонов за счет увеличения площади соприкосновения охлаждающей жидкости с поверхностью стенки канала отверстия для протока охлаждающей жидкости.
Поставленная задача решается тем, что кессон пирометаллургического агрегата барботажного типа содержит плиту из теплопроводного материала с отверстиями для протока охлаждающей жидкости, при этом на поверхности стенок каналов указанных отверстий выполнены удлиненные выступы для увеличения площади соприкосновения охлаждающей жидкости с поверхностью канала отверстия.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано сечение канала с удлиненными (протяженными вдоль оси канала) чередующимися выступами, на фиг. 2 изображен кессон с удлиненными выступами на поверхности канала отверстия, а на фиг. 3 изображен кессон с нарезным отверстием (в виде резьбы).
Кессон содержит охлаждаемую плиту с отверстиями для протока охлаждающего агента. На поверхностях стенок каналов указанных отверстий выполнены удлиненные выступы для увеличения площади соприкосновения охлаждающей жидкости с поверхностью канала отверстия.
Предлагаемый кессон, установленный в печь, работает следующим образом. Через входной патрубок подается охлаждающая вода в сверленые или фрезерованные каналы и последовательно вода отводится через выходной патрубок в систему охлаждения или может поступить во вход следующего кессона в зависимости от степени нагрева. При этом удлиненные выступы на поверхностях каналов отверстий могут быть выполнены в виде ребер, резьбы или в виде зубьев.
Таким образом, наличие выступов на поверхности канала позволяет в отличие от гладкой поверхности увеличить полезную в смысле эффективности охлаждения площадь поверхности канала отверстия. Пример осуществления полезной модели На рис. «А» изображен ближайший аналог кессона, на рис. «Б» изображен заявленный кессон, содержащий медную плиту с фрезерованными отверстиями.
Диаметр отверстия ближайшего аналога равен 0,04 м, а длина канала охлаждения, как в кессоне ближайшего аналога, так и в заявленном кессоне, равна 3,658 м.
2
2
Таким образом, площадь поверхности канала на рис. «А» равна 0,462 м, а канала на рисунке «Б» 0,578 м (из-за ребристой поверхности канала), т.е. площадь поверхности канала заявленного кессона в 1,25 раза больше. Перепад температуры между входящей водой и нагретой Xt определяется конструкцией кессона, диаметром протока охлаждающей жидкости, ее свойствами, скоростью протока.
Так при прочих равных условиях Xt в кессоне с увеличенной охлаждающей поверхности растет, т.е. растет теплосъем. Увеличение теплосъема улучшает работу кессона и приводит к увеличению срока службы и надежности.
Увеличение площади охлаждения только за счет увеличения диаметра протока приводит к снижению скорости охлаждающей жидкости, что не дает нужного результата.
При равных условиях охлаждения, температура воды в фрезерованном кессоне на 10 градусов больше, таким образом теплосъем во фрезерованном кессоне выше, а значит и качество охлаждения кессона выше, что определяет повышенную надежность и продление срока службы по сравнению с прототипом, т.е. повышение эксплуатационной стойкости кессона за счет увеличения площади соприкосновения охлаждающей жидкости с поверхностью стенки канала отверстия для протока охлаждающей жидкости.
Формула для перепада температуры между входом в канал и выходом из него:
Xt = q×F/M×c;
где Xt - перепад температур между входом и выходом, °С;
2
q - тепловая нагрузка, кал/(м⋅ч.град);
2
F - площадь тепловоспринимающей поверхности, м;
3
Μ - расход воды, м/ч;
С - удельная теплоемкость воды, ккал/кг⋅°С.
При входящей температуре воды 30°С выходящая температура в прототипе 40°С, перепад 10°С, а в заявленной полезной модели температура на выходе 50°С, перепад 20°С, при прочих равных условиях.