Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

6. szám - Vadas Zoltán: Az elgőzölögtető rendszerű kemencehűtés vízgazdálkodási jelentősége

Hidrológiai Közlöny 1962. .5. sz. 488 Az elgőzölögtető rendszerű kemencehűtés vízgazdálkodási jelentősége VADAS ZOLTÁN* Bevezetés A nagyobb üzemi hőmérsékletű kemencék hő- és szilárdsági igénybevételnek egyidejűleg kitett szerkezeti elemeit a kemence tartóssága és üzembiztonsága érdekében hűtik. A már régóta alkalmazott és még ma is leginkább elterjedt mesterséges hűtés az átfolyó vízhűtés. Ennek a hűtési megoldásnak hátrányai: a jelentős vízigény, a vízhűtés nem kielégítő üzembiztonsága, végül a hűtéssel elvont hő hasznosításának nehézségei. A jelentős vízigény nagyobb melegüzemek telepítését, ill. bővítését vízszegény területeken nagyon megnehezíti és megdrágítja. A vízhűtés szokásos módja a nyersvízhűtés, de még az előlágyított vízhűtés sem biztosítja a hűtőelemek megfelelő tartósságát; azok elszennyeződése, vízkövesedése sok üzemzavart okoz különösen a legnagyobb hőterhelésű kemencék esetében, amelyeket a felületi elgőzölgés jelensége miatt elvileg desztillált vízzel, vagy igen nagy vízsebességgel kellene hűteni. Végül az átfolyó vízhűtés a hőt éppen az üzembiztonság megjavítása érdekében alacsony hőmérsékleten vonja el, ezért a sok esetben jelentős hűtési hőmennyiségek gazdaságos hasznosítása igen nehéz, sőt lehetetlen feladat. A'Í elgőzölögtető hűtés ismertetése és értékelése A vázolt nehézségek áthidalására a máirégen ismert elgőzölögtető hűtési elvet nemrégen ipari kemencékre is alkalmazni kezdték. Ennek lényege az, hogy a hűtőhatást nem a hűtővíz felmelegítésével, hanem annak elgőzölögtetésével érjük el, miáltal 1 kg vízzel nem 10—20 kcal, hanem kb. 500 kcal hőt vonunk el. A hűtővízmennyiség ily módon töredékére csökkenthető és ez jó minőségű lágyított víz használatát is gazdaságosan lehetővé teszi, ami viszont biztosítja a hűtőelemek belső tisztaságát, ezzel tartósságát és üzembiztonságát. Az elgőzölögtető hűtésnek két fő megoldási módja fejlődött ki. Az egyik a természetes, a másik a mesterséges keringetéssel működő változat. A természetes keringéssel működő változat a hűtővíz keringetésére a hűtőelemekhez érkező víz ós az onnan távozó gőz—víz keverék faj súlyainak különbségéből adódó felhajtóerőt használja fel, tehát a keringés külső energiaforrás nélkül történik, ami ennek alrendszernek döntő előnye. A másik megoldási mód a keringetést szivattyú segítségével biztosítja, tehát külső energiaforrást igényel a keringetéshez. A szivattyú hajtómotorának, vagy a szivattyúnak üzemzavara tehát a hűtés üzembiztonságát veszélyezteti. A Szovjetunióban kb. 12 éve kezdődött meg az üzembiztosabb természetes keringésű elgőzö* Vaskohászati Kemenceépítő Vállalat. Budapest. lögtető kemencehűtés elterjedése, de kis gőznyomások (1—3 att) mellett, ami a hűtési hőelvonás gazdaságos hasznosítását igen megnehezítette. Nyugat-Németországban ezzel szemben a kb. ugyanakkor kezdődő alkalmazás főleg a mesterséges keringés, valamint nagyobb gőznyomások irányában haladt. Hazánkban 4—5 évvel ezelőtt kezdtük meg a munkát ezen a területen és a hazai viszonyok között egyedül helyesnek látott természetes keringésű rendszert alkalmaztuk, melyhez azonban olyan új hűtőelemszerkezeteket fejlesztettünk ki, melyek már az indulásnál 8—10 att nyomású gőztermelést tettek lehetővé és ezzel megoldották a hűtési hőelvonás gazdaságos hasznosításának kérdését is. Hazai energiaszegénységünk mellett ez nagyjelentőségű fejlődés volt, amely az ilyen beruházások anyagi alapját is biztosította. Ilyen beruházások a jelentkező nagy energiamegtakarítás és aránylag kis beruházási költség mellett ma a legelsők közt vannak az energiaracionalizálási hitelből fedezett beruházások sorában. Vízgazdálkodási szempontból a nyomás növelése azért volt fontos, mert így a kapott gőz a meglevő kazánok gőze helyett használható, tehát a hűtés vízfogyasztása gyakorlatilag a nullára csökken. A külföldi, de a hazai tapasztalatok is azt bizonyítják, hogy az elgőzölögtető hűtés a ma ismert leggazdaságosabb kemence hűtés. A hűtés üzembiztonságának fokozása a hőveszteség hasznosítása, valamint a vízmegtakarítás külön-külön is indokolná ennek alkalmazását, ezek együtt azonban már szinte „versenyen kívüli" fölényt biztosítanak ennek a hűtőrendszernek a maga területén, tehát a nagyhőmérsékletű kemencék és egyéb hőfogyasztók hűtése terén. Az elgőzölögtető hűtés a Szovjetunióban ós NyugatNémetországban a legelterjedtebb. Bár ezek az országok energiahordozókban gazdagok, mégsem tekintenek el a nagyobb nyomások alkalmazásától, tehát a termelt gőz hasznosításától. Ebben az irányban haladunk a hazai munkában is, természetesen megfelelő óvatosság, a kockázatok minimumra csökkentése mellett. A hazai munkának még egy helyes kezdeti célkitűzése volt, amely ma már egyre általánosabb irányként jelentkezik ós ez a hűtőelemek hűtőfelületeinek lehető csökkentése. Ez az irányzat a híítési feladatok ellátásához szükséges minimális hőelvonású felületek kialakítása révén a kemencék hőfogyasztására is kedvező kihatású. Természetesen ennek a munkának sem szabad az eredeti célt — az üzembiztos, jó hűtést — elhomályosítania, ill. túl gyors haladással a kelleténél nagyobb kockázatokat vállalnia. Az elgőzölögtető rendszerű kemencehűtés ugyan martinkemencéknél fejlődött ki legelőször és leginkább, ennek ellenére azonban majd minden nagyobb hőmérsékletű kemence esetében alkalmazható. Nagyolvasztók, toló- és elektro-