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武汉麦琴斯达电子机械工程有限责任公司
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为什么要采用逆向喷雾和选用可在线更换防堵喷枪

  ⑴为什么要采用逆向喷雾?
  管道煤气喷雾降温由于降温效率高、投资省,近些年应用发展很快,目前常规的喷雾方向均为顺煤气流方向喷雾,但实际应用发现,这种方式存在水汽化不足,部分机械水挂壁,温度反应滞后的现象,分析原因,主要是煤气管道正常的降温范围主要在80~150℃ ,处在水的弱汽化强度区域,水汽化动力不足,传热降温的方式主要依靠煤气的不饱和性进行传质传热,顺煤气流方向喷雾,水雾被煤气裹挟,相对速度低,扩散速度慢,因此降温行程长,导致降温效率低,温度反应滞后;同时部分水雾受管道煤气速度梯度的影响,随涡流附着在煤气管壁上,导致部分机械水挂壁,加药时,还导致部分药剂中和反应不充分,随水雾 在喷嘴下游不远形成沉积。
  采用逆向喷雾,有效的解决了上述不足,逆向喷雾时,水雾(速度约为34m/s)与煤气流(速度大于14m/s)直接对冲,一方面,水雾与煤气流在喷嘴前端形成强烈的扰动,紊流度大幅提高,水雾与煤气的传质传热得到大幅强化,汽化效率大幅提高。另一方面,由于喷雾喷枪安装在管道中心,水雾速度的衰减过程正好减缓了煤气涡流的影响,延长了水雾到达管壁前的汽化时间,减少了水的挂壁,使整个降温过程在较短的管道长度上就能完成汽化,也较好的解决了温度反应滞后的问题,随水雾加入的药剂,在对冲的过程中,中和反应更加充分,沉积现象大大改善。
  ⑵ 为什么要选用可在线更换防堵喷枪?
  之所以提出喷枪防堵的要求,主要是出于经济性考虑。
  管道煤气喷雾系统受炼铁生产的影响,煤气量和温度的变化范围很大,处于安全的考虑,喷雾装置通常都是按最大流量、最高温度进行设计,因此相对正常的运行工况,喷枪的数量和单枪的降温能力都有很大的余量,气雾喷嘴设计时为保证雾化效果,特性参数要求气源压力有一个下限要求,以保证气体对水的冲击雾化速度,这就导致在喷雾量减小时,喷枪的气雾比过大,大量的氮气白白浪费,运行成本过高。(备注,对成型喷嘴,水量越小,水压越低,氮气消耗越大,并超过设计点的氮气消耗量)
  要降低运行成本,最好的方式就是根据实际的煤气热负荷,开启相应的喷枪数量,关闭多余的喷枪,使喷枪始终工作在设计范围内。问题是综合考虑逆向喷雾技术要求和运行成本的经济性要求时,就必须考虑喷枪的喷嘴堵塞问题,因为煤气中的粉尘、铁锈、析出物、加入的药剂等物质会在裸露的喷嘴表面快速积聚粘结,部分尘物颗粒甚至穿过喷嘴的喷孔,集聚粘结在喷嘴内部,形成严重的堵塞,要解决这一问题,有两种方法,一是长期对停用的喷枪通氮气进行在线吹扫(间断吹扫仍经常会形成堵塞,风险太大),这显然仍是不经济的。二是将停用的喷枪或喷嘴与煤气完全隔离,形成防堵保护。
  所以我公司方案一配置的是防堵喷枪,从经济性分析表可以看出,年运行成本节约可达300多万元,这是非常值得的。
  ⑶ 为什么要喷枪可在线更换?
  喷枪可在线更换的要求是用户提出,我们通过反复攻关,研制出来的,用户反映,在实际运行过程中,喷枪、喷嘴由于受管道煤气中的高温、粉尘、潮湿、腐蚀及腐蚀物、药剂、不明析出物等的影响,受雾化水源中的钙镁析出物、杂物、腐蚀及腐蚀物、不明析出物等的影响,仍时常发生有喷嘴的堵塞,受温度应力、振动等影响发生有喷嘴的松脱,等等,管道煤气作为重要的公辅设施,其检修维护受外部制约太多,影响太大,因此喷枪的在线更换显得尤为必要。
  重钢本次喷雾装置安装的位置是在两座高炉公用的管道上,停气影响更大,检修更为不便,所以,我公司方案一配置的是可在线更换喷枪。