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| 淬火液（油）冷却 |
| 发布者：admin 发布时间：2010/3/16 点击：5901 |
| 淬火液（油）冷 摘 要 采用蒸发式空气冷却系统代替水冷系统对淬火介质进行冷却由两次换热改为一次换热,能够显著提高冷却能力。阐述了蒸发式空冷器的结构、工作原理及应用现况。应用结果表明蒸发式空冷器具有节电、节水及有利于环境保护的特点。 关键词 蒸发式空冷器、冷却、淬火介质、强化传热、传统的淬火介质冷却采用板式换热器加冷却塔的水冷方式、弊病较多,尤其油水换热,若板式换热器换热壁面一旦泄漏,水渗入高温油中变成水蒸汽有引起爆炸的危险;又因为冷却塔处于大气环境中,灰尘和杂质容易进入冷却水中,使板式换热器的换热面产生污垢,导致传热性能恶化;同时耗电、耗水量大;淬火油易老化和油气易挥发,造成对周围环境的污染。 蒸发式空冷器采用空冷系统替代水冷系统具有运行平稳、可靠及维修费用低节电、节水及有利于环境保护的特点。他是淬火介质冷却领域内的一次重大创新。 一直以来,业内对热处理工艺、淬火介质的研究比较重视,而对淬火介质的温度控制和冷却效果方面关注较少,其实后者也是影响热处理工件的金相组织和机械性能的重要因素。蒸发式空冷器的应用对提高淬火介质温控精度及冷却效果会起到积极的作用。 蒸发式空冷器由传热管束构成的本体、轴流风机、喷淋装置、电控箱、进出口管路组成传热管束，传热管束由T2高效传热紫铜管排管构成,均匀布置几个流程,其表面积增大从而增加空气侧的换热能力。轴流风机，选用功率小、风量大及低噪声的轴流风机,可以一台或几台组合布置视实际需求而定。 喷淋装置，在环境温度较高和要求热流体降温较低时,在轴流风机和传热管之间增设喷淋装置,可使传热管表面温度降至接近湿球温度以满足用户对低温的需求。 电控箱，控制箱内的电路包括主回路和辅助回路,由数显温控仪来完成风机及喷淋装置的通、断,以及通过变频调速来调整轴流风机的风量。进出口管路，根据流量选取管径的大小及相应的法兰,与循环管路连接构成热流体回路。 工作原理 蒸发式空冷系统中的淬火介质在管内密闭循环,空气在管外流动。淬火工件所释放的热量被淬火液吸收,通过循环泵把淬火液输送到传热管中,传热管内壁被加热,热量通过导热传到外表面,被轴流风机排出的冷风吸收,随热空气*扩散到大气中去（带走显热），对于流体要求降温较低的情况下，开启喷淋装置，通过蒸发潜热来带走大量热量，能降流体降低到湿球温度附近。蒸发式空冷器的设计采用了一种强化传热技术,结构上通过合理布局,使流动状态发生改变,提高湍流度,加大旋转,外掠气体分离点后移,旋涡压变小,使边界层变薄并破坏其稳定性,由于上述原因明显增强空气侧的换热效果。热流体侧强化措施为管内沟槽结构、插入扭曲带或内壁附金属网,新型蒸发式冷却器的传热系数比常规的冷却器提高了32 %-40 %。应用效果经历多年的运行,表明冷却淬火介质由蒸发式空冷系统替代水冷系统或冷水机组是安全可靠的,可以取消水冷系统必须配备板式换热器、大功率循环泵、冷却塔、水池、油罐等设施。他具有节电、节水以及有利于环境保护的特点,还可以实现远程自动控制，解决了原淬火油池冷却能力不足及管路漏油,工作时油烟较大问题,淬火油易老化以及引发火灾的危险。过去水—油板式换热器每3 个月必须停炉清理水垢,对生产影响很大。 蒸发式空冷器的应用几乎涵盖各种热处理炉型,包括箱式多用炉、箱式渗碳炉、网带炉、真空炉、辊底炉、铸链炉、可控气氛炉、滚筒炉等以及高频、中频透热、超音频设备的水冷系统的冷却。 典型的应用例子如下: 例1 :MKG型连续渗碳炉,生产量1 000 kg/ h ,淬火温度920 ℃,要求淬火油温控制在70 ℃左右,配备蒸发式空冷器 ,加工过程中淬火油温度能够自动控制在70 ±3 ℃。 例2 :辊底炉轴承淬火,生产量650 kg/ h ,淬火工件温度860 ℃, 淬火温度设定为80 ℃, 配备蒸发式空冷器 ,淬火油温度能够自动控制在80 ±3 ℃。 例3 盐水淬火液( 5 %～ 10 %浓度) , 生产量3 500 kg/ h ,淬火温度860 ℃,水基淬火液温度设定为36 ℃,配置蒸发式空冷器,环境温度34 ℃时,现场实测盐水温度为33 ℃。 经济效益分析 节 电 蒸发式空冷器配备的轴流风机流量大,电功率小,可以达到节电的目的。 工业过程中要求介质温度控制在20～30℃[3 ] ,往往采用冷水机组(通过制冷获取低温) 的方式来实现的。如制冷量205 kW ,电功率消耗84kW ,若在春、秋、冬3 个季节采用蒸发式冷却器进行冷却,夏季先用ACQM 冷却再由冷水机组冷却,同样热容量空冷器装机只需13 kW ,节电量为71 kW ,节电率达85 %,年节电费用18 万元,投资回收期为5.2 个月。 2) 200 kW 高频设备水冷系统为例,阳极水路对地耗电量,普通水为16 kW ,纯净水为114 kW 蒸发式空冷器以纯净水为冷却介质,节电量为1416 kW ,年节电费用5.2 万元。选用软化水作为冷却介质,无水垢生成,电子管寿命可以提高2～3 倍。 3) 以200 kW 的MKG 型连续渗碳多用炉为例,淬火介质冷却由水冷系统改为蒸发式空冷器 ,取消循环水泵等,节电量为514 kW ,年节电费用2.4 万元。 节 水 空气冷却系统无冷却塔运行过程中水的消耗,节水明显。以200 kW 的MKG 型连续渗碳多用炉为例,以水冷方式冷却塔每小时损失水0.36 t 计算,年节水量为1 590 t ,节水费用0.77 万元。 此 外,蒸发式冷却器还有如下优点: 1) 空气吹送对空气侧的结垢更容易进行周期性的清洗。 2) 可以消除一些环境问题:如对湖水、河流等的加热,废气及污水的排放。 3) 维修费用仅为水冷系统的20 %-30 % ,同时省去了水冷系统中水泵进行循环需要消耗大马力的功率以及进行水处理所需的昂贵费用。 |
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