钢包精炼炉大型真空系统设计研究()续

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1、l8v⋯⋯v．Th。l嚣ydMti。辩月钢包精炼炉大型真空系统设计研究(续)杨希林(西安向阳真空设备有限责任公司DesignandStudy011Large-sizeVacuumSystemforLadleFurnanceYankXilirt(XianXianIt*or⋯⋯出gyaogVacuumPlant动三摘要基于卅年试啦与工业应用的理论与实践，为达成工业装置的安全、节能与商教运行．本文对大型钢包炉真空系统设计的若干关键技术进行了研究．特别对该技术领域目前尚未解决的“除尘”、。谥钢防止”真空泵多重变量调节等技术提出了全新的设想和实施方案。主题词

2、：塑塞窒墨堕里塞尘鲎塑堕基窒垂多重变量调节三、设计与计算方法简介(上接1997年笫5期第20页)水蒸汽喷射真空泵外形与内部结构都比较简单．但不同工业部门和不同用户的原始条件与要求却千差万别，特别是真空泵的工作机理与计算涉及到流体力学、热力学与空气动力学的诸多理论与实践同题．由于其困难与复杂性，近5O年以来，国内外稂多学者与工程师进行了大量研究并发表了大量文献目前对于计算喷射器的方法有四派：第一派足分别研究膨胀、混合和压缩过程。这一派的优点是对于每一过程和器件．如膨胀过程——喷嘴；混台过程一一混台室；压缩过程——扩压器都进行了仔细的分析．增加r人们对

3、各分过程的定性了解．但是一系列的解f上及理论计算与实际工况的差别，使得庞杂的计算方法失去意义。第二派的特点是放弃对喷射器工作过程的各个环节的孤立的分析．而是在整个喷射器的工作过程中采用气体动力学参数的计算公式，并研究了单级喷射器与多级喷射器变化的特性曲线．在计算公式中引入了若干试验系数．因而第二派的计算方法对于某些特定工况下的真空泵．其误差辽是在可甩的范围内但其计算方法(试算法)仍然相当烦琐．其计算结果在很大程度上与实践结果仍然有较大差距。收稿13期l997．01—15邮编710054第6期杨希林：钢包待炼炉大型真空系统设计研究第三派系基于前两派的

4、研究结果．认定庞杂的理论计算并不能解决工业装置的实用问题．第三派从工业应用的角度进行了较大规模的实验(故该派叉称实践派)，归纳出简易的图表和经验公式。由于第三派所统计归纳的真空泵真空度偏低(通常工作负压高于200Pa)，被抽气体中可凝性气体比率高，所统计的真空泵容量偏小．推荐的引射系数偏于保守(安全系数在不同情况下可高达3o)．事实上由于喷射器真空度高于100~300Pa时．特别是高真空度大抽量的真空泵，其抽气机理已发生变化(例如附面层的影响和扩散抽气影响的加剧等)试图以简易的经验公式替代喷射泵全域(绝压0．1MPa~1Pa)计算和设计叉成为不现实

5、的问题。第四派计算方法是70年代后发展起来的，其基本数学模型的建立，则是综合了空气动力学的最新成果，结台流体力学和热力学的基本方程为简化计算而首先采用丁如下假设：(1)工作蒸汽与被抽气体在喷嘴出口到扩压器喉部入口间为等压混合。(2)工作蒸汽与被抽气体为理想气体(3)考虑到流体的轴对称性，为简化计算而采用一维流计算。(4)流体在扩压器喉部发生正激波。(5)引入蒸汽流和被抽气体的速度系数、：；磨擦系数，扩压器新扩段的能量效率等。第四派计算方法当绝热指数。取1．3时，所建立的数学计算模型是合理的，但所得出的计算结果，也只是在一定的压缩比范围较为实用，例如

6、。当压缩比低于4时，其引系数则偏高，而当膨I}i∈度大于4000时，则必需考虑附面层，喷嘴不完全膨胀度以及其他者系数的修正等。我公司技术人员在1963年至1994年的30年的工作实践中，阅读分析了德、日、苏、美、捷等近200篇专题文献，通过三阶段的试验研究(试验设备的工作真空度分别为130Pa，67Pa．13Pa)分析解剖了十余台引进水蒸汽喷射真空泵的结构参数．综台各派计算方法以及试验室与工业化成果，特别是对于喷嘴喉部附面层和减压喷嘴；喷嘴膨胀度及其修正曲线；喷嘴自由射流长度；喷射器最佳喉面比；真空泵全泵参数的计算机优化计算等一系列关键技术进行了深

7、入的试验研究。我公司已拥有低架式水蒸汽喷射真空泵等两项专利以及多项专有技术，并建立了自己一套完整的设计计算方法。我公司研制的蒸喷泵在国内冶金、化工、食品、纺织、油脂等工业泵中供货达壹百余台都成功地用于正常生产．实践表明我公司设计生产的水蒸汽喷射真空泵技术与能耗指标已达到国际先进水平。表1．为从国际先进技术国家引进真空泵与我公司400kg／h(67Pa)大型真空泵的性能参数对比表．由表列数据可见：我公司设计供货的400kg／h(67Pa)真空泵的抽气性能及汽水能耗指标较进口泵更为优异。四、真空与供汽系统及其配套设备真空与供汽系统及配套设备简图如图4所

8、示，现就其几个关键部分概述如下1．汽水分离器工作蒸汽质量对真空泵的实际抽气性能影响很大。蒸汽质量对真空泵抽气性能的影响由图