一、概述
冶金生产中，冶炼或加热设备处于1200℃高温以上，其设备构件需要冷却才能正常生产。汽化冷却是采用软化水以汽化的方式冷却冶金设备并吸收热量从而产生蒸汽的装置，在原理上汽化冷却装置可视为一种特定锅炉。采用汽化冷却取替工业水冷却冶金炉的冷却构件或高温烟气，不仅取得良好的冷却效果，而且大量回收二次能源。汽化冷却不仅作为一种冷却系统，更是作为一种余热利用装置在冶金工厂广泛采用。
二、汽化冷却装置的原理
（一）冷却换热原理
汽化冷却利用水转变成蒸汽时吸收热量冷却构件。以工作压力为0.5 Mpa（表压）的汽化冷却系统为例，1kg饱和水受热转变成蒸汽时吸热2089.2GJ，如果给水温度是20℃，把水加热到沸点（158℃），1kg水吸收热量577.8GJ，这两部分热量加在一起，则1kg20℃的水在0.5Mpa（表压）下的汽化冷却系统转变为1kg饱和蒸汽，吸热量为2667GJ。如采用水冷却系
嘉陵街火统，则1kg水仅能带走83.74GJ左右的热量。达到同样的冷却效果时，汽化冷却用水量仅为水冷却的三十分之一。
汽化冷却装置的循环方式有自然循环和强制循环两种方式。
毛岸成
1．自然循环。自然循环是依靠工质（水和汽水混合物）的容重差形成水循环。自然循环系统由汽包、下降管、冶金炉受热管和上升管组成循环系统。汽包中的水沿不受热的下降管下行到联箱中，由此引入冶金炉受热管加热，水成为汽水混合物，沿上升管回到汽包中去。水的容重γ（kg/m3）及汽水混合物的容重γ′，（kg/m3）之差，乘以液柱高度H，即称做循环管路的流动压头Pz，就是自然循环的动力。靠此动力来克服循环回路的总阻力损失ΣΔP其数学表达式为： Pz=H(γ-γ′，) =ΣΔP（Pa）
2．强制循环。强制循环的动力是由循环水泵产生，它迫使工质产生从汽包、下降管、循环泵、冶金炉受热管、上升管回至汽包的水循环。
三、汽化冷却装置的讨论
汽化冷却在国内外钢铁厂中得到了广泛应用，目前国内应用最普遍的是炼钢转炉汽化冷却和加热炉汽化冷却。 （一）炼钢转炉汽化冷却装置
1．简述。转炉汽化冷却与转炉炉气处理是相关联的。转炉炉气处理的重点是回收煤气。转炉汽化冷却装置将收集后的~1800℃的转炉高温烟气冷却到800℃左右，从而满足除尘及煤气回收的要求。同时产生蒸汽回收大量热能。
2．转炉汽化冷却的循环方式和系统。转炉汽化冷却装置的冷却方式分为全段自然循环汽化冷却和自然循环冷却与强制循环冷却相结合的复合汽化冷却两种方式。全段自然循环的转炉汽化冷却装置由汽化冷却器、汽包、蒸汽蓄热器、给水泵和循环管路组成。汽化冷却器分活动烟罩段、炉口段、烟道中段和烟道末段。每一段都是自然循环。水由下降管进入各段冷却烟道的下联箱在冷却部件吸热后变成汽水混合物进入上联箱再经上升管进入汽包，利用下降管中的水和上升管中的汽水混合物的比重差形成循环压头，维持自然循环，一般中小型转炉采用这种冷却方式。
对于较大型转炉，根据转炉烟道不同段的工况分别采用强制循环冷却和自然循环冷却相结合的复合汽化冷却方式。复合式转炉汽化冷却装置由汽化冷却器、汽包、蒸汽蓄热器、除氧水箱、循环泵给水泵和循环管路组成。汽化冷却器由可升降裙罩、下烟罩、上部活动烟罩、下部冷却烟道、上部冷却烟道等部分组成。其中裙罩，氧孔，副孔，副原料孔冷却件属于0.3-0.6Mpa低压强制循环冷却系统，循环水吸收热量后进入除氧水箱进行汽水分离，汽进入除氧器加热补充水，水则由低压循环水泵再次送入上述低压冷却部件冷却煤气。下烟罩上部活动烟罩人孔盖冷却件属于2.6Mpa或4.0Mpa的高压强制循环冷却系统，循环水吸收热量后进入汽包进行汽水分离，蒸汽送入蓄热器贮存或经流量控制阀直接送至低压汽网，水则由高压循环泵再次送入上述高压冷却部件冷却煤气。下部冷却烟道和上部冷却烟道是固定烟道，受热面有可能按照自然循环的原理进行布置，因此，固定烟道属于高压自然循环系统，水由下降管进入冷却烟道的下联箱在冷却部件吸热后变成汽水混合物进入上联箱再经上升管进入汽包，维持自然循环。这样系统简单，操作方便，减少了高压循环泵的循环水量，减少了电能消耗。补充的纯水经加热除氧后由给水泵不断送入汽包维持汽包水位。
（二）加热炉汽化冷却装置
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1．简述。加热炉的工作温度一般在1200℃左右，加热炉冷却构件采用汽化冷却，利用水转变成蒸汽吸收大量的汽化潜热使冷却构件得到充分的冷却而不至于被烧坏，保证加热炉的安全生产。
加热炉有推钢式加热炉和步进式加热炉两种结构，两种结构加热炉都可采用汽化冷却。目前多采用步进式加热炉，步进式加热炉汽化冷却也越来越多的采用。
2．加热炉汽化冷却的循环方式和系统。推钢式加热炉多采用自然循环汽化冷却，步进式加热炉则采用强制循环汽化冷却。
推钢式加热炉汽化冷却由下降管，炉底管，上升管和汽包等组成自然循环系统。汽包底部的下降管把冷却水引入推钢式加热炉的冷却构件，冷却部件吸热后变成汽水混合物经上升管进入汽包。
步进式加热炉汽化冷却由软水除氧给水系统，汽包，下降管、循环水泵、冷却水梁、上升管等组成。除氧后的水通过给水泵送入汽包，汽包下降管接至循环水泵的进水联箱，各循环水泵出口管均接至循环水泵出水联箱，将循环水分别送入步进梁的进水固定联箱和固
定梁的进水联箱。步进梁的冷却水管通过旋转接头组与其进水固定联箱相连接。汽包下降管的冷却水在冷却件（固定梁及其立柱、活动梁及其立柱）中吸热后部分汽化，汽水混合物通过上升管进入汽包进行汽水分离，蒸汽送入蒸汽管网，水则由循环泵再次送去冷却部件冷却。
高中化学实验会考 四、汽化冷却装置设计要点丝网除沫器安装
汽化冷却的设计内容主要包括：冷却构件的选择和设计；热负荷及蒸汽参数的确定；循环方式的选择和循环系统的确定；循环回路的设计；汽化器、汽包、蓄热器等设备设计；供水系统的设计；控制与测量系统的设计。
（一）冷却构件的选择和设计施图伦
汽化冷却系统的设计需要与冶金炉的设计同时进行。冷却构件的形式、形状和尺寸取决于加热炉的工艺和结构要求。汽化冷却系统设计时，应确定由一个或几个冷却构件合理组成一个循环回路。如果串接后回路的热负荷太高，会使冷却构件内循环流量太少而烧损构件；热负荷太低，则采用自然循环时会使上升管内工质含汽量过小造成循环停滞脉动，也
会烧损构件。将这些冷却构件合理的连接在汽化冷却循环系统之中，以保证汽化冷却各回路的良好循环，是设计需要着重考虑的问题。
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