轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐水套中的復(fù)合循環(huán)

1、| 維普資訊 h ttp:/轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐水套中的復(fù)合循環(huán)（蘇）Sl.H .PyummKHft等24| 維普資訊 h ttp:/24| 維普資訊 h ttp:/煉鋼轉(zhuǎn)爐余熬鍋爐的進(jìn)口煙道（水毎） 最易受到具有侵蝕性的渣一金屬膠狀排企物 和急劇曼化的熱負(fù)荷（局部達(dá)到kW/）的影響.固此人們制造了作為轉(zhuǎn)爐余 熱鍋爐（0KF）組件的水套并又蒲這種水 套設(shè)計(jì)成多次強(qiáng)制循環(huán)式的水套.為了使冷卻介質(zhì)能沿水套管壁均勻分 布.對(duì)水套入口段進(jìn)行了節(jié)流幷抉定開用 "* 7或HK*'*'630/80型窩壓循環(huán)泵 （0,7-0MP） °風(fēng)如，沖了袴卻缸噸 煉鋼轉(zhuǎn)爐水龔（屬于o Kri

2、so爐）的反熱 面要茨安裝兩旨工作循環(huán)泵和一臺(tái)備用術(shù) 環(huán)泵.每臺(tái)泵的返機(jī)功率為200LW.驅(qū)動(dòng)水 糞循環(huán)恿的電耗達(dá)1 .67kWh/t鋼.此外. 由于過濾器at受到周期性的阻塞以及管薛 的撓損，：飾使裝備個(gè)別的過濾器及孔脛為 8wmm的節(jié)流孔板亦揚(yáng)會(huì)導(dǎo)致水寺可幕 性的降低.鑒于電嗣料學(xué)聯(lián)合吿產(chǎn)公'司研制了 復(fù)合循環(huán)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)福環(huán)泵的'電費(fèi)比強(qiáng)制循 環(huán)可降低90%f且每噸鋼可節(jié)約l,5kWb的 電力.當(dāng)歡在屍一受熱商申進(jìn)行復(fù) 合循環(huán) 時(shí).強(qiáng)制循環(huán)和自熬循環(huán)是相結(jié)合的.在復(fù)合循環(huán)系統(tǒng)申（圖】），采用無 節(jié)流孔板的水套n這一方案的可行性徑受 過長期季行的檢驗(yàn)"在所有的卞降管

3、電都 安裝了罷回閥"安裝了一臺(tái)低壓工作循環(huán) 泵，以保證在吹煉間瞬期達(dá)到最小的循環(huán)流 速.宦夏合循環(huán)水套的首批試樣中，循環(huán)流速在轉(zhuǎn)爐開殆吹煉前，最初収用12圖I復(fù)合確環(huán)水套的啦力系紙丄.機(jī)水分離皤盒止回肉 3$.和吐氐度合摘環(huán)勒彊 制雷環(huán)宙賂的下降習(xí)豹壬井管 化和氐帶牛則節(jié)洗孔 梅的復(fù)合循琢和強(qiáng)制掘鄭的受熱面P.ifE迂孔板KL衙環(huán)系1L 給水 垃.用戶就汽供卷管験'而在達(dá)到可靠疵行結(jié)雄后，則越低到S2 垃/$ 水泵可插動(dòng)一根下降管，也可接到所有 的下降竜上、必曼時(shí)，將多炭強(qiáng)制循壞回路 接到這一木尋上.低壓循環(huán)泵經(jīng)常處丁工作伏態(tài)。在轉(zhuǎn)爐 甘始吹煉前f由于誕壓循環(huán)泵的隹頭作用.

4、下降賈上的止回觸是關(guān)用的.隨著轉(zhuǎn)爐開始 發(fā)熱愛熱面中的水沸腸起來由于下降管的 水柱和在蒸發(fā)董斷和上升管申的汽水混合物 柱的重駁捧，譯生功壓頭止回閥在這一壓頭 的作用下開啟，水在自鵜循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)冥 同作用下幵始流動(dòng).這時(shí)曲于自燃循壞的結(jié)弟，循環(huán)流速增大到必妾值.隨著發(fā)熱呈 的減少和吹煉終了，循環(huán)的自熱組成部份減 少到零. /'J在介質(zhì)的強(qiáng)論循環(huán)裝置中，動(dòng)圧頭也是 泵扣自然漪環(huán)的醫(yī)頭所產(chǎn)生的.這時(shí).泵的 壓頭是主要的而且它幷不取決于慾工況.當(dāng)介質(zhì)復(fù)合循環(huán)時(shí).皚著熱流的増加， 自然循環(huán)的壓頭變成動(dòng)壓頭的主要俎成部 份.分析裝置閉合冋路分管（圖2的1 一2 一3扣】3 ,）中的壓頭平衡情況，

5、可臥 得出下列公式：.Hh_a _ ?= AHf _ $式中” Hh由泵產(chǎn)生的陌頭|+和厶一相應(yīng)分管中的壓&揚(yáng)失d圖2 輩M的計(jì)算廉蜒1.亂文瞥誓點(diǎn) 禮擴(kuò)環(huán)蘇 直水舒時(shí)的牛別文管 蠢汽林離器,該式左項(xiàng)為泵的動(dòng)壓頭在整個(gè)復(fù)合循環(huán) 總壓頭中的組成部份.在循環(huán)的自然組成部 份的發(fā)展過程中，該式的左項(xiàng)逐漸査為負(fù) 值即泵的總壓頭以及部份自然循環(huán)壓頭這 時(shí)都用于克服支背1一23的阻力"年.水套復(fù)合循環(huán)系統(tǒng)用于葉那吉 推鋼鐵公司的1餉噸轉(zhuǎn)爐爐后.該系統(tǒng)多年 運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)表明,當(dāng)循環(huán)流速在吹煉閭隔期 為0.5叫心（在吹煤期增大到lm/巧 時(shí)，運(yùn) 行是可靠的*由直徑57X5,5mtn管組成的 水

6、套受熱面積為43m=（境合循環(huán)是借助于 廣臺(tái)HK¥250低壓泵.和另一臺(tái)備用泵來 實(shí)現(xiàn)的水袞的計(jì)算壓力知胡MP，給?K遛 度Jjoor,展大陂熱星為53Gj/h"19跚年，為了改善一臺(tái)轉(zhuǎn)爐后的煙氣111 口，安尊了P個(gè)囁黑面祝相単夫的U5G時(shí)） 4-087 m*X4 .087m命方形盛面的煙道水套° 每片管屏都是不分段的.根據(jù)擴(kuò)大受熱面積 和熱負(fù)荷的栗求，擴(kuò)大了下降管和上升管的 通道截面積，同時(shí)還逛長了鋼筒的檢度.為 了組織循環(huán).僅管擴(kuò)大了炎熱爾積2.5倍幫30 彈哺開希咬琳的時(shí)幃j?圖3 復(fù)含夠環(huán)轉(zhuǎn)爐水套的運(yùn)行指標(biāo)M 豹40 1和2眾曲應(yīng)力智屏£帶通鳳

7、嘴的窗口）屮循環(huán) 直速的運(yùn)訂和計(jì)算值；I和I一吹煉開站犧舞了" 24|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|擴(kuò)大管屏通道載面1倍,但仍保留了一臺(tái)H Ky250型工作循環(huán)泵”團(tuán)3列陽了新型水奚試驗(yàn)結(jié)果.在利用 復(fù)合循環(huán)時(shí)#可將其分成表示水力工況特性 的四個(gè)階段*第一階段一轉(zhuǎn)爐開始吹煉前 （吹煉間隔期）*那時(shí)受熱面無熱負(fù)荷.由 水泵保證回路循環(huán)。我們把此時(shí)在管屏中形 成的水速稱之謂“循環(huán)初速“,第二階段一 吹煉開始34分鐘（約為吹煉時(shí)間的20% 以下）一其特點(diǎn)是熱就旻急劇增加和水工況 不穩(wěn)。當(dāng)轉(zhuǎn)爐在長期停運(yùn)的憎況下第二階 段可能要更畏些時(shí)間才能開始.這是自然循 環(huán)的發(fā)展階段在此

8、期何術(shù)套受熱管中的循 環(huán)流速波動(dòng)之間.第三階 段一從34分鐘i5分鐘（吹煉持續(xù)時(shí)間 的65%70%）:其特點(diǎn)是水力工況穩(wěn)定. 這一階段的熱流量最大.管屏中的循環(huán)流速 為0.9-1.0 m/s ,第四階段一吹煤終了，其 持點(diǎn)是熱員科和鍋筒中的匪力降低。此時(shí)循 環(huán)流遠(yuǎn)減慢*狂吹煉終了時(shí)達(dá)到了水泵在吹 煉間隔期所保證的值.循環(huán)乗電機(jī)所需陽功率在吹煉開始前和 盤自然循環(huán)發(fā)展和穩(wěn)定過程中實(shí)際是不變的 （27 kW） *眼動(dòng)泵的電力單耗為0.14kW h/t 鋼.吹煉開始前，循環(huán)流速從Onj/s變?yōu)?UOni/s時(shí)的水套脣屏對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明， 管壁溫度實(shí)除上不取決于循壞流速。在熱負(fù) 荷急劇增長的階段（第二

9、階段）里，熱流最 大密度達(dá)S70 tW/m其蠟長速度為5*8kW/ （ *s）.,管壁溫度在上述循環(huán)流速 下趙過飽和溫度的值不會(huì)大于35T：.在第三檢段里；當(dāng)最大髙部熱流密度達(dá) 到540kW/m.Bt,管壁溫度超過館和溫度 的值不會(huì)大于55=0;在鍋筒工作巫力為08 1.1MP時(shí).管屏最高溫度不超過勿0 250X1.1所列舉的散據(jù)f不僅證明骨子在復(fù)合循” 環(huán)下的冷卻可琳性.而且還表明熱負(fù)荷是引 相垂直或傾斜（離垂直線傾ms*）管薛管壁 溫度波動(dòng)的主要因素* *為了估計(jì)循環(huán)的強(qiáng)制組成部份對(duì)復(fù)合循 環(huán)旅速和其在吹煉過程中變化的影響.采用 不同數(shù)量的循環(huán)泵進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算.復(fù)合循環(huán)水力計(jì)算的特蓋是同時(shí)

10、薄慮由 泵產(chǎn)生的和在自然水循環(huán)時(shí)所形成的壓頭的 作用.由于采用了電子計(jì)算機(jī)計(jì)算的綜合計(jì) 算系統(tǒng)，這樣的物理過程看來是可能實(shí)現(xiàn)現(xiàn) 代化改造的。該裝置的部分?jǐn)?shù)學(xué)模型組成了計(jì)算系 統(tǒng).它在結(jié)構(gòu)上由一些串聯(lián)的組件所組成， 其中每個(gè)組件均由并列的支管組成。團(tuán)2所 列的系統(tǒng)由兩個(gè)組件爼成，第一個(gè)組件包括 兩根支管，循環(huán)泵1一23的支管和自.然 循環(huán)回路1 一3的支管$第二個(gè)組件一水套 管束4 °這樣布置的計(jì)算系統(tǒng)可在復(fù)合循 環(huán)計(jì)算時(shí)十歲箱確地計(jì)算壓頭的兩個(gè)組成部 份。計(jì)算結(jié)果示于圖4 ° HK，一250泵在轉(zhuǎn) 爐開始吹煉前形成的循環(huán)流量為4Mt/h；這 祥兩臺(tái)泵的循環(huán)派聶為aoot/h

11、,而一臺(tái)hkf 盹泵.其循環(huán)流量為170t/h/離開站吹煉時(shí)閭，min0 4 赧奎計(jì)算知運(yùn)荷的貳力特性平均! （按全部磴屛計(jì)）1和2 隹釆用兩t?HKy250循環(huán)泵和臺(tái)泵時(shí)的 訐寡亦力靜性*3 一在采用一臺(tái)Htcy如靈時(shí)的計(jì)算水力特性：4 一在采用 T HKy-250的試臉鑄住。隧著吹煉的開始.水在系統(tǒng)中沸瞬.此 后強(qiáng)制循環(huán)在總循環(huán)流量中所占的百分比降 低.自然循環(huán)的百分比便占了憶婪.這-點(diǎn) 可由下列事實(shí)所證明】在吹煉初期，即便循 環(huán)流速的羌值很大，事實(shí)上也不會(huì)坯響復(fù)合 循壞作用階段的循環(huán)流駁.對(duì)比一下計(jì)算和運(yùn)行數(shù)據(jù).說明計(jì)算結(jié) 果展正確的（參見圖3和£曲線2和4九由此 可見，計(jì)算值

12、未超過試驗(yàn)值的52%*報(bào)據(jù)管屏在循環(huán)初速為0.2m/s時(shí)的可 靠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn).可指望有可能進(jìn)一歩降倨這一 流速*據(jù)此.考慮對(duì)該水套有可能采用電機(jī) 功率為2吐¥的I IKY90型水泵（參見圖4 曲線3 ） '在設(shè)計(jì)時(shí)必級(jí)注戀采用巳知的防止水泵 汽恤的各種合理方法在蒸汽管道中，安裝調(diào)壓裝置“屮意J 盡可能提離循環(huán)泵吸水高度a汽水分離鍋筒的容積（藝考慮水面膨 是各種設(shè)訐參數(shù)之一正如試驗(yàn)表明.在開始吹煉時(shí)；鍋筒水面血脹的計(jì)算值年超 過實(shí)阪值的154.這與支獻(xiàn)所述相符* 25|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|* 25|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|】 .軸

13、0噸轉(zhuǎn)爐呂的更合睛環(huán)水軽'謁0噸轉(zhuǎn)護(hù)石的爭次溟制蒂環(huán)*醐最大製熱握.GJ/b14614&愛熱面機(jī)*156.U1煙直載面面積.mJ4.087X4.037-16,73X3,6513,1為m8,817,51営畀直蠱和愿度，on 57X5.5JBX 5習(xí)子節(jié)距，ixun ,61 |50營子數(shù)覺4 XfiS2&44 K73*288燎大詞荷階戰(zhàn)的循玨就逮流*兒mAZmVli）1皿網(wǎng)1.5CM0)工作泵型號(hào)JKHKy250>2 (HKY&3#/«0>工柞flf環(huán)呆曲機(jī)額定功率WL 45i400，表中對(duì)址了諫水套和180噸轉(zhuǎn)爐余熱鍋 護(hù)（OK一1旳）的多次

14、強(qiáng)制循環(huán)水套的主 要特性。多次隨制循環(huán)水套是在新利彼茨克循壞方向時(shí)，磐須排除對(duì)系統(tǒng)冷卻以矗在冬 季條件下系統(tǒng)解灤的可能性，（出解凍* ® 系“結(jié)冰"之誤一譯注）鋼鐵公司毎行的.其最大熱員荷與該水套相結(jié)語1.轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的水套飾復(fù)合循環(huán)能* 25|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|在三座1帥噸轉(zhuǎn)爐上采用毘合循環(huán)水套 促證水套可靠適行“但水的循環(huán)流速在轉(zhuǎn)爐* 25|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|曲，可安裝三臺(tái)電機(jī)功率不大于45kW的低 吹煉前必頂為Q.2m/s （采用低壓循壞泵幷* 25|維普贄訊 nup:/www.cqvip.c0m|壓水泵來替代B臺(tái)高壓水泵（每臺(tái)電機(jī)功率 為 200kW） *分析駆明.擴(kuò)大下降管、上升管和管屏 通道蔵葡所化的霸外投資，實(shí)際上可用降低 強(qiáng)制循環(huán)泵的裝備費(fèi)來抵銷B年產(chǎn)量為4X1Z噸鋼的車間、一年可 節(jié)電 6X10#kWh4根據(jù)自然循環(huán)轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐受熱面的運(yùn).行翌臉.可以期望自然g壞水