轉爐汽化系統(tǒng)功能描述

汽化系統(tǒng)功能描述TOC\o"1-5"\h\z1、 工藝描述 21.1概述 21.2汽化系統(tǒng)主要設備組成： 21.3系統(tǒng)描述 22、 主要設備功能描述 22.1汽包補水泵組 22.2低壓循環(huán)泵組 32.3高壓循環(huán)泵組 32.4三通轉換閥（HS3358）工藝描述及控制 52.5汽包 52.6除氧水箱（包括除氧頭） 62.7蓄熱器 62.8汽化煙道 82.9氮封系統(tǒng) 92.10裙罩升降系統(tǒng) 92.11高低壓加藥裝置 101、 工藝描述1.1概述吹氧煉鋼工藝是通過吹氧使鐵水變成鋼水。在LD轉爐，需要通過頂部氧槍將氧氣吹入鋼水溶池脫碳。氧氣和碳發(fā)生脫氣反應，氣體中有大量的一氧化碳氣體。其工藝操作是間歇性的、不穩(wěn)定的。因為工藝特殊，不同的加熱期間氣流量、成分、溫度也不同，在高熱值煤氣被有效使用之前，必須冷卻和除塵。1.2汽化系統(tǒng)主要設備組成：汽化煙道、汽包、除氧水箱、汽包補水泵、高低壓循環(huán)泵、蒸發(fā)冷卻器、蓄熱器、排污擴容器、分汽缸等設備。1.3系統(tǒng)描述來自于軟水站的一級脫鹽水經(jīng)過二次加壓泵送至除氧器(包括除氧頭和蓄水箱)加熱，水溫由常溫升高到144?159°C，壓力0.3?0.5MPa(G)，除氧水箱中的水分成兩路，一路水經(jīng)過低壓強制循環(huán)泵送到裙罩、氧槍口、副槍口和兩個下料口，水被加熱后，產(chǎn)生的低壓汽水混合物通過上升管再返回除氧水箱；一路水經(jīng)過汽包給水泵加壓后送到汽包，汽包再通過下降管和強制循環(huán)泵將熱水分配給固定煙罩、可移動煙罩、斜煙罩、彎曲煙道和兩個檢修蓋板，冷卻轉爐吹煉時產(chǎn)生的煙氣，轉爐煙氣在汽化煙道末端冷卻至大約1000°C。熱水被加熱后，產(chǎn)生的高壓汽水混合物通過上升管返回汽包，汽包通過汽水分離裝置將蒸汽分離出來通過蒸汽管網(wǎng)送給蓄熱器供RH精煉爐和低壓蒸汽管網(wǎng)，分離出來的水重新回到汽包。2、 主要設備功能描述2.1汽包補水泵組2.1.1主要參數(shù)給水泵流量：140m3/h；給水泵揚程：510mH20工作溫度：134?156C泵耐溫：180C泵體耐壓：10.0MPa泵進口壓力：0.4?0.65MPa(G)(除氧器最低水位到泵入口的高度?16m)軸密封形式：機械密封介質：熱水2.1.2控制描述每套汽化系統(tǒng)配置兩臺汽包補水泵，開一備一，采用變頻控制，變頻器一對一。、鍋爐給水泵控制：A、鍋爐給水泵啟動條件：-一臺水泵處于準備工作狀態(tài)一水泵LCB選擇器開關處于“遠程”位置—切斷閥LCB選擇器開關處于“遠程”位置-配備一臺備用給水泵-給水水箱液位LISAHL3202>—900mm-回路無報警-控制閥無故障鍋爐給水泵開始運行：本系統(tǒng)配備有兩臺鍋爐給水泵，一用一備。啟動1號給水泵(未事先選定為備用泵)，啟動計時器=約30秒超出計時器設定時間，自動轉換到備用泵，實現(xiàn)聯(lián)鎖。B、汽包補水泵事故切換條件如出現(xiàn)下列任意信號立即啟動備用泵同時停止事先選定的備用泵：-無水泵操作反饋信號-無出口閥打開位置反饋信號-LCB選擇器開關處于“0”位或就地控制位-PISAL3251壓力低于SAL2如無備用泵操作反饋信號或在啟動備用泵20秒后PISAL3251給水壓力仍低于SAL2,則關閉備用泵。在LISAHL3202<-900mm，帶干燥保護觸點開關情況下關閉備用泵。為了保證汽化煙道的安全運行，故障切換必須是先啟動備用泵再停運轉的故障泵。2.2低壓循環(huán)泵組2.2.1主要參數(shù)循環(huán)泵流量：575m3/h；循環(huán)泵揚程：54mH20工作溫度：134?156°C泵耐溫：180C泵體耐壓：4.0MPa泵進口壓力：0.4?0.65MPa(G)(除氧器最低水位到泵入口的高度?16m)除氧器設計溫度：165C吸入方向：水平方向噴出方向：垂直方向軸密封形式：機械密封介質：熱水2.1.2控制描述每套汽化系統(tǒng)配置兩臺低壓強制循環(huán)泵，開一備一，采用變頻控制，變頻器一對一，高速運轉流量約575t/h，低速運轉流量約200t/h，，為了保證低壓循環(huán)用戶的安全運行，故障切換必須是先啟動備用泵再停運轉的故障泵。。、低壓強制循環(huán)泵主要用戶有：裙罩、氧槍口、副槍口、下料口。、各用戶的流量參數(shù)部件名稱正常流量值切換備用泵值事故提槍值備注m3/hm3/hm3/h裙罩>357320280氧槍口>444036副槍口>2421181#下料>4541372#下料>4541372.3高壓循環(huán)泵組2.3.1主要參數(shù)循環(huán)泵流量：1100m3/h循環(huán)泵揚程：57mH20工作溫度：215?252C泵耐溫：280°C泵體耐壓：7.0MPa泵進口壓力：2.4?4.4MPa（G）（汽包最低水位到泵入口的高度?37m）汽包設計溫度：258C吸入方向：水平方向噴出方向：垂直方向軸密封形式：機械密封介質：熱水電機電壓：10kV2.3.2控制描述每套汽化系統(tǒng)配置三臺高壓強制循環(huán)泵，開二備一，采用變頻控制，變頻器一對一，高速運轉流量約2200t/h,低速運轉流量約700t/h,,為了保證汽化煙道的安全運行，故障切換必須是先啟動備用泵再停運轉的故障泵。（1）、高壓循環(huán)泵控制：A、高壓循環(huán)泵啟動條件：-至少有兩臺泵處于準備工作狀態(tài)或有一臺處于工作狀態(tài)一水泵LCB選擇器開關處于“遠程”位置—切斷閥LCB選擇器開關處于“遠程”位置—配備一臺備用高壓循環(huán)泵-汽包液位LISAHL3255>L3（僅在第一次啟動/充汽時有效）—回路無報警（軸承溫度）—控制閥無故障鍋爐高壓循環(huán)泵開始運行：啟動1號高壓循環(huán)泵（未事先選定為備用泵）得到1號高壓循環(huán)泵操作反饋信號5秒鐘后啟動1號高壓循環(huán)泵（同樣未事先選定為備用泵），啟動計時器=約30秒超出計時器設定時間，自動轉換到備用泵，實現(xiàn)聯(lián)鎖。如無事先選定循環(huán)泵操作反饋信號，則啟動備用泵。B：切換條件：如出現(xiàn)下列任一信號立即啟動備用泵同時停止事先選定的備用泵：—無運行循環(huán)泵操作反饋信號—無出口閥打開位置反饋信號—LCB選擇器開關處于“0”位或就地控制位—溫度TISAH3272,3282,3292>H—流量FISAL3300,3301,3302,3303,3304<L如無備用泵操作反饋信號或在啟動備用泵20秒后如有循環(huán)水流量<L2,則關閉備用泵，此時操作人員必須決定是否繼續(xù)進行操作。（3）、高壓強制循環(huán)泵主要用戶及流量A、主要用戶有固定煙道、移動煙道、斜煙道（僅在非吹煉期）、彎曲煙道、1#檢修蓋板和2#檢修蓋板。B：各用戶的流量參數(shù)部件名稱正常流量值切換備用泵值事故提槍值備注m3/hm3/hm3/h固定煙道>300270240移動煙道>770700630(300)斜煙道840*2（自然循環(huán)）450*2（強制循環(huán)）450*2（強制循環(huán)）彎曲煙道>5645204801#檢修蓋板>4036322#檢修蓋板>4036322.4三通轉換閥（HS3358）工藝描述及控制高壓（HP）系統(tǒng)部分為強制循環(huán)系統(tǒng)設計，部分為自然循環(huán)系統(tǒng)設計。為確保在設備受熱或間歇期間自然循環(huán)系統(tǒng)各部件水循環(huán)運行正常，采用如下開環(huán)控制：轉換開關位于間歇位置，即吸入管線到循環(huán)泵為敞開設計（B-C）這樣便將自然循環(huán)與強制循環(huán)整合為一路循環(huán)。被吸走的水經(jīng)溢流管排出，這便形成了循環(huán)回路?！把鯕馇袛嚅y打開”信號出現(xiàn)，計時器約在t=*秒開始計時（調試期間予以確定）。三通閥完成從強制循環(huán)到自然循環(huán)的轉換，即連接到自然循環(huán)狀態(tài)系統(tǒng)關閉，此時鍋爐蒸汽包完全打開（A-C）。如收到來自FIS3356或FIS3357最小流量值信號或轉爐工藝流程“出鋼”信號系統(tǒng)轉換到間歇位置（B-C）程序啟動。2.5汽包2.5.1主要參數(shù)筒體直徑：DN3000；筒體長度：11m；主要受壓元件材質：19Mn6（正火）；容積：80m3；設計壓力：4.4MPa（G）試驗壓力：6.6MPa（G）工作壓力波動：2.0?4.0MPa（G）；工作溫度波動：215?252°C；介質：飽和水、飽和蒸汽單臺總重：73.5t2.5.2控制描述汽包液位控制（1） 汽包水位通過給水控制閥及排水控制閥進行控制。（2） 當液位在-100mm?-200mm之間時，發(fā)送可吹氧信號。（3） 一個吹煉周期汽包水位控制A、 吹氧開始，汽包液位上升時，1號及2號計時器開始計時：1號計時器（設定時間0-30秒）計數(shù)結束，給水流量設定值65t/h。2號計時器（設定時間0-180秒）計數(shù)結束，給水流量設定值120t/h。液位升到H1=+350mm，給水流量設定值85t/h液位升到H2=+450mm，給水流量設定值65t/h液位升到H3=+550mm，給水閥關閉液位升到H4=+650mm,報警液位升到H5=+800mm，事故提槍B、 吹煉期間汽包液位下降時：液位到H3=+550mm（延時0-1分鐘），給水控制閥打開，給水流量設定值65t/h液位降到H2=+450mm（延時0-1分鐘），給水流量設定值85t/h液位降到H1=+350mm（延時0-1分鐘），給水流量設定值120t/h液位降到H4=-500mm，報警液位降到H5=-600mm，事故提槍吹煉期間液位控制在+350mm?+550mm之間。C、 吹氧結束，給水控制閥關閉。如果吹氧停止期間液位低于-200mm，給水閥打開，以30t/h流量供水，直至達到限定液位-150mm。D、 排水控制閥在吹氧期間關閉。(4)非吹氧期間，當液位高于-100mm時，排水控制閥打開，直至液位降至-150mm，關閉排水控制閥。2.6除氧水箱(包括除氧頭)2.6.1主要參數(shù)筒體直徑：DN3000；DN1500(除氧頭)；筒體長度：10m；水箱主要受壓元件材質：20R(正火)；除氧頭為0Cr18Ni10Ti或高于其性能的材料；容積：77m3；設計壓力：0.6MPa(G)工作溫度波動：134—154°C；設計溫度：165C；介質：飽和水、飽和蒸汽單臺總重：23.9t2.6.2控制描述液位控制除氧水箱水位通過給水控制閥及排水控制閥進行控制。一個吹煉周期除氧水箱水位控制。A、 吹氧開始，給水調節(jié)閥與液位連鎖，當除氧水箱液位上升時。液位升到H1N+500mm，給水調節(jié)閥關閉液位升到H2=+850mm，報警B、 吹氧開始，給水調節(jié)閥與液位連鎖，當除氧水箱液位下降時液位降到H1<+500mm，給水調節(jié)閥打開，以49.5t/h設定值補水液位降到H2=-450mm，報警液位降到H3=-600mm，事故提槍液位降到H4=-900mm，汽包給水泵停，低壓循環(huán)泵停C、 在吹氧期間，排水控制閥關閉。非吹氧期間，除氧水箱水位與排水控制閥連鎖液位H1N+550mm，排水控制閥打開液位H1W+450mm，排水控制閥關閉2.7蓄熱器2.7.1主要參數(shù)筒體直徑：DN3200；筒體長度：18m；主要受壓元件材質：16MnR(正火)；容積：150m3；設計壓力：4.4MPa(G)運行工況1:（常用）工作壓力波動：1.6?4.0MPa（G）；工作溫度波動：203?252°C；運行工況2：（轉爐蒸汽不足或事故時）工作壓力波動：1.6?2.5MPa（G）；工作溫度波動：300+20C；輸出蒸汽源：工作壓力波動：2.0?4.0MPa（G）工作溫度波動：203?320C2.7.2蓄熱器充熱蒸汽參數(shù)（母管）轉爐汽包來蒸汽電廠來抽汽壓力（MPa（G））1.6?4.01.6?2.5溫度（C）203?258300±20蒸汽狀態(tài)飽和過熱平均蒸汽流量（t/h）60?81—最大蒸汽流量（t/h）30036制度間斷熱備用狀態(tài)2.7.3蒸汽蓄熱器運行性能的描述：蒸汽蓄熱器運行的初始狀態(tài)：應加入85%（幾何容積）的軟化水，且蒸汽壓力升至1.27MPa，蒸汽空間及飽和水均達到194C。蒸汽蓄熱器在充熱壓力p1=3.82MPa,放熱壓力p2=1.27MPa運行狀態(tài)下，150m3蒸汽蓄熱器實際產(chǎn)汽量為 13t/h左右，在充熱壓力p1=2.5MPa（電廠汽充熱）p2=1.27MPa，運行狀態(tài)下150m3蒸汽蓄熱器實際產(chǎn)汽量為7.5t/h左右。蒸汽蓄熱器充熱時間：充熱壓力p1=3.82MPa時，單臺充熱時間為30min，充熱壓力p1=2.5MPa，單臺充熱時間為60min。2.7.4控制描述（1） 、送往低壓蒸汽外網(wǎng)蒸汽壓力自動調節(jié)：蓄熱器至低壓外網(wǎng)蒸汽管道上設壓力自動調節(jié)（編號為3#）。當蓄熱器壓力高于3.8MPa時，該閥門打開；當蓄熱器壓力低于3.7MPa時，該閥門關閉；（2） 、RH供汽蒸汽自動調節(jié)：蓄熱器至RH用汽蒸汽管道上設自動調節(jié)閥（編號為70#）。閥前壓力：2.0?4.0MPa閥后壓力：1.7?1.8MPa。根據(jù)過熱裝置出口蒸汽調節(jié)該閥門開度。（3） 、電廠來蒸汽控制閥：電廠來蒸汽管道上設控制閥（編號為52#）。當蓄熱器壓力低于2.0MPa時，該閥門打開，電廠蒸汽充入蓄熱器；當蓄熱器壓力達到2.5MPa時，該閥門關閉。（4） 、蓄熱器充汽母管上控制閥：蓄熱器充汽母管上并聯(lián)設兩控制閥（編號為62a#，62b#）。工作壓力：2.0?4.0MPa工作溫度為215?252C當該調節(jié)閥前壓力達到3.6MPa時，該閥門打開，轉爐汽包來蒸汽充入蓄熱器；（5） 、蓄熱器引射蒸汽母管上調節(jié)閥：蓄熱器引射蒸汽母管上設調節(jié)閥（編號為53#）。當RH供汽調節(jié)閥（70#）或送往低壓蒸汽外網(wǎng)調節(jié)閥（3#）打開時，此時蓄熱器往外放熱，該調節(jié)閥前打開，閥前壓力：2.0?4.0MPa閥后壓力：1.7?1.8MPa；當RH供汽調節(jié)閥（70#）和送往低壓蒸汽外網(wǎng)調節(jié)閥（3#）均關閉時，該閥門關閉。閥前壓力：2.0?4.0MPa閥后壓力：1.7?1.8MPa；工作溫度為215?320°C。（6） 、蓄熱器放散排汽閥壓力自動控制：每臺蓄熱器蒸汽放散管道設電動控制閥。（編號為65#，共6臺）閥前壓力：2.0?4.0MPa閥后壓力：0?4.0MPa蓄熱器壓力N4.0MPa，蓄熱器排汽閥打開。蓄熱器壓力＜3.8MPa，蓄熱器排汽閥關閉。取壓點：蓄熱器本體。（7） 、蓄熱器水位自動控制每臺蓄熱器水位自動控制設補水電動控制閥（編號為23#，共6臺）和排水電動控制閥（編號為22#，共6臺）。蓄熱器水位：正常水位：H=+850mm蓄熱器水位N1100mm---報警，排水閥開。蓄熱器水位＜850mm---排水閥關。蓄熱器水位N750mm---補水閥關。蓄熱器水位W500mm---報警，補水閥開。（8） 、RH供汽蒸汽管道切斷閥：RH蒸汽過熱裝置調節(jié)閥設電動控制閥。（編號為72#，共1臺）蒸汽過熱裝置停爐時，該閥關閉。蒸汽過熱裝置啟動時，打開該閥。2.8汽化煙道2.8.1主要參數(shù)每套250t轉爐汽化冷卻煙道共分5段，按煙氣流向依次為：裙罩、固定煙罩、可移動煙罩、斜煙道、彎曲煙道（包括兩塊檢修蓋板），每套煙道具體參數(shù)如下：裙罩1個（包括機械密封）：節(jié)圓直徑64695/5235高度H=1.25m3受熱面積18m2管徑648X5.5固定煙道1個：節(jié)圓直徑64320/4210高度H=2.3m3受熱面積31m2管徑638X5可移動煙道1個（含下料口、氧槍口、副槍口）：節(jié)圓直徑64190高度H=8m3受熱面積100m2管徑638X5斜煙道1個：節(jié)圓直徑64140高度H=26m3受熱面積330m2管徑660X5彎曲煙道（包括兩個人孔檢查蓋）1個：節(jié)圓直徑64090高度H=24m3受熱面積300m2管徑638X5煙道非金屬補償器2套爐口測壓清潔裝置2套固定煙罩液壓千斤頂2套煙道檢修吊籠1套彎曲煙道檢修平臺2套可移動煙罩臺車2套裙罩液壓提升裝置2套2.8.2工藝描述轉爐汽化冷卻水循環(huán)由自然循環(huán)、強制循環(huán)所組成。斜煙道吹煉時采用自然循環(huán)，吹煉間歇期間采用高壓強制循環(huán)；裙罩、氧槍口、副槍口及下料口采用低壓強制循環(huán);固定煙罩、可移動煙罩、彎曲煙罩及人孔蓋采用高壓強制循環(huán)。裙罩每根受熱管入口處須設節(jié)流孔，固定煙罩、可移動煙罩及彎曲煙道每根受熱管入口處設可拆卸的節(jié)流裝置。節(jié)流裝置在高壓強制循環(huán)系統(tǒng)沖洗、水壓試驗及煮爐后由甲方現(xiàn)場安裝。裙罩與固定煙罩之間采用氮封和機械密封，氮氣的壓力為0.6?0.7MPa。固定煙罩與可移動煙罩之間采用砂封。煙道受熱管所用的無縫鋼管采用20G。2.9氮封系統(tǒng)2.9.1組成汽化系統(tǒng)共設置了5處氮封裝置分別為裙罩、下料口（2個）、氧槍口、副槍口。2.9.2控制描述氮封裝置主要起密封作用，防止轉爐冶煉產(chǎn)生含有大量CO的高溫煙氣溢出造成煤氣中毒和環(huán)境污染，主要參數(shù)控制見下表。設備名稱流量范圍（Nm3/h）正常流量值（Nm3/h）流量報警值壓力范圍（MPa）溫度裙罩0-4000300020000.2-0.440下料口（兩個）0-8006004000.2-0.440氧槍口0-8006004000.2-0.440副槍口0-120010006000.2-0.4402.10裙罩升降系統(tǒng)2.10.1裙罩升降采用液壓系統(tǒng)，具體工藝描述如下:每個轉爐液壓單元是獨立的，安裝在2個相鄰轉爐煙道中間。每個液壓單元通過4個液壓缸升降裙罩，裙罩升起時4個液壓缸同時動作，液壓平分系統(tǒng)帶4個室活塞流量分配器，如果一個液壓缸出現(xiàn)故障3個液壓缸工作裙罩仍能緊急升起。這些液壓缸能夠準確定位裙罩，誤差精度《5mm，為了將裙罩的實際位置顯示到PLC，一個4-20mA的位置傳感器必須安裝在活塞流量分配器上。萬一一個液壓缸故障，用一個最小24噸力的起重能力，應該足夠克服設備超重和從裙罩到轉爐粘結力。液壓缸的尺寸：缸的直徑： $125mm活塞的直徑：$70mm行程： 800mm類型： 雙向行動，帶連軸器液壓系統(tǒng)的操作壓力最大10.0MPa液壓缸最小的設計壓力21.0MPa降低煙罩最大壓力3.0MPa液壓系統(tǒng)第一次測試的最大壓力15.0MPa每個液壓單元必須設計成連續(xù)的，液壓缸采用連續(xù)的水冷冷卻，裙罩升高和抬起在25秒之內能夠完成，為了維修的時候移動裙罩，必須安裝一個手動泵。2.10.2液壓單元組成（1） 、活塞流量分配器：帶有開關環(huán)和方向座閥、4個壓力傳感器、2個限位開關和有角度的傳感器、帶連接口和壓力檢測點的逆止閥，活塞流量分配器應該安裝在組成單元的主框架上。（2） 、油罐：帶清潔蓋板，空氣過濾器、油的液位偏差檢測、排泄閥、返回線帶可視阻塞顯示過濾器、帶3個觸點的電氣流體液位顯示（最高/最低/低低）、帶2個觸點的電氣點溫度計、加熱器、帶可視流量計和冷卻水閥的油/水冷卻器、油罐在組成單元的主框架上。（3） 、泵組（一備一用）（4） 、蓄能器站：僅僅用于抬起裙罩。在正常操作的情況下為裙罩的升起提供支撐作用，并且在事故停車的情況下自動將裙罩抬起，帶有活塞式蓄能器和3個接觸器的限位開關用于的開/關，油和氮氣的壓力顯示器，X1氮氣瓶，每個50L，切斷閥，填充接孔和氮氣壓力安全閥，蓄能器站應該放在液壓組成單元的主框架上。（5） 、泵組的液壓控制帶有2個安全循環(huán)閥的無壓循環(huán)的閥臺（冷卻/過濾）、24VDC、止回閥和壓力測試點、液壓控制應該放在液壓組成單元的主框架上。（6） 、操作的液壓控制帶有為了升/降裙罩和沖刷流量分配器的閥臺、壓力測試點、分離的電磁閥、24VDC、為了升、降、沖刷，止回閥、減壓閥用于降低裙罩，泄壓閥用于降罩的壓力和操作壓力，節(jié)流閥用于升降裙罩，（速度25秒），壓力計用于每個液壓缸、蓄能器（油側/氮氣側）、降罩的壓力和操作壓力，液壓控制應該放在液壓組成單元的主框架上。（7） 、手動泵為了事故/維護，它帶有止回閥和安全減壓閥，手動泵液壓控制應該放在液壓組成單元的主框