轉(zhuǎn)爐冶煉過程中汽化冷卻的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐冶煉過程中汽化冷卻的應(yīng)用

鋼筋汽油生產(chǎn)工藝主要包括轉(zhuǎn)爐精煉、lf爐精煉、連鑄工藝等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。生產(chǎn)效率快。無論是否有任何聯(lián)系，都會影響相關(guān)過程。轉(zhuǎn)爐冶煉過程中,煙道故障較多且修復(fù)時間長、難度大。因此煉鋼煙道汽化冷卻在煉鋼廠占有十分重要的地位。轉(zhuǎn)爐冶煉中爐氣溫度在一般在1400-1600℃之間,高溫?zé)煔饬鬟^煙道時,煙道內(nèi)熱負荷急劇增加,管壁溫度急劇升高;停吹后,熱負荷急劇下降,管壁溫度隨之下降。這種周期性變化非常顆繁,約30多分鐘左右一個周期,這種壓力和熱力周期性變化對汽化煙道的使用壽命產(chǎn)生影響。以下通過120T頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐調(diào)試、生產(chǎn)實例,來分析如何通過穩(wěn)定汽化冷卻系統(tǒng)壓力,保證煙道熱負荷及壓力的相對穩(wěn)定,延長煙道使用壽命。1汽化冷卻裝置1.1轉(zhuǎn)爐汽化冷卻裝置收集轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中的高溫?zé)煔獠⑵淅鋮s,以便滿足下一步轉(zhuǎn)爐一次除塵及其下道工序煤氣回收的要求,保證轉(zhuǎn)爐煉鋼的安全生產(chǎn)。多余蒸汽經(jīng)回收后供公司蒸汽管網(wǎng),提供給公司內(nèi)部生產(chǎn)或生活使用,循環(huán)利用的蒸汽降低了轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)成本。汽化冷卻把煙道作為余熱鍋爐,它吸收煙氣熱量降低煙氣溫度,同時鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進入蓄熱器,再進入分氣缸分給用戶使用。1.2當(dāng)高溫?zé)煔鈴钠鋮s煙道中心通過時,管內(nèi)的水被加熱變成水蒸汽,同時煙氣得到冷卻。水蒸汽因其密度比水輕而上升,經(jīng)上升管進入汽包,在汽包內(nèi)冷凝成水或引出去加以利用,再補充新水,水經(jīng)下降管(強制循環(huán)的再經(jīng)過循環(huán)泵)又送入汽化冷卻煙道循環(huán)使用。當(dāng)汽包內(nèi)的蒸汽壓力升高到0.7~0.8MPa時,氣動薄膜調(diào)節(jié)閥自動打開,使蒸汽進入蓄熱器供用戶使用。蓄熱器的蒸汽壓力超過一定值時,蓄熱器上的氣動薄膜調(diào)節(jié)閥自動打開放散。汽包需要補充的軟水由軟水泵送入。1.3轉(zhuǎn)爐汽化冷卻裝置設(shè)備組成:兩臺給水泵(一運一備);兩臺低壓強制循環(huán)泵(一運一備);兩臺中壓強制循環(huán)泵(一運一備);三臺軟水泵;一臺除氧器;一套煙道及汽包;一臺蓄熱器;一個分氣缸;一個軟水箱。轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)由循環(huán)水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、除氧給水系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、取樣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等組成。1.4轉(zhuǎn)爐汽化冷卻水循環(huán)由自然循環(huán)系統(tǒng)和強制循環(huán)系統(tǒng)所組成。自然循環(huán)的工作原理是靠上升管和下降管中介質(zhì)的比重差與汽包的有效高度使管內(nèi)受熱介質(zhì)流動,所以只有當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹氧時,管中介質(zhì)從煙氣中吸收了熱量才能產(chǎn)生介質(zhì)的循環(huán)流動。強制循環(huán)動力來源于循環(huán)泵,由泵產(chǎn)生的壓力迫使介質(zhì)沿整個煙道管中流動。在泵推動下,無論轉(zhuǎn)爐吹氧與否,無論煙氣溫度高低,介質(zhì)總保持流動狀態(tài),受熱的煙道管在水流活動煙罩為低壓強制循環(huán)部分,活動煙罩與除氧器及除氧水箱通過熱水循環(huán)泵相連接組成低壓強制循環(huán)系統(tǒng)。爐口固定段煙道和可移動段煙道與汽包通過熱水循環(huán)泵相連接組成高壓強制循環(huán)系統(tǒng)。中I段煙道、中II段煙道、中III段煙道和末段煙道為自然循環(huán)部分,各段煙道與汽包通過循環(huán)水管道相連接成自然循環(huán)系統(tǒng)。2高溫下聚合反應(yīng)。在熱管(1)煙道受熱面有大面積積渣。(2)破口處管子周長增大很多,這是因為高溫下塑性變形較大,損壞時有較大的變形。管壁溫度升高,機械強度降低,管子承壓產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料屈服極限,使管子變形、鼓包,直至爆破。(3)破口處多數(shù)為橫向破裂。3分蒸發(fā)器+汽包蒸汽出口控制閥3.1余熱鍋爐穩(wěn)壓系統(tǒng)運行不正常造成汽化系統(tǒng)的頻繁波動,內(nèi)壓應(yīng)力的不斷變化而引起的疲勞破壞(破口處為橫向破裂),同時系統(tǒng)壓力波動太大也影響水循環(huán)特性。轉(zhuǎn)爐從投產(chǎn)至今,余熱鍋爐系統(tǒng)蓄熱器蒸汽出口閥自動調(diào)節(jié)功能沒有投用,導(dǎo)致整個余熱鍋爐系統(tǒng)的頻繁波動,內(nèi)壓應(yīng)力的不斷變化而引起的疲勞破壞(破口處為橫向破裂),同時系統(tǒng)壓力波動太大也影響水循環(huán)特性。(1)余熱鍋爐系統(tǒng)蓄熱器壓力檢測自動調(diào)節(jié)功能沒有投用。1)初步設(shè)計:“汽包內(nèi)的鍋水經(jīng)下降管分配至各段煙道,被加熱變?yōu)槠旌衔锖筮M入汽包進行分離,分離后的水通過下降管再次進入煙道進行循環(huán)。分離出的蒸汽送入蓄熱器,經(jīng)調(diào)壓至0.8-1.3MPa后送入分汽缸,供用戶使用?！贝思夹g(shù)要求,需要蓄熱器蒸汽出口調(diào)節(jié)閥自動控制來實現(xiàn);2)熱負荷試車方案中要求,當(dāng)汽包壓力達到0.8MP蒸汽輸出閥自動開啟,向蓄熱器輸送蒸汽。當(dāng)汽包壓力大于1.5MP時,蒸汽放散閥自動開啟,當(dāng)汽包壓力小于0.8MP時,蒸汽放散閥自動關(guān)閉。蓄熱器蒸汽輸出閥將根據(jù)蓄熱器的壓力,自動調(diào)節(jié)向外網(wǎng)輸送,蒸汽流量計工作正常。熱試過程沒有嚴(yán)格按照熱負荷試車方案組織調(diào)試、確認。轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)至今,轉(zhuǎn)爐冶煉和非冶煉時,余熱鍋爐系統(tǒng)汽包蒸汽出口調(diào)節(jié)閥、蓄熱器蒸汽出口調(diào)節(jié)閥和分氣缸外網(wǎng)外送蒸汽電動閥處于手動常開狀態(tài),相當(dāng)于余熱鍋爐系統(tǒng)一直采取放散方式運行。(2)由于整個余熱鍋爐系統(tǒng)一直采取放散方式運行,汽包和煙道轉(zhuǎn)爐停吹后沒有保壓,汽包壓力在0.11.2MPa之間波動,中壓循環(huán)泵流量在200-720m3/h之間波動。(見下表1)(3)投產(chǎn)后為轉(zhuǎn)爐能夠降槍冶煉,長期解除中壓循環(huán)泵流量與氧槍聯(lián)鎖保護(中壓循環(huán)泵流量≤450m3/h,氧槍自動提槍),隨著轉(zhuǎn)爐冶煉,余熱鍋爐重新建立壓力關(guān)系后,中壓泵流量才能達到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間。導(dǎo)致可移動段煙道中壓強制循環(huán)系統(tǒng)水循環(huán)流量波動大,甚至在轉(zhuǎn)爐冶煉初期,可移動段煙道處于缺水運行狀態(tài),導(dǎo)致煙道疲勞或過燒運行。(4)無外網(wǎng)蒸汽保供和投產(chǎn)初期生產(chǎn)不連續(xù)、冶煉節(jié)奏慢,也是導(dǎo)致余熱鍋爐系統(tǒng)壓力波動太大的原因之一。3.2高爐投產(chǎn)后,由于沒有混鐵爐、脫硫,主要受鐵水成分影響,冶煉過程噴濺大,鋼渣濺到移動段煙道受熱面上,形成大面積結(jié)渣,結(jié)渣區(qū)域換熱效果不好,易造成局部過熱損壞;清渣過程或結(jié)渣自然脫落過程中也容易造成受熱面機械損傷。3.3煮爐過程未將系統(tǒng)中的安裝施工垃圾排出,施工垃圾有可能堵塞煙道個別排管節(jié)流件的節(jié)流孔,導(dǎo)致個別排管缺水過燒。(個別排管因為缺水,管壁溫度升高,機械強度降低,管子承壓產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料屈服極限,使管子變形、鼓包,直至爆破。破口為縱向破裂)沒有嚴(yán)格執(zhí)行煮爐方案,導(dǎo)致煮爐過程未將系統(tǒng)中的安裝施工垃圾排出,施工垃圾有可能堵塞煙道個別排管節(jié)流件的節(jié)流孔,導(dǎo)致個別排管缺水過燒。4行/壓工藝參數(shù)對煙道運行效果的影響通過給廠外外