安鋼轉(zhuǎn)爐汽化煙道循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化

羅大春，周友軍，李軍強(qiáng)，馬正鋒

(1．安陽(yáng)鋼鐵股份有限責(zé)任公司，河南 安陽(yáng)455004;2．中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司，陜西 西安710032)

安鋼轉(zhuǎn)爐汽化煙道循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化

羅大春1，周友軍2，李軍強(qiáng)1，馬正鋒2

(1．安陽(yáng)鋼鐵股份有限責(zé)任公司，河南 安陽(yáng)455004;2．中國(guó)重型機(jī)械研究院有限公司，陜西 西安710032)

針對(duì)安鋼150 t轉(zhuǎn)爐汽化煙道循環(huán)系統(tǒng)固定煙罩、尾部煙道頻繁漏水問(wèn)題，安鋼對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化煙道循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改造。將原系統(tǒng)設(shè)計(jì)的1用1備高壓泵改為2用1備增加循環(huán)冷卻水量，并將尾部煙道高壓自然循環(huán)改為強(qiáng)制循環(huán)并入固定煙罩強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，延長(zhǎng)固定煙罩使用壽命6個(gè)月以上，減少尾部煙道漏水80%以上。

汽化煙道;轉(zhuǎn)爐;循環(huán)系統(tǒng)

0 前言

河南安鋼共有150 t轉(zhuǎn)爐3座，分別于2005、2006、2007年相繼投產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)固定煙罩漏水、漏汽的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。安鋼于2009年對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行改造，并取得較好的效果。本文通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，希望能夠?qū)ζ渌苯鹌髽I(yè)提供一定的借鑒。

1 原系統(tǒng)簡(jiǎn)介

原系統(tǒng)(原系統(tǒng)工藝流程如圖1所示)的低壓強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)由除氧器供水經(jīng)低壓循環(huán)泵加壓分別進(jìn)入活動(dòng)煙罩、氧槍套、副槍套、加料溜槽等進(jìn)行換熱，再經(jīng)上升管進(jìn)入除氧器進(jìn)行循環(huán);高壓強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)(固定煙罩)由汽包下降管至高壓循環(huán)泵加壓進(jìn)入固定煙罩進(jìn)行換熱，再經(jīng)上升管進(jìn)入汽包，高壓熱水循環(huán)泵型號(hào)為:3 700－10*12－21SYLA，額定流量:750 m3/h、揚(yáng)程40～60 m，上海高德機(jī)械有限公司(美國(guó)ITT泵業(yè))制造;高壓自然循環(huán)由汽包分別進(jìn)入主煙道I段、II段和尾部煙道下降管進(jìn)行換熱，再經(jīng)上升管進(jìn)入汽包。

圖1 原工藝流程Fig.1 Original technological process

2 主要缺陷

由于高壓循環(huán)部分分段少，每段冷卻要求高，通過(guò)幾年來(lái)的運(yùn)行，暴露出以下問(wèn)題:

(1)固定煙罩多次漏水，使用壽命短。固定煙罩受熱最多、磨損最嚴(yán)重，加之固定煙罩總長(zhǎng)11.3 m，循環(huán)管線長(zhǎng)，阻力大，受熱不均、流速較低、汽水混合體上升造成煙道壁過(guò)燒明顯，使用壽命短，一般只有12個(gè)月。

(2)煙道漏水頻率高，改進(jìn)難度大。該煙道上開(kāi)有1個(gè)氧槍套孔、1個(gè)副槍套孔、2個(gè)加料溜槽孔、4個(gè)破渣孔。由于開(kāi)孔處管道阻力增加，雖然在該段多次安裝節(jié)流孔板、“拉蒙管”，調(diào)整各管路循環(huán)水量分配，但均不能達(dá)到理想的循環(huán)效果。2008年，因煙道漏水造成停產(chǎn)搶修72 h、定修430 h，12個(gè)月更換固定煙罩1次，拆裝、管路恢復(fù)、恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間為8天左右，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。

(3)尾部煙道漏水次數(shù)多。由于尾部煙道有一個(gè)180°彎頭，一次延期灰塵容易堆積，漏水后粘接，造成惡性循環(huán)。尾部煙道在煙道最高點(diǎn)，離汽包高差最小，受熱量最小，難以完全形成汽化冷卻，而水冷則需更大水量。自然循環(huán)量較小，其拐彎處下部管道循環(huán)差，易造成過(guò)燒漏水，而該段處在煙道最高點(diǎn)(53.0 m)，更換難度大、拆裝量大、施工周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，日常漏水處理次數(shù)與固定煙罩相當(dāng)，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，并且檢修困難。

3 優(yōu)化改造措施

針對(duì)原系統(tǒng)缺點(diǎn)，首先考慮加大固定煙罩和尾部煙道循環(huán)量以提高循環(huán)冷卻效果，同時(shí)還不能大幅增加高壓泵進(jìn)出口管道內(nèi)流速，以避免因流速過(guò)高產(chǎn)生的管路振動(dòng)。為此，在現(xiàn)有設(shè)備條件下，采取如下措施:

(1)將原設(shè)計(jì)的1用1備高壓泵實(shí)行2臺(tái)泵常開(kāi)，大幅增加強(qiáng)制循環(huán)冷卻水量，改造后，將尾部煙道強(qiáng)制循環(huán)流量控制在500 m3/h左右，固定煙罩流量控制在1200 m3/h以上，較原循環(huán)量大幅增加;

(2)將尾部煙道自然循環(huán)管道在高壓泵平臺(tái)處切斷，從高壓泵出口引一支對(duì)接在尾部煙道下降管上，如圖2所示，同時(shí)將尾部煙道的冷卻方式由自然循環(huán)改為強(qiáng)制循環(huán)，加大尾部煙道冷卻換熱能力;

圖2 優(yōu)化后的工藝流程Fig.2 Optimized technological process

(3)改造后循環(huán)泵的入口沒(méi)有改變，入口流速增加，且在汽包低壓時(shí)有明顯振動(dòng)現(xiàn)象。為此，將尾部煙道原自然循環(huán)下降管作為高壓泵入口的強(qiáng)制循環(huán)下降管，將其母管由原來(lái)的DN350改為DN500，使高壓泵入口流速由原來(lái)的2.314 m/s降低到1.998 m/s，有效避免了高壓循環(huán)泵的振動(dòng);

(4)改造后尾部煙道冷卻流速很高，易出現(xiàn)管道振動(dòng)。為此還將尾部煙道強(qiáng)制循環(huán)管道加大到DN200，使尾部煙道強(qiáng)制循環(huán)下降管管路流速由6.2 m/s降低到3.5 m/s，使管路振動(dòng)明顯下降;

(5)增加了一臺(tái)在線備用泵，避免了兩臺(tái)全開(kāi)的高壓循環(huán)泵檢修時(shí)對(duì)生產(chǎn)的影響;

(6)改造前后各段流速見(jiàn)表1。

表1 改造前后各段流速比較Tab.1 Flow rate before and after reform

4 使用效果

將該循環(huán)系統(tǒng)改為高壓強(qiáng)制循環(huán)泵2用1備并將尾部煙道加入強(qiáng)制循環(huán)后，煙道漏水明顯下降，2010年因煙道漏水造成停產(chǎn)搶修12 h、定修250 h，固定煙罩18個(gè)月更換1次，延長(zhǎng)使用壽命6個(gè)月以上;尾部煙道漏水減少80%以上，預(yù)計(jì)延長(zhǎng)其使用壽命在5年以上。管路震動(dòng)減小，利于汽化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。節(jié)約大量生產(chǎn)時(shí)間、備件費(fèi)用和檢修費(fèi)用。也縮短了檢修更換煙道時(shí)間，見(jiàn)表2。

表2 檢修時(shí)間Tab.2 Overhaul time

［1］馮捷．轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2006．

［2］中冶南方工程有限公司．安鋼150 t轉(zhuǎn)爐/1780熱連軋工程技術(shù)附件［M］．武漢，2005．

［3］機(jī)械電子工業(yè)部．氧氣轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐技術(shù)條件［M］．北京．機(jī)械工業(yè)出版社，1992．

［4］電力工業(yè)部．火力發(fā)電廠汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［M］．北京．中國(guó)電力出版社，1996．

Optim ization of vaporization flue circulatory system for converter in Anyang Iron and Steel Group Co．，Ltd

LUO Da-chun1，ZHOU You-jun2，LIJun-qiang1，MA Zheng-feng2
(1．Anyang Iron＆Steel Group Co．，Ltd．，Anyang 455004，China;2．China National Heavy Machinery Research Institute Co．，Ltd．，Xi'an 710032，China)

The vaporization flue circulatory systems were reformed to solve the leakage problems of the fixed chimney cap and the tail flue of the150 t converter in Anyang Iron＆Steel Group Co．，Ltd．An extra pump was added into the old high－pressure pump system to enhance the circulatory cooling water flow，and the natural circulation system of the tail fluewas changed for the forced high-pressure circulation system and combined with the forced circulation system of the fixed chimney cap．This optimizationmeasure extended the service life of the fixed chimney cap formore than six months，and decreased the water leakage of tail flue by almost80%．

vaporization flue;converter;circulatory system

TG232.2

A

1001－196X(2012)04－0080－03

2011－12－11;

2012－04－11

羅大春(1973－)，男，安陽(yáng)鋼鐵股份有限責(zé)任公司高級(jí)工程師。