轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩改造 減少活動(dòng)煙罩漏水

張濤　劉春虎　張愛(ài)華

摘 要：對(duì)太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，直接從發(fā)電廠管網(wǎng)上接進(jìn)軟水，使其進(jìn)入75 m3水箱，通過(guò)冷卻泵送到活動(dòng)煙罩，經(jīng)過(guò)在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回水箱，完成強(qiáng)制循環(huán)。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)煙罩；漏水；汽化冷卻；強(qiáng)制循環(huán)

中圖分類(lèi)號(hào)：TF341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）01-0020-02

太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)采用的是自然循環(huán)方式，由于循環(huán)效果不好，活動(dòng)煙罩經(jīng)常燒壞、漏水，影響煉鋼生產(chǎn)，浪費(fèi)水資源。為了有效延長(zhǎng)活動(dòng)煙罩的使用壽命，減少檢修時(shí)間，提高不銹鋼的產(chǎn)量，增加企業(yè)效益，決定對(duì)1#爐活動(dòng)煙罩循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造。

1 主要設(shè)備組成及工藝介紹

轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)主要由給水箱、給水泵、汽包、煙道、蓄熱器、活動(dòng)煙罩、一段、二段、三段、四段、末段組成。煙道直徑為2 100 mm，總長(zhǎng)約35 m，受熱面積225.2 m2。排管設(shè)計(jì)為

Ф38的無(wú)縫鋼管，汽包直徑為Ф2 100 mm，長(zhǎng)為10 542 mm，工作壓力為2.5 MPa，容積50 m3，蒸汽溫度225 ℃。蓄熱器直徑Ф3 000 mm，長(zhǎng)13 172 mm，工作壓力2.5 MPa，容積80 m3。各段為法蘭連接，在一段與二段、二段與三段之間沒(méi)有膨脹伸縮節(jié)，用以減小由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水或煤氣爆炸時(shí)對(duì)汽化冷卻煙道造成損壞，同時(shí)保證汽化冷卻煙道在運(yùn)行中自由膨脹。每一段都設(shè)置了下降管和回升管，汽包、下降管、下聯(lián)箱和上升管（即水冷壁）組成一個(gè)循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的重度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其重度大，兩者重度差就產(chǎn)生推動(dòng)力。水沿下降管向下流動(dòng)，而汽水混合物則沿上升管向上流動(dòng)，進(jìn)入汽包，這樣就形成水的自然循環(huán)流動(dòng)。汽水混合物進(jìn)入汽包后進(jìn)行分離，未汽化的水與給水混合后繼續(xù)參加水循環(huán)從而進(jìn)行新的循環(huán)。具體情況如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻工藝圖

2 改造前狀況

活動(dòng)煙罩也采用自然循環(huán)，使用中由于轉(zhuǎn)爐爐口處高溫，煙氣沖刷劇烈、結(jié)渣等原因，煙罩受熱管、集箱容易發(fā)生漏水。在2007年1#爐擴(kuò)容改造后，由于出鋼方式改為爐口出鋼，漏水問(wèn)題更加突出，幾乎每隔幾天就出現(xiàn)漏水，每月至少焊煙罩三四次，每次焊接需2～3 h。由于轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)時(shí)間在漏水情況下煉鋼，半年時(shí)間就更換了煙罩，但新煙罩仍頻繁漏水，漏水問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了不銹鋼線產(chǎn)能釋放和生產(chǎn)安全，也加重了檢修人員負(fù)擔(dān)，到了必須解決的程度。為解決此問(wèn)題，嘗試了多種方案均未取得明顯效果。

3 技術(shù)改造方案及措施

通過(guò)分析認(rèn)為，造成活動(dòng)煙罩頻繁漏水可能有以下幾種原因：①循環(huán)水停滯和倒流。在循環(huán)回路內(nèi)成排的上升管中，由于管壁清潔情況和燃燒室溫度場(chǎng)的分布情況，各根管子會(huì)產(chǎn)生受熱偏差。在受熱少的上升管中，汽水混合物的重度大于受熱強(qiáng)的上升管中汽水混合物的重度。因此，在受熱少的管子中流動(dòng)壓頭就比較小，甚至不能保證足夠快的循環(huán)水流速。如果循環(huán)水流速接近于零，便成為循環(huán)水停滯。②汽水分層。在水平或傾斜度很小的上升管中，當(dāng)其中循環(huán)水流速很低，到0.4 m/s以下時(shí)，因重力作用可能發(fā)生管子上部為蒸汽下部為水的“汽水分層”現(xiàn)象。這時(shí)，上部管壁便會(huì)過(guò)熱，導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。③當(dāng)爐水從汽包進(jìn)入下降管上口時(shí)，流動(dòng)截面突然縮小，發(fā)生加速流動(dòng)，因而造成壓力損失。另一種情況是，下降管上部水面形成了漩渦，使一部分蒸汽被吸入下降管，也會(huì)形成“汽穴”，從而導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

為了改善這種狀況，我們通過(guò)比照電爐水冷件原理增加活動(dòng)煙罩抵抗高溫的能力，從水循環(huán)的根本上改變運(yùn)行模式，即由汽化自然循環(huán)方式改為強(qiáng)制水冷方式，采用強(qiáng)制循環(huán)。這樣，循環(huán)水停滯和倒流、汽水分層、下降管帶汽的問(wèn)題就得到了徹底解決。

4 具體方案

從水泵房?jī)羲浣佑密浰?，使其通過(guò)軟水泵送到活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回凈水箱完成強(qiáng)制循環(huán)。具體做法是切除原活動(dòng)煙罩上升管、下降管，從水泵房?jī)羲浣佑密浰?，通過(guò)軟水泵實(shí)現(xiàn)對(duì)DN219管道供水210 m3/h，切除原煙罩上升管、下降管，接入循環(huán)軟水，完成循環(huán)。為了保證安全，接進(jìn)水回水溫度信號(hào)引入1#爐操作畫(huà)面，并與氧槍聯(lián)鎖。具體情況如圖2所示。

5 效果分析

6 轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)使用維護(hù)規(guī)程

6.1 1#爐活動(dòng)煙罩水冷系統(tǒng)構(gòu)成

二鋼廠1#爐活動(dòng)煙罩采用強(qiáng)制水冷循環(huán)，與鍋爐系統(tǒng)分離，主要工作流程如圖3所示。

圖3 活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)流程圖

凈環(huán)水泵房?jī)羲渫ㄟ^(guò)水泵將軟水打入活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩中升溫2～5 ℃后又返回凈水箱。

6.2 設(shè)備組成

設(shè)備組成：①凈水箱。與供轉(zhuǎn)爐氧槍口、溜槽冷卻水共用2個(gè)20 m3凈水箱。②2臺(tái)水泵。型號(hào)：8sh-6，流量：234 m3/h，揚(yáng)程：9 m，電機(jī)功率：110 kW，額定電流：203 A。③管路。

流量計(jì)、溫度取樣、進(jìn)出口閥門(mén)、金屬軟管。④活動(dòng)煙罩。

6.3 聯(lián)鎖及控制

聯(lián)鎖及控制：①回水溫度高于60 ℃時(shí)報(bào)警，高于80 ℃時(shí)提槍?zhuān)虎谒梅?臺(tái)水泵同時(shí)停運(yùn)時(shí)提槍?zhuān)虎坜D(zhuǎn)爐操作室引入溫度、流量信號(hào)，鍋爐操作室引入溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。

6.4 運(yùn)行規(guī)程

系統(tǒng)安裝有溫度、流量信號(hào)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)行中煙罩溫度、流量信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，出現(xiàn)異?；驁?bào)警及時(shí)聯(lián)系調(diào)整，具體規(guī)定：①當(dāng)煙罩回水溫度高于50 ℃時(shí)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室通知水泵房調(diào)整系統(tǒng)。②當(dāng)回水溫度高于60 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)爐操作室通知調(diào)度室，調(diào)度室通知設(shè)備科專(zhuān)業(yè)員，動(dòng)力車(chē)間主管現(xiàn)場(chǎng)組織檢查處理，對(duì)正在吹煉爐次加強(qiáng)監(jiān)視隨時(shí)做好停產(chǎn)準(zhǔn)備，吹煉完成后暫停裝爐，等到查明原因后方可生產(chǎn)。③當(dāng)動(dòng)力水泵房接回水溫度高于50 ℃時(shí)通知檢查系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整回水進(jìn)入凈水箱和凈環(huán)冷卻水塔比例，加強(qiáng)補(bǔ)水，使系統(tǒng)溫度降低；如果回水溫度與儀表顯示不符，通知電氣車(chē)間對(duì)溫度取樣及傳輸進(jìn)行檢查校正。④動(dòng)力水泵房在運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)監(jiān)控電流表正常與否（正常運(yùn)行電流約190～210 A），巡檢水泵聲音正常，無(wú)發(fā)熱、漏水等異常，出口壓力穩(wěn)定（0.5～0.6 MPa）。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整處理，同時(shí)對(duì)備用泵檢查維護(hù)，保證隨時(shí)可以啟動(dòng)。⑤動(dòng)力鍋爐操作引入溫度信號(hào)，監(jiān)盤(pán)人員對(duì)此信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，并與氧槍冷卻軟水溫度比對(duì)，發(fā)現(xiàn)異常通知水泵房調(diào)整。

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)前，操作工確認(rèn)煙罩進(jìn)回水溫度正常后，方可開(kāi)始生產(chǎn)。

2臺(tái)軟水泵與轉(zhuǎn)爐吹氧聯(lián)鎖，當(dāng)2臺(tái)泵全停時(shí)，轉(zhuǎn)爐不能吹氧，爐前通知水泵房啟動(dòng)備用泵，水泵房啟動(dòng)備用泵并檢查正常運(yùn)行后與爐前聯(lián)系確認(rèn)恢復(fù)生產(chǎn)。

〔編輯：吳珍〕

摘 要：對(duì)太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，直接從發(fā)電廠管網(wǎng)上接進(jìn)軟水，使其進(jìn)入75 m3水箱，通過(guò)冷卻泵送到活動(dòng)煙罩，經(jīng)過(guò)在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回水箱，完成強(qiáng)制循環(huán)。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)煙罩；漏水；汽化冷卻；強(qiáng)制循環(huán)

中圖分類(lèi)號(hào)：TF341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）01-0020-02

太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)采用的是自然循環(huán)方式，由于循環(huán)效果不好，活動(dòng)煙罩經(jīng)常燒壞、漏水，影響煉鋼生產(chǎn)，浪費(fèi)水資源。為了有效延長(zhǎng)活動(dòng)煙罩的使用壽命，減少檢修時(shí)間，提高不銹鋼的產(chǎn)量，增加企業(yè)效益，決定對(duì)1#爐活動(dòng)煙罩循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造。

1 主要設(shè)備組成及工藝介紹

轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)主要由給水箱、給水泵、汽包、煙道、蓄熱器、活動(dòng)煙罩、一段、二段、三段、四段、末段組成。煙道直徑為2 100 mm，總長(zhǎng)約35 m，受熱面積225.2 m2。排管設(shè)計(jì)為

Ф38的無(wú)縫鋼管，汽包直徑為Ф2 100 mm，長(zhǎng)為10 542 mm，工作壓力為2.5 MPa，容積50 m3，蒸汽溫度225 ℃。蓄熱器直徑Ф3 000 mm，長(zhǎng)13 172 mm，工作壓力2.5 MPa，容積80 m3。各段為法蘭連接，在一段與二段、二段與三段之間沒(méi)有膨脹伸縮節(jié)，用以減小由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水或煤氣爆炸時(shí)對(duì)汽化冷卻煙道造成損壞，同時(shí)保證汽化冷卻煙道在運(yùn)行中自由膨脹。每一段都設(shè)置了下降管和回升管，汽包、下降管、下聯(lián)箱和上升管（即水冷壁）組成一個(gè)循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的重度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其重度大，兩者重度差就產(chǎn)生推動(dòng)力。水沿下降管向下流動(dòng)，而汽水混合物則沿上升管向上流動(dòng)，進(jìn)入汽包，這樣就形成水的自然循環(huán)流動(dòng)。汽水混合物進(jìn)入汽包后進(jìn)行分離，未汽化的水與給水混合后繼續(xù)參加水循環(huán)從而進(jìn)行新的循環(huán)。具體情況如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻工藝圖

2 改造前狀況

活動(dòng)煙罩也采用自然循環(huán)，使用中由于轉(zhuǎn)爐爐口處高溫，煙氣沖刷劇烈、結(jié)渣等原因，煙罩受熱管、集箱容易發(fā)生漏水。在2007年1#爐擴(kuò)容改造后，由于出鋼方式改為爐口出鋼，漏水問(wèn)題更加突出，幾乎每隔幾天就出現(xiàn)漏水，每月至少焊煙罩三四次，每次焊接需2～3 h。由于轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)時(shí)間在漏水情況下煉鋼，半年時(shí)間就更換了煙罩，但新煙罩仍頻繁漏水，漏水問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了不銹鋼線產(chǎn)能釋放和生產(chǎn)安全，也加重了檢修人員負(fù)擔(dān)，到了必須解決的程度。為解決此問(wèn)題，嘗試了多種方案均未取得明顯效果。

3 技術(shù)改造方案及措施

通過(guò)分析認(rèn)為，造成活動(dòng)煙罩頻繁漏水可能有以下幾種原因：①循環(huán)水停滯和倒流。在循環(huán)回路內(nèi)成排的上升管中，由于管壁清潔情況和燃燒室溫度場(chǎng)的分布情況，各根管子會(huì)產(chǎn)生受熱偏差。在受熱少的上升管中，汽水混合物的重度大于受熱強(qiáng)的上升管中汽水混合物的重度。因此，在受熱少的管子中流動(dòng)壓頭就比較小，甚至不能保證足夠快的循環(huán)水流速。如果循環(huán)水流速接近于零，便成為循環(huán)水停滯。②汽水分層。在水平或傾斜度很小的上升管中，當(dāng)其中循環(huán)水流速很低，到0.4 m/s以下時(shí)，因重力作用可能發(fā)生管子上部為蒸汽下部為水的“汽水分層”現(xiàn)象。這時(shí)，上部管壁便會(huì)過(guò)熱，導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。③當(dāng)爐水從汽包進(jìn)入下降管上口時(shí)，流動(dòng)截面突然縮小，發(fā)生加速流動(dòng)，因而造成壓力損失。另一種情況是，下降管上部水面形成了漩渦，使一部分蒸汽被吸入下降管，也會(huì)形成“汽穴”，從而導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

為了改善這種狀況，我們通過(guò)比照電爐水冷件原理增加活動(dòng)煙罩抵抗高溫的能力，從水循環(huán)的根本上改變運(yùn)行模式，即由汽化自然循環(huán)方式改為強(qiáng)制水冷方式，采用強(qiáng)制循環(huán)。這樣，循環(huán)水停滯和倒流、汽水分層、下降管帶汽的問(wèn)題就得到了徹底解決。

4 具體方案

從水泵房?jī)羲浣佑密浰?，使其通過(guò)軟水泵送到活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回凈水箱完成強(qiáng)制循環(huán)。具體做法是切除原活動(dòng)煙罩上升管、下降管，從水泵房?jī)羲浣佑密浰ㄟ^(guò)軟水泵實(shí)現(xiàn)對(duì)DN219管道供水210 m3/h，切除原煙罩上升管、下降管，接入循環(huán)軟水，完成循環(huán)。為了保證安全，接進(jìn)水回水溫度信號(hào)引入1#爐操作畫(huà)面，并與氧槍聯(lián)鎖。具體情況如圖2所示。

5 效果分析

6 轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)使用維護(hù)規(guī)程

6.1 1#爐活動(dòng)煙罩水冷系統(tǒng)構(gòu)成

二鋼廠1#爐活動(dòng)煙罩采用強(qiáng)制水冷循環(huán)，與鍋爐系統(tǒng)分離，主要工作流程如圖3所示。

圖3 活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)流程圖

凈環(huán)水泵房?jī)羲渫ㄟ^(guò)水泵將軟水打入活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩中升溫2～5 ℃后又返回凈水箱。

6.2 設(shè)備組成

設(shè)備組成：①凈水箱。與供轉(zhuǎn)爐氧槍口、溜槽冷卻水共用2個(gè)20 m3凈水箱。②2臺(tái)水泵。型號(hào)：8sh-6，流量：234 m3/h，揚(yáng)程：9 m，電機(jī)功率：110 kW，額定電流：203 A。③管路。

流量計(jì)、溫度取樣、進(jìn)出口閥門(mén)、金屬軟管。④活動(dòng)煙罩。

6.3 聯(lián)鎖及控制

聯(lián)鎖及控制：①回水溫度高于60 ℃時(shí)報(bào)警，高于80 ℃時(shí)提槍?zhuān)虎谒梅?臺(tái)水泵同時(shí)停運(yùn)時(shí)提槍?zhuān)虎坜D(zhuǎn)爐操作室引入溫度、流量信號(hào)，鍋爐操作室引入溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。

6.4 運(yùn)行規(guī)程

系統(tǒng)安裝有溫度、流量信號(hào)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)行中煙罩溫度、流量信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，出現(xiàn)異?；驁?bào)警及時(shí)聯(lián)系調(diào)整，具體規(guī)定：①當(dāng)煙罩回水溫度高于50 ℃時(shí)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室通知水泵房調(diào)整系統(tǒng)。②當(dāng)回水溫度高于60 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)爐操作室通知調(diào)度室，調(diào)度室通知設(shè)備科專(zhuān)業(yè)員，動(dòng)力車(chē)間主管現(xiàn)場(chǎng)組織檢查處理，對(duì)正在吹煉爐次加強(qiáng)監(jiān)視隨時(shí)做好停產(chǎn)準(zhǔn)備，吹煉完成后暫停裝爐，等到查明原因后方可生產(chǎn)。③當(dāng)動(dòng)力水泵房接回水溫度高于50 ℃時(shí)通知檢查系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整回水進(jìn)入凈水箱和凈環(huán)冷卻水塔比例，加強(qiáng)補(bǔ)水，使系統(tǒng)溫度降低；如果回水溫度與儀表顯示不符，通知電氣車(chē)間對(duì)溫度取樣及傳輸進(jìn)行檢查校正。④動(dòng)力水泵房在運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)監(jiān)控電流表正常與否（正常運(yùn)行電流約190～210 A），巡檢水泵聲音正常，無(wú)發(fā)熱、漏水等異常，出口壓力穩(wěn)定（0.5～0.6 MPa）。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整處理，同時(shí)對(duì)備用泵檢查維護(hù)，保證隨時(shí)可以啟動(dòng)。⑤動(dòng)力鍋爐操作引入溫度信號(hào)，監(jiān)盤(pán)人員對(duì)此信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，并與氧槍冷卻軟水溫度比對(duì)，發(fā)現(xiàn)異常通知水泵房調(diào)整。

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)前，操作工確認(rèn)煙罩進(jìn)回水溫度正常后，方可開(kāi)始生產(chǎn)。

2臺(tái)軟水泵與轉(zhuǎn)爐吹氧聯(lián)鎖，當(dāng)2臺(tái)泵全停時(shí)，轉(zhuǎn)爐不能吹氧，爐前通知水泵房啟動(dòng)備用泵，水泵房啟動(dòng)備用泵并檢查正常運(yùn)行后與爐前聯(lián)系確認(rèn)恢復(fù)生產(chǎn)。

〔編輯：吳珍〕

摘 要：對(duì)太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，直接從發(fā)電廠管網(wǎng)上接進(jìn)軟水，使其進(jìn)入75 m3水箱，通過(guò)冷卻泵送到活動(dòng)煙罩，經(jīng)過(guò)在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回水箱，完成強(qiáng)制循環(huán)。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)煙罩；漏水；汽化冷卻；強(qiáng)制循環(huán)

中圖分類(lèi)號(hào)：TF341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）01-0020-02

太鋼煉鋼二廠南區(qū)轉(zhuǎn)爐原活動(dòng)煙罩冷卻系統(tǒng)采用的是自然循環(huán)方式，由于循環(huán)效果不好，活動(dòng)煙罩經(jīng)常燒壞、漏水，影響煉鋼生產(chǎn)，浪費(fèi)水資源。為了有效延長(zhǎng)活動(dòng)煙罩的使用壽命，減少檢修時(shí)間，提高不銹鋼的產(chǎn)量，增加企業(yè)效益，決定對(duì)1#爐活動(dòng)煙罩循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行必要的改造。

1 主要設(shè)備組成及工藝介紹

轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)主要由給水箱、給水泵、汽包、煙道、蓄熱器、活動(dòng)煙罩、一段、二段、三段、四段、末段組成。煙道直徑為2 100 mm，總長(zhǎng)約35 m，受熱面積225.2 m2。排管設(shè)計(jì)為

Ф38的無(wú)縫鋼管，汽包直徑為Ф2 100 mm，長(zhǎng)為10 542 mm，工作壓力為2.5 MPa，容積50 m3，蒸汽溫度225 ℃。蓄熱器直徑Ф3 000 mm，長(zhǎng)13 172 mm，工作壓力2.5 MPa，容積80 m3。各段為法蘭連接，在一段與二段、二段與三段之間沒(méi)有膨脹伸縮節(jié)，用以減小由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水或煤氣爆炸時(shí)對(duì)汽化冷卻煙道造成損壞，同時(shí)保證汽化冷卻煙道在運(yùn)行中自由膨脹。每一段都設(shè)置了下降管和回升管，汽包、下降管、下聯(lián)箱和上升管（即水冷壁）組成一個(gè)循環(huán)回路。由于上升管中的水在爐內(nèi)受熱產(chǎn)生了蒸汽，汽水混合物的重度小，而下降管在爐外不受熱，管中是水，其重度大，兩者重度差就產(chǎn)生推動(dòng)力。水沿下降管向下流動(dòng)，而汽水混合物則沿上升管向上流動(dòng)，進(jìn)入汽包，這樣就形成水的自然循環(huán)流動(dòng)。汽水混合物進(jìn)入汽包后進(jìn)行分離，未汽化的水與給水混合后繼續(xù)參加水循環(huán)從而進(jìn)行新的循環(huán)。具體情況如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻工藝圖

2 改造前狀況

活動(dòng)煙罩也采用自然循環(huán)，使用中由于轉(zhuǎn)爐爐口處高溫，煙氣沖刷劇烈、結(jié)渣等原因，煙罩受熱管、集箱容易發(fā)生漏水。在2007年1#爐擴(kuò)容改造后，由于出鋼方式改為爐口出鋼，漏水問(wèn)題更加突出，幾乎每隔幾天就出現(xiàn)漏水，每月至少焊煙罩三四次，每次焊接需2～3 h。由于轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)時(shí)間在漏水情況下煉鋼，半年時(shí)間就更換了煙罩，但新煙罩仍頻繁漏水，漏水問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了不銹鋼線產(chǎn)能釋放和生產(chǎn)安全，也加重了檢修人員負(fù)擔(dān)，到了必須解決的程度。為解決此問(wèn)題，嘗試了多種方案均未取得明顯效果。

3 技術(shù)改造方案及措施

通過(guò)分析認(rèn)為，造成活動(dòng)煙罩頻繁漏水可能有以下幾種原因：①循環(huán)水停滯和倒流。在循環(huán)回路內(nèi)成排的上升管中，由于管壁清潔情況和燃燒室溫度場(chǎng)的分布情況，各根管子會(huì)產(chǎn)生受熱偏差。在受熱少的上升管中，汽水混合物的重度大于受熱強(qiáng)的上升管中汽水混合物的重度。因此，在受熱少的管子中流動(dòng)壓頭就比較小，甚至不能保證足夠快的循環(huán)水流速。如果循環(huán)水流速接近于零，便成為循環(huán)水停滯。②汽水分層。在水平或傾斜度很小的上升管中，當(dāng)其中循環(huán)水流速很低，到0.4 m/s以下時(shí)，因重力作用可能發(fā)生管子上部為蒸汽下部為水的“汽水分層”現(xiàn)象。這時(shí)，上部管壁便會(huì)過(guò)熱，導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。③當(dāng)爐水從汽包進(jìn)入下降管上口時(shí)，流動(dòng)截面突然縮小，發(fā)生加速流動(dòng)，因而造成壓力損失。另一種情況是，下降管上部水面形成了漩渦，使一部分蒸汽被吸入下降管，也會(huì)形成“汽穴”，從而導(dǎo)致活動(dòng)煙罩出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

為了改善這種狀況，我們通過(guò)比照電爐水冷件原理增加活動(dòng)煙罩抵抗高溫的能力，從水循環(huán)的根本上改變運(yùn)行模式，即由汽化自然循環(huán)方式改為強(qiáng)制水冷方式，采用強(qiáng)制循環(huán)。這樣，循環(huán)水停滯和倒流、汽水分層、下降管帶汽的問(wèn)題就得到了徹底解決。

4 具體方案

從水泵房?jī)羲浣佑密浰?，使其通過(guò)軟水泵送到活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩內(nèi)循環(huán)后直接返回凈水箱完成強(qiáng)制循環(huán)。具體做法是切除原活動(dòng)煙罩上升管、下降管，從水泵房?jī)羲浣佑密浰?，通過(guò)軟水泵實(shí)現(xiàn)對(duì)DN219管道供水210 m3/h，切除原煙罩上升管、下降管，接入循環(huán)軟水，完成循環(huán)。為了保證安全，接進(jìn)水回水溫度信號(hào)引入1#爐操作畫(huà)面，并與氧槍聯(lián)鎖。具體情況如圖2所示。

5 效果分析

6 轉(zhuǎn)爐活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)使用維護(hù)規(guī)程

6.1 1#爐活動(dòng)煙罩水冷系統(tǒng)構(gòu)成

二鋼廠1#爐活動(dòng)煙罩采用強(qiáng)制水冷循環(huán)，與鍋爐系統(tǒng)分離，主要工作流程如圖3所示。

圖3 活動(dòng)煙罩強(qiáng)制循環(huán)流程圖

凈環(huán)水泵房?jī)羲渫ㄟ^(guò)水泵將軟水打入活動(dòng)煙罩，在活動(dòng)煙罩中升溫2～5 ℃后又返回凈水箱。

6.2 設(shè)備組成

設(shè)備組成：①凈水箱。與供轉(zhuǎn)爐氧槍口、溜槽冷卻水共用2個(gè)20 m3凈水箱。②2臺(tái)水泵。型號(hào)：8sh-6，流量：234 m3/h，揚(yáng)程：9 m，電機(jī)功率：110 kW，額定電流：203 A。③管路。

流量計(jì)、溫度取樣、進(jìn)出口閥門(mén)、金屬軟管。④活動(dòng)煙罩。

6.3 聯(lián)鎖及控制

聯(lián)鎖及控制：①回水溫度高于60 ℃時(shí)報(bào)警，高于80 ℃時(shí)提槍?zhuān)虎谒梅?臺(tái)水泵同時(shí)停運(yùn)時(shí)提槍?zhuān)虎坜D(zhuǎn)爐操作室引入溫度、流量信號(hào)，鍋爐操作室引入溫度信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控。

6.4 運(yùn)行規(guī)程

系統(tǒng)安裝有溫度、流量信號(hào)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室負(fù)責(zé)對(duì)運(yùn)行中煙罩溫度、流量信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，出現(xiàn)異常或報(bào)警及時(shí)聯(lián)系調(diào)整，具體規(guī)定：①當(dāng)煙罩回水溫度高于50 ℃時(shí)，1#轉(zhuǎn)爐操作室和鍋爐操作室通知水泵房調(diào)整系統(tǒng)。②當(dāng)回水溫度高于60 ℃時(shí)，轉(zhuǎn)爐操作室通知調(diào)度室，調(diào)度室通知設(shè)備科專(zhuān)業(yè)員，動(dòng)力車(chē)間主管現(xiàn)場(chǎng)組織檢查處理，對(duì)正在吹煉爐次加強(qiáng)監(jiān)視隨時(shí)做好停產(chǎn)準(zhǔn)備，吹煉完成后暫停裝爐，等到查明原因后方可生產(chǎn)。③當(dāng)動(dòng)力水泵房接回水溫度高于50 ℃時(shí)通知檢查系統(tǒng)，及時(shí)調(diào)整回水進(jìn)入凈水箱和凈環(huán)冷卻水塔比例，加強(qiáng)補(bǔ)水，使系統(tǒng)溫度降低；如果回水溫度與儀表顯示不符，通知電氣車(chē)間對(duì)溫度取樣及傳輸進(jìn)行檢查校正。④動(dòng)力水泵房在運(yùn)行時(shí)，隨時(shí)監(jiān)控電流表正常與否（正常運(yùn)行電流約190～210 A），巡檢水泵聲音正常，無(wú)發(fā)熱、漏水等異常，出口壓力穩(wěn)定（0.5～0.6 MPa）。發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整處理，同時(shí)對(duì)備用泵檢查維護(hù)，保證隨時(shí)可以啟動(dòng)。⑤動(dòng)力鍋爐操作引入溫度信號(hào)，監(jiān)盤(pán)人員對(duì)此信號(hào)隨時(shí)監(jiān)視，并與氧槍冷卻軟水溫度比對(duì)，發(fā)現(xiàn)異常通知水泵房調(diào)整。

轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)前，操作工確認(rèn)煙罩進(jìn)回水溫度正常后，方可開(kāi)始生產(chǎn)。

2臺(tái)軟水泵與轉(zhuǎn)爐吹氧聯(lián)鎖，當(dāng)2臺(tái)泵全停時(shí)，轉(zhuǎn)爐不能吹氧，爐前通知水泵房啟動(dòng)備用泵，水泵房啟動(dòng)備用泵并檢查正常運(yùn)行后與爐前聯(lián)系確認(rèn)恢復(fù)生產(chǎn)。

〔編輯：吳珍〕