轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的探索

周賤生,劉洪

轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的探索

周賤生,劉洪

(新余鋼鐵集團(tuán)公司,江西新余338001)

對轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐在運(yùn)行過程中的影響運(yùn)行效果因素進(jìn)行了分析，由此在補(bǔ)水、鍋水以及系統(tǒng)管理方面，提出了有針對性的改善措施，在實(shí)際運(yùn)行中取得了較好的效果。

轉(zhuǎn)爐;余熱鍋爐；改善措施

1 系統(tǒng)概況

轉(zhuǎn)爐在吹氧冶煉過程中產(chǎn)生的煙氣溫度高達(dá)1400～1650℃，其中有著豐富的余熱可回收利用，一般通過余熱鍋爐回收蒸汽，或供給RH爐生產(chǎn)，或蒸汽發(fā)電。

轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐系統(tǒng)包含自然循環(huán)系統(tǒng)和高壓強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，由汽化冷卻煙道、汽包、除氧器、管道及托座等組成，其中汽化冷卻煙道部分包括活動(dòng)煙罩、爐口固定段、斜直段、直彎段以及末段煙道等。

轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道系統(tǒng)運(yùn)行狀況，是影響轉(zhuǎn)爐煉鋼作業(yè)率的重要因素。目前，煉鋼轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的使用壽命很短，上段冷卻煙道的壽命為6～8年左右；活動(dòng)煙罩、爐口段煙道處在鋼水飛濺、煙氣磨損的環(huán)境下，運(yùn)行條件更加惡劣，壽命僅為1年左右。即使在使用壽命期內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備事故率也很高，需經(jīng)常檢修。不僅檢修工作量大、存在安全運(yùn)行隱患，同時(shí)也影響鋼產(chǎn)量，因此，提高轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的使用壽命和穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐的運(yùn)行狀況，顯得非常重要。

2 余熱鍋爐運(yùn)行狀況

2.1 工藝流程圖

如圖1所示，冷卻水經(jīng)汽化冷卻煙道對轉(zhuǎn)爐煙氣進(jìn)行降溫處理后，呈汽水混合物狀態(tài)，通過回水管道回至汽包，蒸汽排至蒸汽管網(wǎng)。運(yùn)行過程中，為控制爐水中的含鹽量和堿度，通過連排或定排將爐水排至連續(xù)排污擴(kuò)容器或定期排污擴(kuò)容器。為彌補(bǔ)排污及蒸發(fā)損失，需對汽包進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水經(jīng)除氧器熱力除氧后，供給汽包。

圖1 系統(tǒng)工藝流程圖

2.2 運(yùn)行參數(shù)

余熱鍋爐入口煙氣量:65000 m3/h

余熱鍋爐入口煙氣溫度:1400～1650℃

余熱鍋爐出口煙氣溫度:900℃

余熱鍋爐額定工作壓力：2.5 MPa(飽和蒸汽)

冶煉期平均產(chǎn)汽量:22 t/h

吹煉期平均產(chǎn)汽量:41 t/h

2.3 補(bǔ)水

系統(tǒng)補(bǔ)水為軟水水質(zhì)，供水壓力0.5 MPa,供水量最大60 t/h、平均30 t/h，經(jīng)除氧器除氧后，通過給水泵加壓后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐汽包，其流量由給水配管上設(shè)置的給水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。

3 運(yùn)行過程中存在的問題

3.1 工藝問題

（1）由于煉鋼是間歇操作，而吹氧時(shí)與停止吹氧時(shí)的煙氣溫度相差很大，因此造成鍋爐運(yùn)行時(shí)熱負(fù)荷波動(dòng)起伏大、頻率高，容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕；

（2）由于冶煉操作規(guī)范性不夠，造成煙道內(nèi)壁掛渣較多，加上不當(dāng)?shù)那宄椒?，惡化了下部煙道工況；

（3）由于未全降罩操作，爐口微正壓控制煤氣回收技術(shù)缺失等問題，導(dǎo)致煙道熱負(fù)荷增大（約15%左右），加劇熱應(yīng)力疲勞。

3.2 鍋水問題

（1）系統(tǒng)水質(zhì)波動(dòng)，引起部分受熱管內(nèi)壁積垢漸增，使管道在運(yùn)行過程中受熱不均勻，產(chǎn)生垢下應(yīng)力腐蝕裂紋現(xiàn)象；

（2）系統(tǒng)加藥處理與排污操作不盡規(guī)范，引起爐水含鹽量高且未及時(shí)排出，影響熱導(dǎo)汽化效果，甚至造成結(jié)垢；

3.3 補(bǔ)水問題

補(bǔ)充軟水熱力除氧不足，爐水中溶解氧含量偏高，造成受熱管內(nèi)壁產(chǎn)生氧腐蝕。

4 系統(tǒng)運(yùn)行改善方案

4.1 給水處理

4.1.1 熱力除氧

除氧器通過通入余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行熱力除氧，可以去除水中一部分溶解氧，之前除氧溫度在70～85℃之間，改善后可將溫度控制在95℃以上，以提高熱力除氧效果。

4.1.2 化學(xué)除氧

要達(dá)到良好除氧效果，其除氧溫度應(yīng)在104℃以上，因此在熱力除氧的同時(shí)，輔之化學(xué)除氧，以達(dá)到良好除氧效果?；瘜W(xué)除氧劑的種類較多，但考慮到安全、高效等因素（亞硫酸鈉不適合在高壓以上鍋爐使用、且會(huì)增加鍋水含鹽量，聯(lián)胺易燃、且有較大毒性，對甲基苯二胺其中間氧化產(chǎn)物均有毒，異抗壞血酸鈉太昂貴等），現(xiàn)采用高純度的環(huán)保型鍋爐除氧劑，其活性組分為高純度二甲基酮肟（DMKO），它既是除氧劑—能迅速除去水中溶解氧，又是鈍化劑—能在金屬表面生成均勻的鈍化膜，其除氧效果甚好，其作用機(jī)理為：

在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過連續(xù)加藥的方法，保持給水剩余除氧劑劑量在40～80μg/L，就能有效除去水中殘余溶解氧，防止熱力系統(tǒng)的氧腐蝕。

4.1.3 pH調(diào)節(jié)

單從減緩鋼材腐蝕來考慮，給水pH值大于9便能達(dá)到較好的緩蝕效果。但系統(tǒng)中加熱器、凝汽器等都使用銅合金材料，而銅在pH＞9時(shí)，腐蝕隨pH值增大而明顯增大。從鐵、銅不同材質(zhì)金屬緩蝕效果考慮，我們將熱力系統(tǒng)給水pH值調(diào)節(jié)在8.8～9.3范圍內(nèi)。采用的方法是在給水中添加鍋爐pH值調(diào)節(jié)劑，鍋爐pH值調(diào)節(jié)劑的主要采用中和胺，其主要作用機(jī)理有：

a)氨水緩蝕機(jī)理

b)嗎啉緩蝕機(jī)理

幾種常用中和胺汽液分配系數(shù)見表1。

表1 幾種常用中和胺汽液分配系數(shù)Kd

由于氨水的Kd較高，在蒸汽初凝時(shí)“液相”的含量較低而導(dǎo)致其pH值偏低，故采用無機(jī)氨與有機(jī)胺按一定比例混合配比，來解決因此而造成的弊端。

4.2 鍋水處理

4.2.1 鈣垢處理

為了防止在汽包鍋爐中產(chǎn)生鈣垢，除了保證補(bǔ)水水質(zhì)、加強(qiáng)排污管理外，我們還在汽包中加入磷酸鹽作為阻垢劑。運(yùn)行過程中，其與鈣離子在鍋內(nèi)形成水渣，并通過定排、連排等排污方式排出系統(tǒng)。

在鍋水堿度過高時(shí)，為防止堿性腐蝕，可采用協(xié)調(diào)pH—磷酸鹽處理，適當(dāng)用磷酸氫二鈉進(jìn)行協(xié)調(diào)處理可以起到較好的效果，其機(jī)理如下：

4.2.2 銅垢處理

鍋水中銅離子含量高時(shí)，可以增大排污降低含量，輔助添加銅離子絡(luò)合劑如硫脲(NH2)2CS或NH3等，以防銅離子沉淀形成垢類，其作用機(jī)理如下：

4.3 規(guī)范系統(tǒng)管理

1）實(shí)施爐口微正壓控制環(huán)縫開度的煤氣回收技術(shù)工藝，降低CO在煙道內(nèi)燃燒量，控制燃燒率在10%以下。制定轉(zhuǎn)爐冶煉護(hù)罩操作規(guī)定，規(guī)范積渣處理與降罩操作，做到量化標(biāo)準(zhǔn)；

2）完善軟水制備系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)與檢修，保證系統(tǒng)制水量的穩(wěn)定性，確保余熱鍋爐補(bǔ)水水質(zhì)穩(wěn)定在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)；

3）加強(qiáng)對鍋水的檢測，并根據(jù)水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)調(diào)整系統(tǒng)加藥參數(shù)，穩(wěn)定鍋水水質(zhì)。

5 結(jié)束語

轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐由于運(yùn)行條件復(fù)雜、惡劣，在運(yùn)行過程中常存在設(shè)備使用壽命短、爆管影響生產(chǎn)等狀況，通過實(shí)踐摸索，我們對鍋爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面優(yōu)化，在實(shí)際應(yīng)用過程中達(dá)到了較好的效果。

A Probe on the Stable Operation of Converter Waste Heat Boiler

Zhou Jianshen,Liu Hong
(Xinyu Iron and Steel Group Company,Xinyu,Jiangxi 338001,China)

Based on analysis of the factors affecting the stable operation of converter waste heat boiler,specific improvement measures in the aspects of water make up,boiler water and system management were put forward,which have achieved good effect in practical operation.

converter;waste heat boiler;improving measures

TK229

B

1006-6764（2015）09-0054-03

2015-04-27

周賤生（1969-），男，大學(xué)本科學(xué)歷,工程師，現(xiàn)從事煉鋼設(shè)備管理技術(shù)工作。