100噸轉(zhuǎn)爐熱能高效回收

桑 躍

(南京鋼鐵股份有限公司第二煉鋼廠,江蘇 南京211003)

1 概述

鋼鐵形勢每況愈下。在如此的市場環(huán)境下,如何保證鋼鐵企業(yè)自身的競爭力,從而能夠渡過難關(guān),就必須在控制鋼鐵成本上下功夫。

轉(zhuǎn)爐煉鋼雖然需要消耗大量資源,如氧氣、合金、石灰等,但其在吹煉過程中也會(huì)產(chǎn)生大量熱能。如何將這部分熱能高效的回收和利用起來,便可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的負(fù)能煉鋼,同時(shí)最大化地降低鋼鐵成本。

轉(zhuǎn)爐熱能,主要是吹煉過程中產(chǎn)生的含有大量CO的高溫?zé)煔?。其中CO被煤氣回收系統(tǒng)回收,高溫?zé)煔饨?jīng)過汽化冷卻煙道的換熱后變成蒸汽。蒸汽由熱力系統(tǒng)回收。轉(zhuǎn)爐熱能的高效回收,主要從以上這兩個(gè)方面考慮。

2 煤氣回收系統(tǒng)優(yōu)化

2.1 我廠半干法煤氣回收系統(tǒng)介紹

其主要的工藝流程為:來自汽化冷卻煙道的轉(zhuǎn)爐煙氣→蒸發(fā)冷卻器→噴淋塔→RSW環(huán)縫可調(diào)喉口文氏管→旋風(fēng)脫水器→引風(fēng)機(jī)→回收閥→眼鏡閥→插板閥→轉(zhuǎn)爐煤氣柜。

放散閥→燃燒放散煙囪。

具體如圖1:

圖1 半干法煤氣回收系統(tǒng)工藝流程

此系統(tǒng)中,蒸發(fā)冷卻器屬于干法工藝設(shè)備,噴淋塔、二文、旋風(fēng)脫水器屬于濕法工藝設(shè)備。蒸發(fā)冷卻器理論上是出干灰的,但實(shí)際使用中難免會(huì)出現(xiàn)濕灰情況,勢必產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻器內(nèi)表面阻垢、結(jié)垢破垢等難題。若不解決,將會(huì)增加系統(tǒng)阻損,同時(shí)影響吹煉過程煤氣大流量回收。

2.2 系統(tǒng)阻垢和破垢

(1)系統(tǒng)阻垢,重點(diǎn)在于蒸發(fā)冷器的阻垢。根據(jù)氣霧噴槍的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù),調(diào)整氣霧噴槍插入蒸發(fā)冷卻器筒壁深度,可以有效解決蒸發(fā)冷卻器的“濕壁”、“濕底”問題。另噴淋塔下部易結(jié)垢堵塞,根據(jù)現(xiàn)場情況在目前排污管旁邊增加緊急排污口,杜絕堵塞。

(2)結(jié)垢破垢。由于氣霧噴槍噴頭部位難免會(huì)結(jié)垢或堵塞,使得噴嘴效果不佳,蒸發(fā)冷卻器筒壁結(jié)垢。一方面,利用大塊垢自身重力除垢并通過蒸發(fā)冷卻器筒底自制的破碎格柵將其分解成小塊,便于輸灰刮板機(jī)運(yùn)輸。另一方面,利用單爐旬檢修機(jī)會(huì),使用高壓水清除筒壁結(jié)垢。

(3)振動(dòng)阻垢。為了降低半干法煤氣回收系統(tǒng)的停機(jī)率,減少系統(tǒng)阻損,獨(dú)創(chuàng)了蒸發(fā)冷卻器在線阻垢方法——振動(dòng)阻垢。通過增加振動(dòng)源,再結(jié)合自動(dòng)控制裝置,使得吹煉期間,筒壁不易結(jié)垢,減少系統(tǒng)阻損,降低了停機(jī)清理結(jié)垢的時(shí)間,保證了煤氣回收系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

2.3 轉(zhuǎn)爐操作優(yōu)化和調(diào)整

(1)轉(zhuǎn)爐操檢聯(lián)動(dòng)。根據(jù)吹煉溫控曲線,“早降罩、晚提罩”,過程采用變槍位變氧壓操作,做到“早化渣、化好渣、化透渣”,延長煤氣回收時(shí)間,提高煤氣回收量。

(2)吹煉前期加料由一次多量加入改為多批次少量加入,使得煤氣回收條件迅速滿足。

(3)減少轉(zhuǎn)爐氧槍二次下槍次數(shù),從而減少煤氣回收過程中斷次數(shù),提高煤氣回收總量。

(4)吹煉后期,推遲副槍入爐測量時(shí)間。減少下副槍時(shí),氧氣和煤氣不符合條件中止煤氣回收。

通過以上優(yōu)化和調(diào)整,轉(zhuǎn)爐煤氣CO含量在下槍后2－3分鐘迅速達(dá)到回收條件,而且一直可以回收到下槍后15－16分鐘。延長了煤氣回收時(shí)間,增加煤氣回收總量。

2.4 設(shè)備改造、運(yùn)行參數(shù)及維護(hù)優(yōu)化

(1)二文重砣過程調(diào)整,保證爐口微正壓,防止吸入過量空氣。

(2)蒸發(fā)冷卻器噴槍氮?dú)饬髁空{(diào)小。在保證噴槍除塵效果的前提下,使得進(jìn)入煤氣內(nèi)的氮含量降低,提高煤氣熱值。

(3)調(diào)整氧槍口、副槍口和投料系統(tǒng)氮封流量,保證密封效果,以防進(jìn)入空氣。

(4)對(duì)煤氣分析儀進(jìn)行改造,更換大功率電加熱取樣探頭,將翻板式排液器改成蠕動(dòng)式排液泵,將單通道制冷器改成雙通道。通過以上改造大大提高煙氣脫水效果,保證了分析儀的計(jì)量準(zhǔn)確,儀表的安全運(yùn)行。

(5)對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口水封補(bǔ)水管道進(jìn)行改造,使得補(bǔ)水可視化,并定期檢查和排污,保證了系統(tǒng)安全。

(6)在保證除塵要求的情況下,將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速適當(dāng)降低,保證CO濃度,同時(shí)降低風(fēng)機(jī)振動(dòng)。通過在線做動(dòng)平衡,減少停機(jī)時(shí)間,延長轉(zhuǎn)子壽命,增加煤氣回收總量。

(7)對(duì)半干法煤氣回收系統(tǒng)重新制定點(diǎn)檢維護(hù)標(biāo)準(zhǔn),掌握了系統(tǒng)故障和問題的判定技巧,保證煤氣回收系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行。

3 蒸汽回收系統(tǒng)優(yōu)化

3.1 蒸汽回收系統(tǒng)介紹

我廠100噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道采取的是自然循環(huán)與強(qiáng)制循環(huán)相結(jié)合的復(fù)合式汽化冷卻方式?；顒?dòng)煙罩、爐口固定段Ⅰ、固定段Ⅱ?yàn)閺?qiáng)制循環(huán)冷卻方式,中Ⅰ、中Ⅱ、中Ⅲ、末段為自然循環(huán)冷卻方式。其中活動(dòng)煙罩與除氧器、低壓熱水循環(huán)泵組成低壓循環(huán)系統(tǒng),固定段Ⅰ、固定段Ⅱ與汽包、高壓熱水循環(huán)泵組成高壓循環(huán)系統(tǒng)。蒸汽經(jīng)由塔樓7樓汽包送至球型蓄熱器,再送至公司管網(wǎng)。

3.2 汽化煙道分段在線煮爐技術(shù)

(1)由于工業(yè)軟水補(bǔ)入汽包前先經(jīng)低壓段加熱除氧,由不合格軟水帶進(jìn)來的無機(jī)鹽組分首先在低壓段汽化冷卻系統(tǒng)析出成垢,因此通過投加化學(xué)清洗劑至除氧水箱后,利用低壓循環(huán)泵對(duì)低壓段汽化冷卻系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備進(jìn)行循環(huán)清洗除垢。具體清洗工藝流程圖如圖2。

圖2 具體清洗工藝流程

(2)高壓段汽化冷卻系統(tǒng)可不進(jìn)行化學(xué)清洗,而進(jìn)行堿性溶液煮爐處理。通過煮爐除去鍋爐的鐵銹及部分氧化鐵腐蝕產(chǎn)物,轉(zhuǎn)化溶解運(yùn)行過程中產(chǎn)生的硫酸鈣垢、硅酸鈣垢,在堿煮過程中建立能夠保護(hù)鍋爐管壁的耐腐蝕磷酸鹽保護(hù)膜,增強(qiáng)了金屬的耐腐蝕能力,進(jìn)而提高轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)汽效率。具體堿煮工藝流程圖見圖3。

圖3 堿煮工藝流程

3.3 轉(zhuǎn)爐操作優(yōu)化和調(diào)整

(1)合理控制轉(zhuǎn)爐氧槍吹氧槍位和氧壓,做到“早化渣、化好渣、化透渣”,保證吹煉過程不返干,不噴濺。使得汽化煙道內(nèi)表面沒有鋼渣覆蓋,保證汽化煙道受熱面換熱效率,提高蒸汽產(chǎn)量。

(2)進(jìn)鐵水和加廢鋼時(shí),專人指揮,指令清晰,防止動(dòng)作不協(xié)調(diào)造成汽化煙道損壞。

(3)除塵操作工進(jìn)行汽包補(bǔ)水時(shí),必須保證除氧器溫度在105℃左右方可進(jìn)行。此時(shí)氧氣在水中的溶解度最低,這樣可以保證熱力系統(tǒng)不出現(xiàn)氧腐蝕。

(4)操作工定期取爐水樣,檢測水質(zhì),保證硬度和重金屬含量等符合汽化煙道用軟水標(biāo)準(zhǔn),防止系統(tǒng)結(jié)垢。

(5)系統(tǒng)排污按照“高送低排”、“高少低多”原則操作,這樣,保證系統(tǒng)蒸汽輸送,降低壓力損失,同時(shí)也保證了系統(tǒng)的無堵塞,正常運(yùn)行。

3.4 設(shè)備改造、運(yùn)行參數(shù)及維護(hù)優(yōu)化

(1)定期對(duì)熱力系統(tǒng)進(jìn)行排污,保證各段受熱管無堵塞,杜絕受熱管道爆管等。

(2)增加排污溫控指示。保證各汽化各段排污閥門可靠動(dòng)作,防止排污管道堵塞,形成假排污。

(3)泵區(qū)給水泵改成機(jī)械密封,杜絕了漏水,延長了給水泵使用壽命。保證了除氧器往汽包補(bǔ)水速度。

(4)活動(dòng)煙罩重新調(diào)整下限位,使得爐口與煙罩下沿保持一定距離。

(5)汽包液位及輸出蒸汽閥門開閉壓力調(diào)整。使得吹煉過程中產(chǎn)生的蒸汽及時(shí)向管網(wǎng)輸送。連續(xù)生產(chǎn)時(shí),更可以延長回收時(shí)間,增加蒸汽產(chǎn)量。

(6)對(duì)系統(tǒng)各檢測儀表進(jìn)行定期校驗(yàn),保證準(zhǔn)確度。