三转炉 [转炉余热锅炉在设计中的改进3300字]

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转炉余热锅炉在设计中的改进3300字

转炉余热锅炉在设计中的改进3300字 此外由于活动烟罩所处环境恶劣,采用低压强制循环能保证系统良好的水循 环,防止和改善了受热管因循环不良而引起的局部过热损坏。这样就大大提高了 活动烟罩的使用寿命。由于系统采用的是低压循环,因此大大降低了烟罩管壁由 内压引起的应力大问题,减小了当活动烟罩与锅筒组成自然循环系统时,由于锅 筒稳压系统运行不正常造成的内压应力交变疲劳破坏。本系统由于是强制循环系 统,因此烟罩的结构设计不受自然循环条件的限制,变得较为灵活,并使系统的 水循环可靠性增加。

1.2余热锅炉固定烟道水循环的改进 针对周期性变化的热负荷和波动的锅筒压力对余热锅炉的影响,固定烟道下 降管采用中压强制循环。

由于余热锅炉内的热负荷呈周期性变化,在热负荷下降时,水冷壁管内的产 汽量减少,使循环压力减小,可能造成下降管与上升管(水冷壁)的压差不足以维 持正常的自然循环工况. 一般炼钢转炉余热锅为倾斜布置,倾斜的水冷壁管在受热条件下管内的汽水 混合物容易产生汽水分层。汽水分层后,水侧在向火面的管子一般是安全的,但 汽侧在向火面的管子非常危险,极易发生传热恶化。运行实践证明,汽侧在向火 面的管子最容易发生爆管事故。

水循环不安全的另一个原因是锅筒的压力波动。当锅筒内的压力下降变化较 大时,锅炉里的饱和水便会汽化,使下降管带汽,这样循环压头就会减少,会给 正常的水循环造成一定的影响,由此结果是水冷壁管内的流速下降,引起传热恶 化,严重会造成水冷壁管的爆管。因此,对于转炉汽化冷却固定烟道水循环系统 中,在下降管加装中压强制循环泵来维持正常的循环压差。而且布置了备用循环 泵,预防循环泵故障造成的锅炉不能正常运行。在转炉吹炼,和吹炼停止使分别 是用自然循环系统和强制循环系统。这种方法可以减少循环泵的耗电量,又能保 证转炉的安全平稳的运行。有上可以看出,转炉汽化冷却系统采用低压与高压汽化冷却相结合,强制循 环与自然循环相结合的运行方式。这样保证了转炉生产的安全性,也提高了固定 烟道和活动烟罩的使用寿命,而且也很充分的回收了烟气中的余热。

2 对转炉余热锅炉热膨胀问题的改进 热膨胀设计对炼钢转炉余热锅炉的安全平稳运行意义重大,不仅存在轴向热 膨胀,而且也存在径向热膨胀川。在对转炉余热锅炉设计中,比较成熟的是轴向 热膨胀,主要是调整锅炉的膨胀位移等,多采用余热锅炉的支点铰支、悬吊点用 衡力弹簧调整锅炉。还有的改进在烟道的链接处采用不锈钢膨胀节,或者是耐高 温的塑料性材料吸收膨胀量。但是,对径向膨胀早造成的破坏以前并没有充分的 认识,在锅炉的刚性梁设计中没有预留膨胀间隙。对以往的余热锅炉事故进行分 析可以看出,很大一部分事故是由于径向热膨胀问题引起的。由于刚性梁在设计 时没有预留膨胀间隙,当锅炉在高温运行时,周围的水冷壁管沿径向向外膨胀, 因此造成了刚性梁连接处的管子局部应力变大,从而导致水管破裂。所以,应该 在刚性梁设计中预留一定的膨胀间隙,这对高温运行的余热锅炉的安全是十分重 要的。

3 对活动烟罩结构改进 转炉在炼钢时产生大量的高温废气,并且转炉的运行状况是不断的变化着的, 在如此恶劣的环境下工作,必然会对余热锅炉的使用寿命产生影响。特别是活动 烟罩由于靠近转炉,并且有钢水飞溅,环境条件更加恶劣。在以前的活动烟罩设 计中使用的是方型横管的密排管式,由于受热胀冷缩,长时间高温烘烤,方管纵 向焊缝极易开裂,所以使用寿命较短一般都是2-3个月就要进行更新。活动烟罩 还会经常发生卡罩现象,这是由于采用的是一套滑轮机构实现的烟罩升降,这种 设计存在这很大的不合理。同时在冶炼过程中转炉炉口喷溅、结渣现象严重,造 成活动烟罩不能顺利升降,以致于活动烟罩长期以来一直升罩运行,严重影响了 转炉煤气回收的质量。为了避免以上情况,将活动烟罩受热管采用直立的管子隔 板式结构,并且活动烟罩采用强制循环汽化冷却,使结构更合理。另外,活动烟 罩的升降废除了原先复杂笨重的滑轮机构,在烟罩的四周分别设置四组升降油缸带动烟罩上下运动。在油钢的油系统中安装了限位装置,保证4个油缸同时运动, 从而使烟罩能够平稳升降。

4 存在问题 4.1 有效回收利用蒸汽的问题 转炉炼钢必然会产生大量的高温废气, 本文根据余热锅炉系统在以往运行的情况普遍存在的问题,如热膨胀问题, 水循环安全性问题,根据冷却烟道的不能特点,介绍了在结构工艺上及系统的改 进措施,使其能够安全,稳定,长时间可靠的运行。

摘 要:
转沪;
余热锅炉;
水循环;
热膨胀 转炉余热锅炉是转炉生产工艺流程中重要组成部分,其主要是转炉烟气显热 利用和烟气净化回收的重要设备。

炼钢转炉余热锅炉的运行状况是被动变化的,随炼钢转炉的运行工况的变化 而变化的。

但是在炼钢中,炼钢转炉余热锅炉的使用寿命是非常短暂的,冷却烟道上段 的寿命一般为6年,而下段冷却烟道的使用寿命更短只有短短的2-3年,靠近转炉 的活动烟罩因存在钢水飞溅,环境条件更加恶劣,寿命只有1年左右。并且在短 期的使用寿命内,设备的事故率也很频繁,需要经常的检修。维修工作不仅工作 量大,而且存在安全上的隐患,同时也影响了钢材的产量。以此,这就迫切要求 工程师们在锅炉设计上下功夫,延长设备的使用时间,减少事故,保证余热锅炉 的长期安全运行。

1水循环安全问题在转炉余热锅炉上的改进 1.1 活动烟罩水循环在余热锅炉上的改进 活动烟罩是余热锅炉中处在工作条件最恶劣的部件,由于钢水飞溅很容易造 成受热不均,旧式余热锅炉是自然循环方式,因此寿命短。针对这个问题才用了 低压强制循环系统。

活动烟罩使用寿命短暂最主要原因是它处在工作环境最恶劣的地方。应该从多方面采取切实可行的措施加以改进和完善。本系统不同于自然循环方式最主要 的独特是它的低压循环方式。低压循环水泵将除氧后的软水送至活动烟罩吸热后, 形成的汽水混合物回到除氧水箱,生成的蒸汽用来加热进人除氧器的除氧水。可 以看出,低压循环系统的锅筒可以看成是除氧水箱。低压循环系统的体特点在于 除氧器进入水温不受限制,且负荷适应性强,除氧的效率高,并可以利用除氧水 箱作为贮水箱,简化了系统,减少了企业投资,产生的水蒸气还可以用于给水除 氧,节约了能源,解决了环保问题。

怎么利用这些高温废气呢?采用余热锅炉对这些烟气进行冷却,这样可以 回收大量的蒸汽,从而可以达到节约能源,降低能耗的目的。但是,转炉吹炼是 周期性的,所产蒸汽也是周期性的,因此增设了蓄热器来保持汽压的稳定性,但 企业一般只把这部分蒸汽并入低压管网,只供不重要的蒸汽用户,而这部分用户 大都为间断用汽,用量也不大,因此蒸汽的排放量很大,造成了能源的浪费,尤 其是许多中小型钢企,蒸汽用户本来就少,这种浪费更为严重。而真空处理是运用 越来越广泛的炉外钢水精练技术,其使用蒸汽的用户是蒸汽喷射泵系统,通过4~6 级喷射泵的蒸汽引射来使钢水处理室产生高度真空,抽取钢水中逸出的气体,从 而消除钢水中的某些杂质,来达到对钢水精炼的目的。而采用转炉余热蒸汽作为 真空处理汽源则是一种新的设计尝试。

4.2 炼钢转炉余热锅炉的密封 炼钢转炉余热锅炉的密封也是一个不容忽视的问题。当在烟道下部的炉膛正 压部分的密封不好会引起煤气泄漏,而且,在烟道上部的炉膛负压部分的密封不 好会使空气漏入炉膛,不仅影响煤气质量,而且严重时可能发生爆炸。因此炼钢转 炉余热锅炉的密封问题也有待于在将来的设计中进一步改善。

5 结束语 本次设备的改进和研究是在借鉴国内外转炉余热锅炉的设计思想,结合各地 情况,因地改进,在设备的结构设计和工艺技术水平上采用了很多新设计理念, 和技术,延长了转炉余热锅炉的使用时间,也保证了其稳定,安全,可靠的运行。

:[1]陈怀斌.余热利用与余热锅炉[J]应用能源技术.1997 [2]李谷珠.氧气顶吹转炉旋转氧枪炼钢工艺试验[J]. 1997 [3]王雅贞.氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备[M].北京冶金工业出版社.2001

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