汽化相关知识.docx

汽化相关知识.docx

《汽化相关知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽化相关知识.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

汽化相关知识

4#210t转炉汽化系统相关知识

4#转炉汽化冷却系统的构成

一、汽化冷却烟道（余热锅炉）

1.作用

汽化冷却烟道，实质上是余热锅炉，是利用循环水将烟气的热量转换为蒸汽从而将烟气的温度降至900～1000℃的一种冷却烟气、回收热量的装置。

其热负荷、温度、压力、水位波动很大，它主要是利用辐射受热方式，既利用了部分物理热，又回收了蒸汽，达到资源综合利用的目的。

2.汽化冷却方式

汽化冷却器的循环水是经过除氧器除氧的除盐水，以减少冷却器管道内壁的结垢和腐蚀，保证热交换效果和延长冷却器使用寿命。

水的循环方式有两种，即强制循环和自然循环，强制循环又可分低压强制循环和高压强制循环两种。

在强制循环系统回路中有一个迫使水和汽水混合物连续循环流动的水泵，通过水泵将水由汽包或由除氧器注入冷却器。

自然循环则是取消循环水泵，依靠上升管与下降管中水的重度差为动力进行自然循环

3、210T转炉汽化烟道

我厂210T转炉的汽化烟道分为七段，即活动烟罩、炉口固定段、可移动段、中Ⅰ段、中Ⅱ段、中Ⅲ段和末段。

（1）活动烟罩：

活动烟罩由20根φ60×5mm的钢管弯制成盘管形式组成。

活动烟罩设有氮封装置，防止烟气外溢，并设有调节板，调节烟罩水冷壁与炉口段水冷壁之间间隙，以防止烟气泄漏和外部空气进入。

活动烟罩升降为液压缸升降。

行程700mm。

（2）烟道：

炉口固定段由微锥形型结构。

水冷管道竖直排列，三根一组形成一个回路，上下由进出口集箱连接，考虑到强制循环为了保证进水分配均匀，每根受热管口设有节流装置。

烟道固定段与可移动段的连接为砂封，可移动段与中Ⅰ段的连接方式为柔性连接，采用带制动装置的非金属补偿器，中Ⅰ段、中Ⅱ段、中Ⅲ段之间的连接为法兰连接。

4、主要参数

（1）烟道固定段技术参数：

系统最高工作压力5.32MPa

节圆直径φ4664~φ4360mm

水冷壁管道数量规格240-φ38×5（20G）

烟道高度～2600mm

（2）烟道可移动段技术参数

系统最高工作压力5.32MPa

节圆直径φ3500mm

水冷壁管道数量规格224-φ38×5（20G）

烟道长度～9300mm

（3）非金属补偿器技术参数

结构形式非金属补偿器＋快速连接装置

烟气压力微负压

主要材质非金属＋不锈钢

（4）中一段技术参数：

系统最高工作压力4.61MPa

节圆直径φ3500mm

水冷壁管道数量规格156-φ60×5（20G）

烟道长度～13200mm

（5）中二段技术参数：

系统最高工作压力4.5MPa

节圆直径φ3500mm

水冷壁管道数量规格156-φ60×5（20G）

烟道长度～11500mm

（6）中三段和末端技术参数

节圆直径φ3500mm

最高工作压力5.05MPa

水冷壁管道管径224-φ38×5（20G）

中Ⅲ烟道长度～12090mm

末段烟道长度～13590mm

二、汽包

2.主要作用

向汽化冷却烟道提供经脱氧处理的除盐水，接收烟道产生的蒸汽，使汽、水靠动压差自然循环或靠热水泵强制循环方式形成回路。

从汽化冷却烟道出来的蒸汽是以汽水混合物的形态汇集于汽包内，为了引出饱和的蒸汽，尚需一个使汽、水彼此分离的过程。

汽包的存汽空间及汽、水分离器就可以达到这个目的。

3.主要参数

数量1台

设计压力4.3MPa

工作压力4.0MPa

最高工作温度255℃

直径DN3000mm

整体长度～13916mm

容积～86m3

外壳材质19Mn6

4.水位控制

汽包水位控制是极为主要的一项工作，汽包内水位过低，可能造成汽压急剧升高，甚至引起汽包爆炸，水位过高，可能造成汽化烟道或汽化烟罩产生的蒸汽排不出来，导致管道、烟罩或烟道压力增高，甚至发生爆炸。

不管哪种现象的出现，都会造成重大事故，影响安全和生产。

特别是汽包的水位高低反映着汽化冷却烟罩和烟道的满水和缺水，而汽化烟罩和汽化烟道的满水和缺水都将会对设备安全造成严重后果。

当汽化冷却器严重缺水时，汽包水位表白、亮，看不见水位，操作室水位表无指示，蒸汽流量明显增大，给水流量明显减少。

当汽化冷却器严重满水时，汽包水位表发暗，看不清水位，操作室水位表指示最高位置，给水量增大，蒸汽流量减少，汽包压力指示值波动，汽包及蒸汽管路严重冲击振动。

每当发现汽包水位表异常时都要及时处理。

当需要补水时，利用给水泵将除氧后的除盐水经进水管打入汽包内。

由于汽包内的进水管是一个钻有许多小孔的长管子，能够使给水通过节流小孔沿汽包长度均匀分配。

为了随时监视汽包的水位，在汽包上安有水位表（也有称为水位计或液面计），有低读水位表和高读水位表。

最好是通过闭路电视在操作室观察。

为了安全起见，一般安装水位报警装置，有水位高报警和水位低报警。

汽包的水位在吹炼期由水位、蒸发量和给水量三冲量控制，在非吹炼期由水位，给水量二冲量控制。

在吹氧炼钢之前，汽包中的水位应保持在40～55％状态，在吹炼过程中控制汽包水位在55～70％状态。

汽包水位的高极限为80％，低极限为30％。

汽包多采用水位自动联锁控制

5.其它

为了汽包安全运行，在汽包上装有压力表和安全阀，一旦汽包内压力超过设定值时，安全阀就会自动打开，放汽减压。

同时，还安有放散阀，将蒸汽直接放空。

在汽包的下部设有排污管和加药管，排污管的作用是排出汽包内的沉积物及含盐较高的锅炉水。

排污时汽包内的水位应在50％以上。

三、蓄热器

1．主要作用

转炉汽化冷却产生的蒸汽量和蒸汽压力是间断的，波动的。

在冶炼周期中吹炼时才产生蒸汽，非吹炼时就无蒸汽产生。

即使是在吹炼期间产生的蒸汽量也是忽高忽低。

然而，用户需要的蒸汽是用量均匀、压力稳定的。

如果转炉汽化冷却产生的蒸汽直接送往用户将会造成用汽设施极不稳定，甚至损坏。

为了解决产汽与用汽之间经常变化着的矛盾，就应该设置一个具有一定容积的蓄热器，以便储存蒸汽，调节压力，并均匀地将蒸汽输送到主管道（用户）。

蓄热器就是这样一种保证转炉汽化冷却蒸汽有效利用，并将周期性产汽汽源变为连续稳定的汽源的关键设备。

2.主要参数

蓄热器2台

总容积：

150m3

工作温度252℃

设计温度：

260℃

工作压力：

4.0MPa

设计压力：

4.2MPa

筒体直段长度：

19700mm

设备直径：

DN3000×δ56/δ50

受压元件主要材质：

16MnR（正火）

容器类别：

二类

工作介质：

饱和蒸汽、热水

除湿方式：

丝网除湿

二次蒸汽干度：

99%

3．工作原理

蓄热器以相当小的空间储存大量的蒸汽，其原理就是增加压力将蒸汽液化，被引出使用时压力降低，使之再蒸发成蒸汽。

目前在转炉蒸汽回收系统中采用的多半是湿式变压蓄热器。

所谓湿式，就是内部充有大量的热水。

只留一部分为蒸汽空间。

所谓变压式，就是吹炼时多余的蒸汽被引入蓄热器内，蒸汽在蓄热器内将水加热一部分蒸汽，凝结成水，容器压力渐渐升高，并使水达到该压力下的饱和温度，最高压力可达到汽包的压力。

非吹炼期，由于向外供蒸汽，蒸汽压力降低，蓄热器压力也降低，热水被蒸发，热水热焓降低。

蓄热器内压力的变化，改变着蓄热器内的饱和水焓，并以此来实现热能的储存和放出。

由于从蓄热器内放出来的蒸汽很接近饱和状态，一般在使用之前，必须另外加以过热或者与其它过热蒸汽混合

四、除氧器

1．主要作用

为了防止汽化冷却器及管道的腐蚀结垢，进入蒸汽系统及密闭水系统的水均需有效地除氧。

2．塔型除氧器的构造

塔型除氧器是由除氧头、储水箱两大部分组成，除氧头安放在储水箱上边。

在除氧头内设有伞状挡板、波纹板、筛盘、汽室等。

在软化水箱内设有蒸汽管，蒸汽管上接有若干根带有小孔的小管。

由除氧头上部通入软化水及回收的蒸汽汽凝水（带有一定温度的纯水），通过各层筛盘由上至下流动。

从除氧头下部通入的蒸汽先进入汽室。

汽室为环状，内侧开有许多孔，进入汽室的蒸汽由内侧孔冒出，分布均匀，并通过各层筛盘作曲线上升。

在这汽、水逆向运动的过程中，蒸汽逐渐升高。

当水运动到除氧头下部时被加热到104℃，排出氧气，流入软化水箱。

到达除氧头上部的蒸汽温度较低，一部分变为汽凝水，经过波纹板，伞状挡板进行汽水分离，冷凝水随水流流下，一部分蒸汽和氧气一起由排汽出口排出。

这是第一步除氧。

第一步除氧以后的水进入软化水箱后，又被水下的蒸汽管排出的蒸汽加热到104℃，又能排出一部分氧气，这是第二步除氧。

第二步除氧以后的蒸汽又从除氧头底部向上部运动，作为第一步除氧的蒸汽使用。

这种除氧器的缺点是设备复杂，体积大，且除氧能力不高。

主要是因为进入除氧头的软化水等成流而下，不像卧式除氧器那样水是雾状喷出。

从而减少了水、汽接触的表面积，达不到高的除氧效果。

除氧器上安装着水位表，随时监视水箱内的水位。

一般水位应保持在水位表可见范围的三分之二高度。

3．工作原理

众所周知，氧气以及二氧化碳、氮气、氢气等在水中的溶解度与它的分压力成正比，与它的温度成反比。

当水面上部空间氧气分压力减少时，氧气就能从液体中跑出来，氧气在水中的溶解度随水温的升高而降低，当温度达到104℃时水中溶解的氧量最少。

进入汽包的软化水，预先通过除氧器，使软化水与过热蒸汽逆向运动，这样，蒸汽就将软化水加热。

随着软化水温度的升高，氧气等气体在水中的溶解度降低，由水中跑出。

这样就进行了软化水的除氧除气。

4．210T转炉除氧器技术参数

除氧器：

1台

设备型号：

GCM-50

除氧能力：

50t/h

全容积：

67.4m3

除氧头直径：

DN1300×10

除氧水箱直径：

DN3000×14/12

水箱直段长度：

8000mm

设计压力：

0.6MPa

工作压力：

0.4MPa

除氧器设计温度/工作温度：

165oC/151oC

水箱设计温度/工作温度：

165oC/151oC

进水温度：

≥40oC

介质：

水、水蒸汽

腐蚀裕度（箱/器）：

1.6/2.5

设备壳体材质：

16MnR

出水含氧量：

≤7μg/L

填料、旋膜管、淋水盘材质：

不锈钢

五、离心泵

1．主要作用

在氧气顶吹转炉烟气净化回收系统中，有许多水的循环回路，这些循环都是通过水泵的运转实现的。

2．构造

离心泵主要是由叶轮、泵体、密封环、轴封装置、托架和平衡装置所组成。

3．工作原理

离心泵的工作原理就是在泵内充满水的情况下，叶轮旋转产生离心力，叶轮槽道中的水在离心力的作用下甩向外围流进泵壳，于是叶轮中心压力降低，这个压力低于进水管的压力，水就在这个压力差的作用下流入叶轮。

这样水泵就可以不断地吸水不断地供水。

。

4．主要参数及性能曲线

（1）主要参数

①扬程

扬程是指单位重量液体通过水泵后获得的能量。

扬程又叫总扬程、全扬程或总水头，用H来表示，单位为“米”。

②流量

流量就是指单位时间内水泵供出的液体数量。

单位为“米3/时”或“升/秒”。

（2）离心泵的缺点有以下几点

①在一般情况下，离心泵起动前应先灌泵或用真空泵将泵内空气抽出。

自吸离心泵使用前虽不必灌泵，但目前使用上还有局限性。

②液体的粘度对泵的性能影响较大，当液体的粘度增加时，泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低。

③离心泵在小流量、高扬程的情况下应用时受一定的限制。

（3）离心泵的吸上高度和汽蚀

从离心泵的工作原理可知，泵之所以能吸上液体，主要是依靠叶轮中心压力降低，再依靠贮液槽液面在大气压作用下使液体沿吸入管进入泵的叶轮中心。

在通常情况下，1大气压相当于10.3米水柱高度，如果泵的中心为真空并不计吸入管阻力接损，那么外界大气压也只能将水升高10.3米水柱高度。

可见泵的吸入高度是有限的。

因此规定用允许吸上真空高度来表示泵吸上高度。

如果泵离液面过高，超出允许吸上真空高度减去吸入管阻力损失后的值，则泵叶轮中心压力降低到等于液体在当时温度下的饱和蒸汽压力，那么液体就开始沸腾汽化，在液流中形成汽泡，汽泡中充满着蒸汽和自液体析出的气体。

当汽泡被液流带入叶轮内压力较高的区域时，汽泡中的蒸汽突然凝结，而使汽泡破裂。

由于汽泡破裂得非常快，因此周围的液体就以极高的速度冲向汽泡原来所占的空间，产生强烈的水力冲击，即水锤作用，其频率达每秒钟二、三万次，使叶轮表面受到严重损伤。

这种液体汽化、汽泡产生和破裂的过程中所引起的一系列现象叫做汽蚀。

汽蚀对泵起着严重的破坏作用，轻者使叶轮表面出现麻点，影响泵的效率、流量和扬程，重者击穿叶轮盖板和叶片。

在汽蚀猛烈的时候，泵就完全中断工作。

在汽蚀发生的时候，泵还会发出振动和噪音。

因此，严格地说，泵是不允许在汽蚀状态下工作的。

5．4#转炉汽化系统泵组

210T转炉汽化系统泵组有四组。

软水泵组4台，作用是将除盐水箱中的水供给除氧器。

给水泵组有两台，用一备一，作用是将除氧水箱中的水供给汽包。

低压强制循环泵组有两台，用一备一，作用是将除氧水箱中的水供给活动烟罩氧枪口、副枪口、下料口。

高压强制循环泵组有三台，用二备一，作用是将汽包中的水供给炉口固定段和可移动段、中三段、末段。

各泵的技术参数见下表：

表2—2泵组技术参数

高压循环泵

低压循环泵

给水泵

加压泵

加药泵

型号

HPH250-501P06atk

3k8×6-16arvm3st

MHD100/7

ISG80-50

密封方式

机械密封

机械密封

机械密封

机械密封

流量

1050m3/h

500m3/h

110m3/h

60m3/h

63L/h

扬程

62m

45m

600m

80m

耐温

300℃

180℃

180℃

耐压

7.0MPa

1.5MPa

8.0MPa

6.4MPa

电机功率

250Kw

110Kw

280Kw

额定电流

138A

201A

280A

六、其它设备设施

1．排污扩容器

主要作用是在汽化设备设施即烟道、汽包、除氧器、蓄热器、泵的立式角通除污器等的运行过程中的定期排污和连续排污排出的水进行收集降压后外排至降温池。

排污扩容器的技术参数如下：

筒体内径：

Φ1600筒体直段长度：

2m

工作压力：

0.5MPa试验压力：

1.09MPa

设计温度：

280℃容积：

5m3

介质：

饱和水蒸汽

2．分汽缸

主要作用是对蓄热器输送外网的蒸汽进行功用上的再分配，如供给除氧器用汽、供给汽包自然循环冷却的引射用汽、供给系统的暖管用汽、与外网的联接等。

120T转炉分汽缸技术参数如下：

筒体内径φ900工作压力1.27MPa

试验压力1.6MPa设计温度204℃

容积2.45m3介质过热蒸汽

图2—13

3．非金属补偿器

用于烟道之间的软连接，主要是消除高温烟气对烟道系统的热应力。

4．加药系统

由加药泵、加药罐以及管路阀门等组成，一般加入药剂为磷酸钠，主要用于稳定汽化冷却用水的水质，使水中的钙镁等离子与磷酸根结合形成松软的磷酸盐，在运行排污过程中带走。

4#转炉汽化冷却系统工艺

1.4#转炉汽化冷却系统工艺

4#转炉汽化冷却系统采取的是自然循环和强制循环相结合的复合冷却方式。

活动烟罩、氧枪口、副枪口、下料口为低压强制循环方式，炉口固定段和可移动段、中三段、末段为高压强制循环方式，中Ⅰ、中Ⅱ为自然循环方式。

汽化冷却补水系统：

除盐水经动力软水站送至除盐水箱，再由加压泵供给除氧器，除氧水由给水泵送至汽包。

低压强制循环：

由活动烟罩、氧枪口、副枪口、下料口与除氧器相连，通过低压热水循环泵组成低压强制循环冷却系统。

高压强制循环：

由炉口固定段、可移动段、中三段、末端与汽包相连，通过高压热水循环泵组成高压强制循环冷却系统。

自然循环：

由汽包与中Ⅰ段、中Ⅱ段通过上升、下降管连接组成自然循环系统。

蒸汽回收：

汽包产生的蒸汽经蒸汽母管送至蓄热器，通过自动控制调节阀的调节，经分汽缸并入厂区蒸汽管网。

2．系统示意图如下

保温

引保压

射

给

水

高压循环泵泵

除氧器用

低压循环泵

加

压

说明:

泵外供蒸汽

水管路

蒸汽管路除盐水

4#转炉汽化冷却系统现场操作

1．水位计冲洗操作：

水位计冲洗操作方法采用“3，2，2，1，1，3”法。

“3”代表水位计最下面的“放水阀”，“2”代表水位计的“水连阀”，“1”代表水位计的“汽连阀”。

水位计冲洗时先打开“放水阀”，然后关闭“水连阀”，再打开“水连阀”，再关闭“汽连阀”，然后打开“汽连阀”，最后关闭“放水阀”。

2．烟道排污操作：

烟道排污包括固定段上、下连箱排污，可移动段上、下联箱排污，中Ⅰ上、下连箱排污，中Ⅱ上、下联箱排污，中Ⅲ上下连箱排污，末段上、下联箱排污。

操作步骤如下：

开时先开第一道阀门，再开第二道阀门；关时先关第二道阀门，再关第一道阀门。

（第一道阀门是指距离烟道最近的阀门）。

3．现场倒泵操作：

遵循先开后停的原则，首先检查确认备用泵冷却水、润滑油等正常，确认控制箱选择开关在现场位，关闭泵出口电动阀后启动泵，确认泵无异音、无异常振动，电流正常，轴承温度不超过规定范围等，打开泵出口阀门，最后停原运行泵。

1-3#转炉汽化系统出现的事故及预防措施

设备事故

原因分析

预防措施

汽包压力过高导致汽包安全阀开启

1.操作人员不精心蒸汽输出阀门未打开

2.电器仪表故障，信号输出有误

1.加强操作人员的责任心

2.加强巡检，及时处理设备故障

开炉时高压循环泵组进出口管道震动剧烈

1.管道支架固定不好

2.汽化管道内有杂质导致循环不好

1.提前固定好支架

2.做好煮炉工作，加强排污

冶炼过程中汽化泵组因流量低自动到泵

1.仪表信号显示不准

2.立式角通除污器内杂质较多

1.加强设备维护

2.加强排污。

固定段、可移动段烟道漏水

1

汽化泵组机械密封烧坏

汽包放散电动阀打不开

1.电气系统故障

2.机械原因

1.加强电气系统维护

2.及时润滑丝杆

3.建议加一旁通管