安鋼轉爐汽化煙道循環系統優化

羅大春，周友軍，李軍強，馬正鋒

(1．安陽鋼鐵股份有限責任公司，河南 安陽455004;2．中國重型機械研究院有限公司，陜西 西安710032)

安鋼轉爐汽化煙道循環系統優化

羅大春1，周友軍2，李軍強1，馬正鋒2

(1．安陽鋼鐵股份有限責任公司，河南 安陽455004;2．中國重型機械研究院有限公司，陜西 西安710032)

針對安鋼150 t轉爐汽化煙道循環系統固定煙罩、尾部煙道頻繁漏水問題，安鋼對轉爐汽化煙道循環系統進行改造。將原系統設計的1用1備高壓泵改為2用1備增加循環冷卻水量，并將尾部煙道高壓自然循環改為強制循環并入固定煙罩強制循環系統，延長固定煙罩使用壽命6個月以上，減少尾部煙道漏水80%以上。

汽化煙道;轉爐;循環系統

0 前言

河南安鋼共有150 t轉爐3座，分別于2005、2006、2007年相繼投產，在生產過程中經常出現固定煙罩漏水、漏汽的現象，嚴重影響正常生產。安鋼于2009年對轉爐汽化系統存在的問題進行改造，并取得較好的效果。本文通過對轉爐汽化系統存在的問題進行分析，并對轉爐汽化系統進行優化改造，希望能夠對其它冶金企業提供一定的借鑒。

1 原系統簡介

原系統(原系統工藝流程如圖1所示)的低壓強制循環系統由除氧器供水經低壓循環泵加壓分別進入活動煙罩、氧槍套、副槍套、加料溜槽等進行換熱，再經上升管進入除氧器進行循環;高壓強制循環系統(固定煙罩)由汽包下降管至高壓循環泵加壓進入固定煙罩進行換熱，再經上升管進入汽包，高壓熱水循環泵型號為:3 700－10*12－21SYLA，額定流量:750 m3/h、揚程40～60 m，上海高德機械有限公司(美國ITT泵業)制造;高壓自然循環由汽包分別進入主煙道I段、II段和尾部煙道下降管進行換熱，再經上升管進入汽包。

圖1 原工藝流程Fig.1 Original technological process

2 主要缺陷

由于高壓循環部分分段少，每段冷卻要求高，通過幾年來的運行，暴露出以下問題:

(1)固定煙罩多次漏水，使用壽命短。固定煙罩受熱最多、磨損最嚴重，加之固定煙罩總長11.3 m，循環管線長，阻力大，受熱不均、流速較低、汽水混合體上升造成煙道壁過燒明顯，使用壽命短，一般只有12個月。

(2)煙道漏水頻率高，改進難度大。該煙道上開有1個氧槍套孔、1個副槍套孔、2個加料溜槽孔、4個破渣孔。由于開孔處管道阻力增加，雖然在該段多次安裝節流孔板、“拉蒙管”，調整各管路循環水量分配，但均不能達到理想的循環效果。2008年，因煙道漏水造成停產搶修72 h、定修430 h，12個月更換固定煙罩1次，拆裝、管路恢復、恢復生產時間為8天左右，嚴重影響了生產。

(3)尾部煙道漏水次數多。由于尾部煙道有一個180°彎頭，一次延期灰塵容易堆積，漏水后粘接，造成惡性循環。尾部煙道在煙道最高點，離汽包高差最小，受熱量最小，難以完全形成汽化冷卻，而水冷則需更大水量。自然循環量較小，其拐彎處下部管道循環差，易造成過燒漏水，而該段處在煙道最高點(53.0 m)，更換難度大、拆裝量大、施工周期長、費用高，日常漏水處理次數與固定煙罩相當，嚴重影響正常生產，并且檢修困難。

3 優化改造措施

針對原系統缺點，首先考慮加大固定煙罩和尾部煙道循環量以提高循環冷卻效果，同時還不能大幅增加高壓泵進出口管道內流速，以避免因流速過高產生的管路振動。為此，在現有設備條件下，采取如下措施:

(1)將原設計的1用1備高壓泵實行2臺泵常開，大幅增加強制循環冷卻水量，改造后，將尾部煙道強制循環流量控制在500 m3/h左右，固定煙罩流量控制在1200 m3/h以上，較原循環量大幅增加;

(2)將尾部煙道自然循環管道在高壓泵平臺處切斷，從高壓泵出口引一支對接在尾部煙道下降管上，如圖2所示，同時將尾部煙道的冷卻方式由自然循環改為強制循環，加大尾部煙道冷卻換熱能力;

圖2 優化后的工藝流程Fig.2 Optimized technological process

(3)改造后循環泵的入口沒有改變，入口流速增加，且在汽包低壓時有明顯振動現象。為此，將尾部煙道原自然循環下降管作為高壓泵入口的強制循環下降管，將其母管由原來的DN350改為DN500，使高壓泵入口流速由原來的2.314 m/s降低到1.998 m/s，有效避免了高壓循環泵的振動;

(4)改造后尾部煙道冷卻流速很高，易出現管道振動。為此還將尾部煙道強制循環管道加大到DN200，使尾部煙道強制循環下降管管路流速由6.2 m/s降低到3.5 m/s，使管路振動明顯下降;

(5)增加了一臺在線備用泵，避免了兩臺全開的高壓循環泵檢修時對生產的影響;

(6)改造前后各段流速見表1。

表1 改造前后各段流速比較Tab.1 Flow rate before and after reform

4 使用效果

將該循環系統改為高壓強制循環泵2用1備并將尾部煙道加入強制循環后，煙道漏水明顯下降，2010年因煙道漏水造成停產搶修12 h、定修250 h，固定煙罩18個月更換1次，延長使用壽命6個月以上;尾部煙道漏水減少80%以上，預計延長其使用壽命在5年以上。管路震動減小，利于汽化系統穩定運行。節約大量生產時間、備件費用和檢修費用。也縮短了檢修更換煙道時間，見表2。

表2 檢修時間Tab.2 Overhaul time

［1］馮捷．轉爐煉鋼生產［M］．北京:冶金工業出版社，2006．

［2］中冶南方工程有限公司．安鋼150 t轉爐/1780熱連軋工程技術附件［M］．武漢，2005．

［3］機械電子工業部．氧氣轉爐余熱鍋爐技術條件［M］．北京．機械工業出版社，1992．

［4］電力工業部．火力發電廠汽水管道設計技術規定［M］．北京．中國電力出版社，1996．

Optim ization of vaporization flue circulatory system for converter in Anyang Iron and Steel Group Co．，Ltd

LUO Da-chun1，ZHOU You-jun2，LIJun-qiang1，MA Zheng-feng2
(1．Anyang Iron＆Steel Group Co．，Ltd．，Anyang 455004，China;2．China National Heavy Machinery Research Institute Co．，Ltd．，Xi'an 710032，China)

The vaporization flue circulatory systems were reformed to solve the leakage problems of the fixed chimney cap and the tail flue of the150 t converter in Anyang Iron＆Steel Group Co．，Ltd．An extra pump was added into the old high－pressure pump system to enhance the circulatory cooling water flow，and the natural circulation system of the tail fluewas changed for the forced high-pressure circulation system and combined with the forced circulation system of the fixed chimney cap．This optimizationmeasure extended the service life of the fixed chimney cap formore than six months，and decreased the water leakage of tail flue by almost80%．

vaporization flue;converter;circulatory system

TG232.2

A

1001－196X(2012)04－0080－03

2011－12－11;

2012－04－11

羅大春(1973－)，男，安陽鋼鐵股份有限責任公司高級工程師。