轉爐余熱鍋爐穩定運行的探索

周賤生,劉洪

轉爐余熱鍋爐穩定運行的探索

周賤生,劉洪

(新余鋼鐵集團公司,江西新余338001)

對轉爐余熱鍋爐在運行過程中的影響運行效果因素進行了分析，由此在補水、鍋水以及系統管理方面，提出了有針對性的改善措施，在實際運行中取得了較好的效果。

轉爐;余熱鍋爐；改善措施

1 系統概況

轉爐在吹氧冶煉過程中產生的煙氣溫度高達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，或蒸汽發電。

轉爐余熱鍋爐系統包含自然循環系統和高壓強制循環系統，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煙罩、爐口固定段、斜直段、直彎段以及末段煙道等。

轉爐汽化冷卻煙道系統運行狀況，是影響轉爐煉鋼作業率的重要因素。目前，煉鋼轉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；活動煙罩、爐口段煙道處在鋼水飛濺、煙氣磨損的環境下，運行條件更加惡劣，壽命僅為1年左右。即使在使用壽命期內，整個系統設備事故率也很高，需經常檢修。不僅檢修工作量大、存在安全運行隱患，同時也影響鋼產量，因此，提高轉爐余熱鍋爐的使用壽命和穩定轉爐余熱鍋爐的運行狀況，顯得非常重要。

2 余熱鍋爐運行狀況

2.1 工藝流程圖

如圖1所示，冷卻水經汽化冷卻煙道對轉爐煙氣進行降溫處理后，呈汽水混合物狀態，通過回水管道回至汽包，蒸汽排至蒸汽管網。運行過程中，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排污擴容器或定期排污擴容器。為彌補排污及蒸發損失，需對汽包進行補水，補水經除氧器熱力除氧后，供給汽包。

圖1 系統工藝流程圖

2.2 運行參數

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)

冶煉期平均產汽量:22 t/h

吹煉期平均產汽量:41 t/h

2.3 補水

系統補水為軟水水質，供水壓力0.5 MPa,供水量最大60 t/h、平均30 t/h，經除氧器除氧后，通過給水泵加壓后進入轉爐余熱鍋爐汽包，其流量由給水配管上設置的給水流量調節閥調節。

3 運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，而吹氧時與停止吹氧時的煙氣溫度相差很大，因此造成鍋爐運行時熱負荷波動起伏大、頻率高，容易產生應力腐蝕；

（2）由于冶煉操作規范性不夠，造成煙道內壁掛渣較多，加上不當的清除方法，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缺失等問題，導致煙道熱負荷增大（約15%左右），加劇熱應力疲勞。

3.2 鍋水問題

（1）系統水質波動，引起部分受熱管內壁積垢漸增，使管道在運行過程中受熱不均勻，產生垢下應力腐蝕裂紋現象；

（2）系統加藥處理與排污操作不盡規范，引起爐水含鹽量高且未及時排出，影響熱導汽化效果，甚至造成結垢；

3.3 補水問題

補充軟水熱力除氧不足，爐水中溶解氧含量偏高，造成受熱管內壁產生氧腐蝕。

4 系統運行改善方案

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生的蒸汽進行熱力除氧，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 化學除氧

要達到良好除氧效果，其除氧溫度應在104℃以上，因此在熱力除氧的同時，輔之化學除氧，以達到良好除氧效果。化學除氧劑的種類較多，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、且會增加鍋水含鹽量，聯胺易燃、且有較大毒性，對甲基苯二胺其中間氧化產物均有毒，異抗壞血酸鈉太昂貴等），現采用高純度的環保型鍋爐除氧劑，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，其作用機理為：

在系統運行時，通過連續加藥的方法，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，防止熱力系統的氧腐蝕。

4.1.3 pH調節

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

a)氨水緩蝕機理

b)嗎啉緩蝕機理

幾種常用中和胺汽液分配系數見表1。

表1 幾種常用中和胺汽液分配系數Kd

由于氨水的Kd較高，在蒸汽初凝時“液相”的含量較低而導致其pH值偏低，故采用無機氨與有機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生鈣垢，除了保證補水水質、加強排污管理外，我們還在汽包中加入磷酸鹽作為阻垢劑。運行過程中，其與鈣離子在鍋內形成水渣，并通過定排、連排等排污方式排出系統。

在鍋水堿度過高時，為防止堿性腐蝕，可采用協調pH—磷酸鹽處理，適當用磷酸氫二鈉進行協調處理可以起到較好的效果，其機理如下：

4.2.2 銅垢處理

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

4.3 規范系統管理

1）實施爐口微正壓控制環縫開度的煤氣回收技術工藝，降低CO在煙道內燃燒量，控制燃燒率在10%以下。制定轉爐冶煉護罩操作規定，規范積渣處理與降罩操作，做到量化標準；

2）完善軟水制備系統設備維護與檢修，保證系統制水量的穩定性，確保余熱鍋爐補水水質穩定在標準內；

3）加強對鍋水的檢測，并根據水質檢測數據調整系統加藥參數，穩定鍋水水質。

5 結束語

轉爐余熱鍋爐由于運行條件復雜、惡劣，在運行過程中常存在設備使用壽命短、爆管影響生產等狀況，通過實踐摸索，我們對鍋爐的運行狀況進行全面優化，在實際應用過程中達到了較好的效果。

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，大學本科學歷,工程師，現從事煉鋼設備管理技術工作。