转炉余热锅炉稳定运行的探索

冶金动力METALLURGICALPOWER2015年第9期总第187期汽化冷却烟道连续排污扩容器定期排污扩容器汽包除氧器补水蒸汽排至蒸汽管网1系统概况转炉在吹氧冶炼过程中产生的烟气温度高达1400耀1650益，其中有着丰富的余热可回收利用，一般通过余热锅炉回收蒸汽，或供给RH炉生产，或蒸汽发电。转炉余热锅炉系统包含自然循环系统和高压强制循环系统，由汽化冷却烟道、汽包、除氧器、管道及托座等组成，其中汽化冷却烟道部分包括活动烟罩、炉口固定段、斜直段、直弯段以及末段烟道等。转炉汽化冷却烟道系统运行状况，是影响转炉炼钢作业率的重要因素。目前，炼钢转炉余热锅炉的使用寿命很短，上段冷却烟道的寿命为6耀8年左右；活动烟罩、炉口段烟道处在钢水飞溅、烟气磨损的环境下，运行条件更加恶劣，寿命仅为1年左右。即使在使用寿命期内，整个系统设备事故率也很高，需经常检修。不仅检修工作量大、存在安全运行隐患，同时也影响钢产量，因此，提高转炉余热锅炉的使用寿命和稳定转炉余热锅炉的运行状况，显得非常重要。2余热锅炉运行状况2.1工艺流程图如图1所示，冷却水经汽化冷却烟道对转炉烟气进行降温处理后，呈汽水混合物状态，通过回水管道回至汽包，蒸汽排至蒸汽管网。运行过程中，为控制炉水中的含盐量和碱度，通过连排或定排将炉水排至连续排污扩容器或定期排污扩容器。为弥补排污及蒸发损失，需对汽包进行补水，补水经除氧器热力除氧后，供给汽包。图1系统工艺流程图2.2运行参数余热锅炉入口烟气量:65000m3/h余热锅炉入口烟气温度:1400耀1650益余热锅炉出口烟气温度:900益余热锅炉额定工作压力：2.5MPa(饱和蒸汽)冶炼期平均产汽量:22t/h吹炼期平均产汽量:41t/h2.3补水系统补水为软水水质，供水压力0.5MPa,供水量最大60t/h、平均30t/h，经除氧器除氧后，通过给水泵加压后进入转炉余热锅炉汽包，其流量由给水配管上设置的给水流量调节阀调节。转炉余热锅炉稳定运行的探索周贱生,刘洪(新余钢铁集团公司,江西新余338001)【摘要】对转炉余热锅炉在运行过程中的影响运行效果因素进行了分析，由此在补水、锅水以及系统管理方面，提出了有针对性的改善措施，在实际运行中取得了较好的效果。【关键词】转炉;余热锅炉；改善措施【中图分类号】TK229【文献标识码】B【文章编号】1006-6764（2015）09-0054-03AProbeontheStableOperationofConverterWasteHeatBoilerZhouJianshen,LiuHong(XinyuIronandSteelGroupCompany,Xinyu,Jiangxi338001,China)[Abstract]Basedonanalysisofthefactorsaffectingthestableoperationofconverterwasteheatboiler,specificimprovementmeasuresintheaspectsofwatermakeup,boilerwa原terandsystemmanagementwereputforward,whichhaveachievedgoodeffectinpracticaloperation.[Keywords]converter;wasteheatboiler;improvingmeasures54冶金动力METALLURGICALPOWER2015年第9期总第187期温度/益氮水吗啉环己胺联胺10010.50.482~40.0331606.671.112~40.0333运行过程中存在的问题3.1工艺问题（1）由于炼钢是间歇操作，而吹氧时与停止吹氧时的烟气温度相差很大，因此造成锅炉运行时热负荷波动起伏大、频率高，容易产生应力腐蚀；（2）由于冶炼操作规范性不够，造成烟道内壁挂渣较多，加上不当的清除方法，恶化了下部烟道工况；（3）由于未全降罩操作，炉口微正压控制煤气回收技术缺失等问题，导致烟道热负荷增大（约15%左右），加剧热应力疲劳。3.2锅水问题（1）系统水质波动，引起部分受热管内壁积垢渐增，使管道在运行过程中受热不均匀，产生垢下应力腐蚀裂纹现象；（2）系统加药处理与排污操作不尽规范，引起炉水含盐量高且未及时排出，影响热导汽化效果，甚至造成结垢；3.3补水问题补充软水热力除氧不足，炉水中溶解氧含量偏高，造成受热管内壁产生氧腐蚀。4系统运行改善方案4.1给水处理4.1.1热力除氧除氧器通过通入余热锅炉产生的蒸汽进行热力除氧，可以去除水中一部分溶解氧，之前除氧温度在70耀85益之间，改善后可将温度控制在95益以上，以提高热力除氧效果。4.1.2化学除氧要达到良好除氧效果，其除氧温度应在104益以上，因此在热力除氧的同时，辅之化学除氧，以达到良好除氧效果。化学除氧剂的种类较多，但考虑到安全、高效等因素（亚硫酸钠不适合在高压以上锅炉使用、且会增加锅水含盐量，联胺易燃、且有较大毒性，对甲基苯二胺其中间氧化产物均有毒，异抗坏血酸钠太昂贵等），现采用高纯度的环保型锅炉除氧剂，其活性组分为高纯度二甲基酮肟（DMKO），它既是除氧剂—能迅速除去水中溶解氧，又是钝化剂—能在金属表面生成均匀的钝化膜，其除氧效果甚好，其作用机理为：2C3H6NOH+O2寅2C3H6O+N2O尹+H2O在系统运行时，通过连续加药的方法，保持给水剩余除氧剂剂量在40耀80滋g/L，就能有效除去水中残余溶解氧，防止热力系统的氧腐蚀。4.1.3pH调节单从减缓钢材腐蚀来考虑，给水pH值大于9便能达到较好的缓蚀效果。但系统中加热器、凝汽器等都使用铜合金材料，而铜在pH9时，腐蚀随pH值增大而明显增大。从铁、铜不同材质金属缓蚀效果考虑，我们将热力系统给水pH值调节在8.8耀9.3范围内。采用的方法是在给水中添加锅炉pH值调节剂，锅炉pH值调节剂的主要采用中和胺，其主要作用机理有：a)氨水缓蚀机理NH3+H2O寅NH4OHNH4OH+H2CO3寅NH4HCO3+H2ONH4HCO3+NH4OH寅（NH4）2CO3+H2Ob)吗啉缓蚀机理C4H8ONH+H2O寅C4H8ONH2OHC4H8ONH2OH+H2CO3寅C4H8ONH2（HCO3）+H2O几种常用中和胺汽液分配系数见表1。表1几种常用中和胺汽液分配系数Kd由于氨水的Kd较高，在蒸汽初凝时“液相”的含量较低而导致其pH值偏低，故采用无机氨与有机胺按一定比例混合配比，来解决因此而造成的弊端。4.2锅水处理4.2.1钙垢处理为了防止在汽包锅炉中产生钙垢，除了保证补水水质、加强排污管理外，我们还在汽包中加入磷酸盐作为阻垢剂。运行过程中，其与钙离子在锅内形成水渣，并通过定排、连排等排污方式排出系统。在锅水碱度过高时，为防止碱性腐蚀，可采用协调pH—磷酸盐处理，适当用磷酸氢二钠进行协调处理可以起到较好的效果，其机理如下：10Ca2++6PO43-+2OH-寅Ca10(OH)2(PO4)6NaOH+Na2HPO4寅Na3PO4+H2O4.2.2铜垢处理锅水中铜离子含量高时，可以增大排污降低含量，辅助添加铜离子络合剂如硫脲(NH2)2CS或NH3等，以防铜离子沉淀形成垢类，其作用机理如下：Cu2++2(NH2)2CS寅{Cu[(NH2)2CS]2}2+Cu2++4NH3寅[Cu(NH3)4]2+（下转第57页）55冶金动力METALLURGICALPOWER2015年第9期总第187期（上接第55页）4.3规范系统管理1）实施炉口微正压控制环缝开度的煤气回收技术工艺，降低CO在烟道内燃烧量，控制燃烧率在10%以下。制定转炉冶炼护罩操作规定，规范积渣处理与降罩操作，做到量化标准；2）完善软水制备系统设备维护与检修，保证系统制水量的稳定性，确保余热锅炉补水水质稳定在标准内；3）加强对锅水的检测，并根据水质检测数据调整系统加药参数，稳定锅水水质。5结束语转炉余热锅炉由于运行条件复杂、恶劣，在运行过程中常存在设备使用寿命短、爆管影响生产等状况，通过实践摸索，我们对锅炉的运行状况进行全面优化，在实际应用过程中达到了较好的效果。收稿日期：2015-04-27作者简介：周贱生（1969-），男，大学本科学历,工程师，现从事炼钢设备管理技术工作。助燃的风量不足以让煤气完全燃烧，部分未燃烧的煤气被抽至炉膛上部，炉膛上部有极小量从燃烧器四层、五层送入而未参与燃烧的风，在与煤气混合达到爆炸极限时可能发生轻微爆燃，引起炉膛共振。3.2锅炉的燃料以高炉煤气为主、焦炉煤气为辅，高炉煤气和焦炉煤气含水份、粉尘比较多，同时腐蚀性较强，煤气管道、阀门长期受侵蚀，容易造成管道泄露，阀门卡涩等故障。3.3锅炉运行在额定负荷70%以上时，炉膛温度达到800益以上，而原设计采用的燃烧器旋流片材质为1Cr18Ni9Ti(321)材质，耐温在800~900益，旋流片材质耐温偏低是造成旋流片烧损的主要原因。4解决措施（1）改变运行调整方式：锅炉升负荷时，先开第一层燃烧器，直至煤气调节阀开度达到70%以上时再开第二层，两层阀门开度均大于80%时，可视为阀门全开，这时锅炉出力达到50%左右；再升高负荷时，先开第四层燃烧器，开度至70%后，再要升负荷时开第三层燃烧器，这样调整有利于低负荷时抬高火焰中心，提高炉膛温度，使煤气燃烧充分。配合燃烧调整，参与燃烧的三层配风阀开度保持100%，五层燃烧器未投用时配风由开度100%关小至20%，三层未投用时燃烧器配风由开度100%关小至50%，这样在保证炉内正常含氧量的情况下，可使热风充分参与燃烧，即使煤气压力突升，炉内进气量稍有增加，也能够充分燃烧。在进一步提升负荷需要投入三层甚至五层燃烧时，需要先增大相应的配风量再增加煤气。降低负荷时反之调整。（2）针对多台气动调节阀轴套进灰卡死，部分气动调节装置损坏的情况，一是进行合理资源配置，将不经常调整的两层中灵活可靠的调节阀替换其他三层中出故障的调节阀，保证日常的调整安全可靠；另一方面对卡死的阀门利用检修机会进行修复，对调节装置损坏的阀门，抓紧准备修复备件，同时安装临时活动手柄，保证必要的情况下能够手动开关；同时规定每周对所有调节阀进行开关活动实验一次，以延长调节阀的使用寿命。（3）利用检修机会对燃烧器进行全面检查和整修，将下两层燃烧器外套管、焦煤烧嘴管等部件进行一一修复，对燃烧器旋流片进行更换，选用材质为OCr25Ni20的不锈钢板，耐温为1035~1085益。通过动力场实验确保高、焦煤气按照设计燃烧旋流方向和速度在炉膛内部进行燃烧。5实施后效果进过一系列的调整和修复后，对锅炉满负荷运行能力进行了试验：高炉煤气投入1~4层，焦煤投入1~3层，锅炉最高负荷带至186t/h，各运行参数均在正常范围内；在日后运行中多次出现煤气压力突变情况，未发生炉膛共振现象，事实证明优化调整取得了明显的效果。6结语通过对锅炉运行中出现问题的分析，坚持以问题为导向，制定可行的解决方案，取得了很好的效果，并制定了有针对性的日常维护措施，延长了设备的使用寿命，保证了锅炉设备的高效、安全、稳定运行。[参考文献][1]《锅炉运行》编委会.锅炉运行[M]援北京：中国电力出版社，2008.[2]华东电业管理局.锅炉运行技术问答[M]援北京：中国电力出版社，1997援收稿日期：2015-04-15作者简介：王伟明（1979-），男，大学本科学历，工程师，2004年毕业于河北理工大学热能与动力工程专业，现从事热工管理工作。57