转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策

转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策

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　　　　　工业安全与环保

IndustrialSafetyandEnvironmentalProtection

　　　　　　February2008

2008年第34卷第2期

转炉汽化冷却系统常见问题及解决对策

童健民

(武钢第一炼钢厂　武汉430083)

摘　要　转炉汽化冷却系统的安全稳定运行对于转炉实现高产、系统安全运行的因素较多,但常见的问题可以概括为“腐蚀、类。4类问题提出了具体的解决对策,经过实践完善后取得了较好的效果。　　关键词　转炉　汽化冷却　对策

inConverterVaporizedCoolingSystemandSomeSolutions

TONGJian-min

(No.1Steel-makingPlantofWISCO　Wuhan430083)

Abstract　Thesafeandstablerunningofconvertervaporizedcoolingsystemisveryimportanttotherealizationofhighandstableoutput.Therearemanyfactorsaffectingthesafeandstablerunningincontinuousproduction,butthecommonlyseenproblemscanbesummarizedasfourkinds:decay,filth,stopandoperation.Theconcretesolutionstothefourkindsofproblemsareputforwardbasedonthesitepracticeandgoodresultshavebeenobtained.

Keywords

　converter　vaporizedcooling　countermeasures

转炉汽化冷却系统设备的安全稳定运行是保证被其冷却的转炉稳产、顺产的重要条件之一,在实际生产过程中相当一部分转炉汽化冷却系统暴露出这样或那样的问题,轻则影响转炉产能发挥,重则导致事故发生甚至被迫停炉。从各类事故的起因来看主要集中在“腐蚀、结垢、堵塞、操作”4类问题上,解决好这4类问题既可延缓其内部氧化腐蚀,控制结垢,又可确保其安全稳定运行,为转炉持续高产及蒸汽回收创造良好的条件。

1　转炉汽化冷却系统工艺概况

容易引起转炉汽化冷却系统的管网、泵组、烟道及锅炉等设备内部的腐蚀,尤其是氧化腐蚀最为严重。这是因为,任何气体在水中的溶解度决定于水温及此气体在水面上的压力。所谓分压力,即水面上的空间中,如果没有其他气体或蒸汽,仅此一种气体单独存在时的压力。水的温度越高,其中气体的溶解度就越小,水面上空间中这种气体的分压力越小,这种气体在水中的溶解度也就越小。表1所示为不同压力、温度下水的饱和氧量(其他气体也存在类似关系)[1]。

表1　水中氧气质量浓度与温度、压力的关系

水面压力/

MPa0.100.080.060.040.020.01

10

20

30

mg/L

以2×100t转炉为例,其汽化冷却系统采用热力除氧,除氧后的软水供低压强制循环和高压自然循环来实现其生产过程中的汽化冷却,其工艺流程如图1所示。

水温/℃

40

50

60

70

80

90

100000000

1410.88.87.56.25.44.73.62.61.611

8.57.05.75.04.23.42.61.60.5

0000

8.36.44.34.33.73.02.31.70.85.74.23.52.72.21.71.10.42.32.01.61.41.21.01.20.90.

80.50.2

00

00

000

从表1中可以看出,水温低于40℃时氧质量浓度达7-图1　2×100t转炉汽化冷却系统工艺流程

8mg/L以上,低温水中的高氧量、高二氧化碳量等造成了转

2　转炉汽化冷却系统运行中常见的问题

炉汽化冷却系统设备或构件内部腐蚀。生产实践统计的结果表明,在1年的设备运行周期内,没有除氧或除氧不充分的软水对系统内部所造成的腐蚀量是充分除氧的数倍甚至是10多倍。

转炉汽化冷却系统内部若长期受到严重的腐蚀,轻则缩短设备的运行寿命,重则会造成局部堵塞或造成高温段的烟道管束内传热不均引起爆管漏水事故。因此,解决腐蚀问题

转炉汽化冷却系统在生产过程中常见的问题,概况起来主要表现有“腐蚀、结垢、堵塞、操作”4类,必须分析清楚这4类问题产生的原因,才能制定相应的对策。

2.1　腐蚀产生的原因及其危害

供给热力式除氧器的低温软水中溶解有一定量的氧、氮、二氧化碳及微量的氢等气体,其中二氧化碳及氧的存在

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是确保汽化冷却系统安全、高效运行的重要工作之一。

2.2　结垢产生的原因及其危害

生上述情况会造成蒸汽的湿度增大,严重时会引发蒸汽输出管道水击事故,不利于汽化冷却系统的安全运行。

3　解决“腐蚀、结垢、堵塞、操作”常见问题的对策

转炉汽化冷却系统内部结垢主要是因为其采用的冷却剂

,软水在送入除氧器之前都会在专用软水站用石灰和纯碱做软化处理,单用石灰软化,只能去除暂时硬度,加入纯碱则可去除永久硬度[2]。那么去除了暂时硬度和永久硬度的软水为什么还会在系统内部产生结垢呢?生产统计数据表明,在可比时间段内将软水送入汽化冷却系统前再用磷酸三钠进一步消除硬度与未用磷酸三钠进一步消除硬度相比,系统内部的结垢量要少数倍以上甚至更多。转炉汽化冷却系统内部结垢最直接的后果会导致系统传热效率下降,当烟道内壁结垢增大甚至是失控状态时,束由于内外传热不畅其外表面(即与1600℃气接触面)烧损量会增大,统设备使用周期缩短,局部爆管漏水事故,。因此,在生产过程。

2.3　堵塞产生的原因及其危害

解决常见问题要结合生产实际,这样可以取得事半功倍的效果。本文根据2×100t转炉汽化冷却系统设备的实际状况,制定并实施了如下对策措施。

3.1　腐蚀的解决对策

“腐蚀”问题,重要的、二氧化碳等气体。根据前,21台除氧器的实际,(),避免短时间向除氧器内大量补入低温软,当除氧器排气头内的压力P>0.02

MPa时,其中的气体较易排出,反之则不易排出。为稳定除

氧效果,可将排气头内的工况压力控制在0.02-0.04MPa之间为宜,理想的除氧水温应控制在102-104℃之间[2](特殊

情况下水温要控制在80℃以上),这样可以有效地排出软水中的腐蚀性气体,从而最大限度地控制和减缓系统内部腐蚀程度。实施此对策措施1年后,转炉汽化冷却系统运行情况统计表明,其内部腐蚀比之前减少了80%以上“腐蚀”,问题得到了较好的控制。

3.2　结垢问题的解决对策

堵塞问题往往发生在生产过程中处理各类事故之后复产的阶段,一般分为供水部分堵塞和排水、排污部分堵塞。其中高压自然循环供水还是排污部分堵塞容易通过监控设备发现,只要及时排除不会对生产或安全构成危害。低压强制循环不论是供水和排水,

部分堵塞都较难发现,若不及时排除则会对生产或安全构成危害。本系统中由于2座转炉共用1套除氧器,仅在各转炉强制循环的入口安装了1只软水流量计,而流量计显示的软水流量是活动烟罩、下料口、氧枪水套等设备的总流量。因此,当某一设备的软水流量减少甚至堵塞断流时,在短时间内很难准确查出问题。在生产过程中曾发生过因活动烟罩进水堵塞而造成在几小时内其冷却管束烧损变形的事故。

堵塞问题虽然主要发生在低压强制循环设备上,但其危害也不容忽视。它一旦发生,轻则造成冷却设备损坏,影响安全生产,重则造成活动烟罩等部分泄漏,从而导致转炉停产。因此,在生产过程中要及时发现并迅速排除“堵塞”问题,实现转炉安全、稳产。

2.4　操作出现的问题及其危害

要解决好汽化冷却系统设备内部的结垢问题,重要的是做好除氧后的软水再软化工作,主要是将除氧合格后的软水送入汽化冷却系统前用磷酸三钠进一步消除硬度,即:

3Ca(HCO3)2+2Na3PO43Mg(HCO3)2+2Mg3PO43CaSO4+2Na3PO43MgSO4+2Na3PO4

Ca3(PO4)2↓+6NaHCO3Mg3(PO4)2↓+6NaHCO3

Ca3(PO4)2↓+3Na2SO4Mg3(PO4)2↓+3Na2SO4

磷酸三钠除了消除水的硬度外,还能促使老水垢逐渐溶解[4],并在系统内壁形成致密的保护膜,延缓腐蚀。

根据对策,采取了定期对除氧后的软水加入一定量的

Na3PO4溶解再送入系统的措施,另外还定期排除系统中的溶

解泥渣,避免局部堵塞。实施此对策后,检查运行1年后的汽化冷却系统设备表明其内壁结垢现象基本得以消除,烟道主要受热段传热均匀,漏水率下降75%以上。

3.3　堵塞问题的解决对策

转炉汽化冷却系统操作出现的问题一般表现在:①软水除氧操作;②余热锅炉水位操作;③蒸汽回收操作3个方面。软水除氧操作问题主要是除氧不彻底,软水中含氧量不达标甚至超标,它往往是没有均衡地往除氧器中补水或除氧蒸汽控制偏小所致。余热锅炉水位操作问题常表现为实际水位偏低或偏高,水位偏低(在氧枪下枪吹炼下限水位以上)一般是生产前补水不及时或排污阀、排水阀、烟道管束渗漏所造成;水位偏高(在氧枪下枪吹炼上限水位以下)一般是生产前补水过多或排水阀不能及时排水和给水调节阀组有渗漏、关闭不严所造成。

水位偏低时,锅炉内的软水冷沫增多,膨胀变大,烟道管束内易结垢。水位偏高时,在转炉下枪吹炼时其沸腾水位迅速上涨至汽水分离板下部猛烈撞击汽水分离板

[1]

根据2.3分析和生产过程中发生的“堵塞”事故来看,低压强制循环中各子循环管道及冷却管束一般不易堵塞“堵,塞”主要表现在各子循环进水阀门上。为此可采取如下对策:①在各子循环进水阀门出口增加直通式流量计,这样可以准确地判断其流量,及时排除堵塞故障;②在各子循环进水阀门进、出口分别安装排污阀,这样可以及时有效地检查进水阀前后软水流量变化,便于在低压强制循环各类事故处理完毕复产时准确判断其流量是否正常。实施此对策后可有效地检查、判断“堵塞”,避免因此而造成的事故。

3.4　操作问题的解决对策

。一旦发根据前文分析并结合生产实际条件,制定了以下对策:

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煤气爆炸危险场所防爆电气设备选型

谢全安1　安振东2　王胜春1

(1.河北理工大学化工学院　河北唐山063009;　2.唐山中润煤化工有限公司　河北唐山063600)　　摘　要　介绍了煤气爆炸危险场所的区域划分,级别和温度组别4个部分,对煤气场所防爆电气设备进行了选型,以防止电气火花的形成　　关键词　煤气　爆炸场所　防爆电气设备　选型

ModelSelectionof-inGasExplosionArea

1　ANZhen-dong2　WANGSheng-chun1

f,HebeiPolytechnicUniversity　Tangshan,Hebei063009)

Abstract　Inthisexplosivemanufacturedgasareaisfirstlyintroduced.Itisexplainedthattheexplosion-proofsignsofelectricalequipmentfourparts,model,sort,gradeandtemperaturegroup.Theexplosion-proofelectricalequipmentisselectedinexplosivemanufacturedgasareainordertoavoidtheelectricalsparkanddecreasetheexplosivehazards.Keywords　gas　explosionarea　explosion-proofelectricalequipment　modelselection

电气火花是引起煤气爆炸的主要原因之一,因此,对煤气场所进行分区,经济合理地选用防爆电气设备,以防止爆炸条件的形成,是保障煤气作业场所安全生产的重要措施。

1　煤气爆炸危险场所的区域划分

境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境[1]。

该规范对气体爆炸危险区域等级划分有严格的规定,

(G《城镇燃气设计规范》B50028-2006)和《焦化安全规程》(GB12710-91)中,对焦炉煤气、直立炉煤气、水煤气和发生

根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》

(GB50058-92),可燃气体爆炸危险场所按其出现的频繁程

炉煤气爆炸危险区域等级进行了明确的划分。如将焦炉地下室、煤气水封室、封闭煤气预热器室、鼓风机室、直立炉顶部操作层以及水煤气生产厂房等密闭区域划分为1区;将焦炉煤气初冷、洗氨、脱硫、洗苯等室外区域以及水煤气排送机间等区域划分为2区[2,3]。

对其他未作规定的煤气爆炸危险区域等级进行划分时,通过制定并实施了上述4项对策措施后,转炉汽化冷却系统的“腐蚀、结垢、堵塞、操作”4类问题得到了较好的解决,经过多年的生产实践,系统的安全性和稳定性有较大提高,故障率大幅度下降,系统连续5年无较大事故。各转炉厂的汽化冷却系统不尽相同;但“腐、垢、堵、操”等问题及其对系统的危害基本相同,因此,必须认真对待并慎重解决,这样才能确保系统安全、稳定、高效运行。

参考文献

[1]童健民,等.增加转炉蒸汽回收的难题及对策.北京:中国钢铁年

度和持续时间可分为0、1、2三个区。

0区:在正常运行时连续出现或长期出现爆炸性气体混

合物的环境。

1区:在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环

①软水除氧操作时,应将其加热至沸点,采取小流量向除氧器内补水,水位尽可能保持稳定,排气头压力控制在0.02-0.04MPa之间以及时排出水中解析出的气体。一般水温达

到102-104℃时,出水的含氧量为合格,在特殊情况下,水温要尽可能控制在80℃以上。②汽化冷却系统在运行过程中,余热锅炉内的水位在一定范围内波动,保持相对稳定,即给水量等于蒸发量和排污量,就能实现汽化冷却系统的安全稳定运行。经过反复试验对比,将余热锅炉由适时自动补水改为转炉吹炼完毕补水,开吹前停止补水;将吹炼前+100

mm水位控制降低为-100mm水位控制[3]。数年的生产实

会论文集.2003.880

-881.

[2]林宗虎,李瑞阳,等.锅炉用水、清灰及除灰.北京:化学工业出版

践表明,实施该措施后,系统运行可靠,其安全性和稳定性增强,事故率低。③进行蒸汽回收时,首先要控制补入余热锅炉内的水温,尽量向其补入102±2℃的无氧水;其二是将余热锅炉开吹前的水位控制在-100±20mm;其三是停产6h以上,余热锅炉内水温低于90℃时,转炉复产第1炉蒸汽不回收,直接排入大气

4　结束语

[3]

社,2001.41-42,45.

[3]童健民,等,浅议软水控制与转炉蒸汽回收的关系.昆明:全国能

源与热工学术年会论文集.2004.386-387.

[4]张志贤.管道施工.济南:山东科学技术出版社,1985.293.

作者简介　童健民,男,1964年生,高级工程师,车间主任,长期从事钢厂设备检修维护及管理工作。

(收稿日期:2007-04-19)

。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yege.html