转炉_段烟罩改汽化冷却

第 6 期 转炉 Ⅲ段烟罩改汽化冷却
41
软水压力 119Mpa , 蒸汽密度 4116kg/ m3 , 软水密度 892159kg/ m3 , Ⅲ段烟罩水力循环管路见图 1 。
根据确定的管路计算自然循环条件水力计算 (表 1)
图 1 Ⅲ段烟罩水力循环管路
a 、b Ⅲ段烟罩下降管 c 、d Ⅲ段烟罩上升管
图 3 上升 、下降管加强尺寸图
214 汽包蒸汽容积负荷的校核 Ⅲ段烟罩改汽化冷却后 ,冷却设备增加 ,冷却水
增加 ,蒸汽量加大 。可能使汽包压力升高及蒸汽引 出管蒸汽速度过大 ,带水严重 ,通过计算升罩操作 , 蒸汽空间容积负荷为 629m3/ hm3 ,比锅筒内只有均 汽板汽水分离仅依靠重力的容积负荷 600m3/ hm3 基 本接近[2] 。而匀汽孔板利用孔板的阻力使蒸汽沿锅 筒长度 、宽度均匀上升 ,计算得蒸汽穿孔平均速度 1113m/ s ,而蒸汽引出管的蒸汽速度为 1812m/ s。由 于蒸汽引出管的蒸汽速度小于 017 倍的蒸汽穿孔平 均速度 ,因此应在蒸汽引出管下部加焊直径为 203mm 的盲板 。
第 28 卷第 6 期 2002 年 12 月
包 钢 科 技 Science & Technology of Baotou Steel ( Group) Corporation
Vol. 28 ,No. 6 December ,2002
转炉 Ⅲ段烟罩改汽化冷却Ξ
戴 玲1 ,刘振伟2
(11 包钢 (集团) 公司房产处 ,内蒙古 包头 014010 ; 21 包钢 (集团) 公司炼钢厂 ,内蒙古 包头 014010)
改后近 4 年来 , 使用效果良好 , 未发生故障 。 其它中小钢厂 Ⅱ段和 Ⅲ段合为一段 , 大型钢厂分开
也使用强制循环 , 包钢烟罩原设计为 Ⅱ段和 Ⅲ段合 为一段 , 由于在张家港制作运输困难 , 而且 80t 转 炉在 50t 转炉的基础上改造而成的 , 厂房所限安装 需要把它分开 , 它的成功为其他钢厂扩容改造提供 了借鉴 。
21211 Ⅲ段烟罩的蒸汽量计算
Ⅲ段烟罩的热力计算在原有烟罩尺寸已定的基
础上来确定 。 Ⅲ段烟罩最大蒸发量 ,查知转炉炉气
量 L = 47000Nm3/ h , 烟 气 在 Ⅲ段 烟 罩 有 效 放 热 值
28128kcal/ Nm3 炉气 Ⅲ段烟罩瞬时蒸发量可求 。
D
=
QF·VL·10[ (i″- igs) +
2
下降管水速
Wj m/ s w0 ∑F/ ∑Fj 2135
3
回路循环水量
G Kg/ s ρ′w0F
7017
4
回路蒸发量
D T/ h 据热力计算 212
5
回路循环倍率
K
G/ D
32
6
工作点力差
y Pa 据循环特性图 3138 3 104
42
包钢科技 第 28 卷
加压泵 ,减轻了修泵人员的劳动量 ,裁掉了泵房的运 行人员 ,同时增加了蒸汽回收量 ,年降低成本 120 多 万元 ,另外 ,净环水冷却时每月故障 3～4 次 ,一年可 减少故障时间 500h 左右 (平均值) ,降低维护人员的 劳动强度 ,提高了转炉作业率 ,社会效益更为可观 。 412 使用性能
31
粗中轧和精轧及意大利飞剪 ;工控机也通过 OSM 进 行集线 ,两个 OSM 通过光缆进行连接 ;将两台主机 和五个工控机之间构成 ETHERNET 网 ,其中 OSM 与 五台上位机相连是通过网卡 CP1613 。这样一来 ,不 仅实现了对远程设备的快速控制 。并且出于节省电 缆的原因 ,将粗中轧的 1 # PROFIBUS 网采用从粗中 轧的最后一台电机到第一台电机的逆序与 1 # 主机 相连 ,既粗中轧的 1D 至 6D 网址和精轧的顺序排列 的 7D 至于 12D 电机的网址是恰恰相反的 。
- 3]
Ψi
[
1
]
其中QF ———烟气的有效放热值 kcal/ Nm3 炉气
VL ———炉气量 (Nm3/ h)
I″———汽包额定压力下的饱和蒸汽焓 (kcal/ kg)
igs ———给水焓 ,9015kcal/ kg
Βιβλιοθήκη Baidu
I ———汽包额定压力下的饱和水焓(19118kcal/ kg) Ψ ———排污率 Ψ = 0115
取 a = 013 瞬时蒸发量
∑ζz ω220ρ′[ 1 + x(ρρ′″- 1) ]
hc (ρh - ρ″) g
∑ζz (
F FS
)
2
ω220ρ′[ 1
ρ′ + x(ρ″-
1)
]
014 4506 41013 4513 212
598
016 10094 35428 6719 212
617
018 17904 27615 9015 212
D
=
47000 ×10 - 3 ×28128 (66519 - 9015) + 0115 ×19118
=
2.
2t/
h
21212 Ⅲ段烟罩的水力计算
80T 转炉汽包额定压力 1125Mpa ,软水温度 (设
计 103～104 ℃) 实际水温 90 ℃
Ξ 收稿日期 :2002204202 作者简介 :戴玲 (19642) 女 ,内蒙古包头人 ,1992 年毕业于包头钢铁学院冶金机械专业 ,机械工程师 。
1 烟罩结构及损坏机理
包钢 80t 转炉烟道由活动段 ,固定段 , Ⅰ段 、Ⅱ 段 、Ⅲ段烟罩组成 , Ⅲ段烟罩采用强制循环净环水冷 却 ,其余各段采用自然循环汽化水冷却 。 Ⅲ段烟罩 用隔板在上 、下联箱分隔成三部分 ,冷却水经烟罩下 联箱进入排管内蛇形运动后 ,由上联箱收集流出 ;由 于净环水含泥沙较多 ,而 Ⅲ段烟罩受热管长短不一 (结构所限) 长受热管阻力大 ,循环流速减小 ,水质泥 沙沉积受热结垢 ,阻力增大 ,受热结垢后的受热管烧 结膨胀把弯管涨裂漏水 ,因此 Ⅲ段烟罩受热管结垢 涨裂 ,漏水都发生在最长受热管处 ,导致 1～2 周需 停产检修 1 次更换受热管或焊接漏点 ,但 Ⅲ段烟罩 距炉口较高 (20133m) 焊接一次需 12h ,温度高 ,高空 安全性差 ,维护人员的劳动强度大 。
3 实施过程
Ⅲ段烟罩改进的主要对象是烟罩上 、下联箱作 配水联箱 , 并在汽包上开孔并加强开孔处 , 接上升 管和下降管 , 为保证改进工作的顺利进行 , 分三步 实施 ; 线下改作联箱 , 炉役修更新烟罩试用 , 全部 更新 。
线下烟罩改联箱于 1997 年底完 ,1998 年 3 月在 3 # 转炉更换 Ⅲ段烟罩改汽化冷却 ,试用 2 个月对汽 包 、烟罩等跟踪 ,使用情况如表 3 。
参 考 文 献
[ 1 ] 冯俊凯 ,沈幼庭 1 锅炉原理计算[M]1 北京 :科 学出版社 ,19921
[ 2 ] 李之光 ,范柏樟 1 工业锅炉手册[M]1 天津 :天 津科学技术出版社 ,19881 (下转第 31 页)
第 6 期 SIMATIC S7 系统在棒材轧机控制中的应用
参 考 文 献
[ 1 ] S7 手册[M]1 北京 :西门子 (中国) 有限责任公 司自动化与驱动集团自动化系统部 ,1999 ,261
[2 ] STEP7 梯形逻辑参考手册 [ M ]1 北京 :西门子 (中国) 有限公司自动化与驱动集团自动化系 统部 ,1996 ,3411
Application of SIMATIC S7 system on bar rolling mills control
各个相应机架的速度调节器进行控制 。同时在软件 上也做了一定的技术处理 ,让对套进行调节的工艺 调节器延时投入 ,延时切除 ,同时在起套和收套上也 采用了先进的技术思想 ,使它们之间彼此联系 ,相互 影响 ,保证了套形的稳定 ,促进了生产的稳定 ,保证 了轧制的秩序 。
6 结束语
总之 ,S7 系统在线材厂的应用 ,不仅改善了产 品质量 ,而且也提高了轧制速度 ,保证了生产的稳定 和成本的降低及效益的提高 ,增加了企业的活力 ,更 适应当前形势的发展 ,为今后的发展打下了坚实的 基础 ,同时也证明了采用 S7 系统的正确性 。
5 工艺控制的改善
结合生产的工艺的实际情况 ,将五个立套的控 制给相应的单机 ,采用了西门子先进的直流传动装 置中的自由功能块组合技术对立套进行控制 。因为 立套的高度为模拟量 , 因而让其从直流传动装置 6RA70 的模拟量输入端子 6 和 7 进入 ,经过处理后 让其输出的连接量直接连到 6RA70 装置槽二中的 通讯板的自由功能块中 ,与主机进行网上传输 ,立套 的给定也是由 6RA70 装置槽二的通讯板接收来的 控制字直接加到工艺调节器上获得的 ,其输出经过 通讯板传给主机 ,再经主机处理之后 ,将调节量传给
Ⅲ段烟罩漏水是影响转炉生产的主要因素 ,改 变水质或改变冷却方式是 Ⅲ段烟罩改造的主要方 向。
2 可行性研究
211 技术改造方案 方案 1 使用软水或除盐水冷却 ,建一个软水循
环泵站实行闭路循环 ,回水由板式换热器冷却 ,冷却 介质为净环水 。
方案 2 采用汽化自然循环冷却和活动烟罩共用 一个汽包 ,水从汽包内由下降管流入 Ⅲ段烟罩 ,受热
表 1 自然循环条件水力计算表
名 称
符 号
单 位
公 式 来 源
a
b
c
循环水速
ω0
下降管阻力
Δpj
下降管压差
yj
循环流量
G
蒸发量
D
蒸发管阻力
ΔpZ
提升压差
Δpc
上升管阻力
Δps
上升管系统总压差
∑ys
m/ s N/ m2 N/ m2 Kg/ s t/ h
Pa
Pa
Pa
Pa
ρ’ghj - Δpj ρ’ω0F
LI Jian - li
( Wire Plant of Baotou Steel ( Group) Corporation , Baotou 014010 , China)
Abstract :The reasons for S7 adoption is discussed on the comparision with S5 and introduction of hardware configuration , and at the same time made the readers have reference for the equipments.
后利用密度差把产生的汽水混合物由上升管流入汽
包。
方案 1 虽然可行 ,但投资较大 。而方案 2 投资
少 ,只需在原烟罩的配水联箱和收集联箱取出隔板
并增加配水联箱 ,但国内钢厂还没有成功的先例 。
其他钢厂都是 Ⅱ段 、Ⅲ段合为一段 。单独分段如果
能够循环起来 ,方案 2 更为可行 。
212 技术论证
692
1742
2175
2526
13498
18066
28914
25828
32903
45871
通过水力计算 ,作出水力循环特性图 (图 2)
回路循环特性计算结果见表 2 。
表 2 回路循环特性计算结果表
序号
名 称
符号 单位 公 式 Ⅲ段烟罩
图 2 水力循环特性图
1 蒸发管入口循环流速 W0 m/ s 据循环特性图 01625
摘 要 :通过对转炉 Ⅲ段烟罩损坏研究 ,把净环水强制循环冷却改为汽化自然循环冷却 ,可使使用寿命增加 3 倍 , 减少了维护人员的劳动强度 ,提高转炉生产率 。 关键词 :烟罩 ;汽化冷却 ;焓 ;循环倍率 中图分类号 :TU86 文献标识码 :B 文章编号 :1009 - 5438 (2002) 06 - 0040 - 03
从以上回路循环结果看 ,自然循环是可行的 。 213 汽包开孔强度的校核
由于 Ⅲ段烟罩的上升管和下降管在汽包上开孔 后 ,汽包强度减弱 ,因此应对汽包强度进行校核 。汽 包开孔直径为 223mm , 下降管开孔后相邻孔距为 720mm ,上升管相邻孔距为 600mm。而计算知相邻 两孔影响的最小节距为 64414mm ,因此上升管需按 孔桥处理 , 通过计算未加强孔的最大允许直径为 19614mm ,而上升管 、下降管的开孔为 223mm ,所以 , 上升管 、下降管都应进行加强 。加强尺寸见图 3 。
项目 比较
改前 改后
烟罩
漏水 无漏水
表 3 3 # 转炉改造前后对照表
汽包压力
汽包 、加强圈
耗水量
蒸汽量
0172MPa
11 (平均)
1014
018MPa
无鼓包凹陷
12 (平均)
1019
振动
无 无
蒸汽带水量 一般
4 使用效果及评价
411 经济效益 改进后 ,停掉净环水加压泵房的 2 台 90KW 的