转炉汽化冷却系统(凌钢)的特点分析

冶金动力METALLURGICAL POWER 2009年第4期总第134期

1前言

转炉汽化冷却装置设置的目的是收集转炉冶炼过程中的高温烟气并将其冷却，以便满足下一步烟气净化及煤气回收的要求，保证转炉炼钢的安全生产，同时可生产蒸汽回收大量热能，对于降低转炉工序能耗具有重要意义。

凌钢转炉连铸大修改造项目，新建一台120t 转炉，采用自然循环和强化循环相结合的复合循环方式。复合循环冷却方式具有既能回收蒸汽，又安全可靠、使用寿命长等优点，是较为先进的烟气冷却方式，与之前的转炉汽化冷却系统相比，凌钢转炉汽化冷却系统具有以下特点：

2集成化的活动烟罩柔性装置

位于转炉本体上方的活动烟罩，主要用途是为确保煤气回收安全、可靠；同时也能收容部分波动的烟量，防止和减少烟气外溢，改善车间条件。煤气回收分为前烧期、回收期和后烧期。前烧期活动烟罩升起，大量空气进入，使炉气中一氧化碳完全燃烧，产生大量二氧化碳，使烟气成为惰性气体，将系统吹扫干净；然后降下活动烟罩，控制空气进入，当一氧化碳达到一定值（即煤气达到一定热值）时将煤气回收；当冶炼即将结束时，再提起烟罩使烟气中一氧化碳完全燃烧，含有大量二氧化碳的烟气驱赶汽化冷却及除尘系统里的一氧化碳，以保证整个系统的安全。

活动烟罩的上升和下降，要求与之相连的汽化冷却系统的上升管和下降管也能够随之而动。此部分循环水管传统的布置方式是在循环水管与活动烟罩相接之前，接入一组万向铰接波纹补偿器或金属软管。万向铰接波纹补偿器通常以两个或三个一起配套使用，以角偏转的方式补偿活动烟罩的位移，与此同时，存在着占地过大的局限性。金属软管占地不大，柔性部分一般为不锈钢波纹管外加铠装的不锈钢网套构成，结构的限制决定其不能承受扭矩。活动烟罩周期性的上升和下降，使得万向铰接波纹补偿器及金属软管的波纹管因疲劳而可能破坏。

凌钢工程采用了中冶京诚工程技术有限公司的活动烟罩柔性装置，该装置采用独特的内部结构，与传统的采用金属软管或金属波纹补偿器相比较，具有以下优势：

(1)生产和人员安全性得到最大地提升

凌钢转炉汽化冷却系统的特点分析

王元新，陈世然，郑涛

（中冶京诚工程技术有限公司，北京100176）

【摘要】分析了凌钢转炉汽化冷却系统的集成化的活动烟罩柔性装置、新的转炉蒸汽脱水方式及适应干法除尘蒸发冷却器喷嘴用蒸汽的蒸汽系统等三个特点，较好的解决了工程实际问题。

【关键词】转炉汽化冷却；活动烟罩柔性装置；蒸汽滤洁器；集成化

【中图分类号】TK17【文献标识码】B【文章编号】1006-6764（2009）04-0072-02

Characteristics Analysis of Cooling System

for Converter Evaporated Cooling System

WANG Yuan-xin,CHEN Shi-ran,ZHENG Tao

(MCC Capital Engineering&Research Incorporation Ltd.,Beijing100176,China)

【Abstract】Integrated flexible device of movable hood for the converter evaporated cooling system of Lingyuan Iron and Steel Co,new steam dewatering mode as well as the steam system for evaporative cooler nozzle were analyzed.The steam system was suitable for dry dusting.It well solved practical problems in engineering.

【Key words】converter evaporated cooling;flexible device of movable hood;steam filter;integra-tion

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金属软管或波纹补偿器破坏时引起大量炉水直接喷射平台，影响炼钢生产的同时，也对人员安全造成威胁。活动烟罩柔性装置采用球形接头作为柔性连接件，基本避免了疲劳破坏问题，对生产和人员造成巨大危害的可能性变得很小。通过将部件集成在一个箱体内，外部只留连接口，因而使密封面等可能存在的微量泄漏也被控制在安全范围内。

(2)该装置采用集约化的设计，设备紧凑，重量轻，占用空间小，易于布置。同时带给工艺宽松的平台作业面。

(3)该设备主体不易发生破坏，寿命较长，投入使用后检修维护工作较少，因而为用户节约了大量的备品备件和检修维护成本。

(4)整个装置集成在一个固定的箱体内。安装方便，直接将活动烟罩的汽化冷却循环水管道与活动端连接，固定的外部管道与固定端连接，即可投入使用。

以往活动烟罩柔性装置放置在转炉维修的平台上，每次修炉都需将其吊离修炉区域，操作繁琐。凌钢此次柔性装置放置在烟道横移台车上。修炉时只需解除与循环水的法兰连接，活动烟罩柔性装置随烟道横移台车的开出而随之移位，无需专门移动活动烟罩柔性装置，大大减轻了修炉时的工作量。

3新的转炉蒸汽脱水方式

转炉在冶炼过程中，吹氧期是间断的，在转炉

非吹氧期间，下降管、受热面管、上升管中充满了水，当转炉开始吹氧后，热负荷骤然增大，受热面管中水受热蒸发，形成大量汽水混合物而引发体积急剧膨胀，使汽包内的水位急剧上升。据介绍，90t 转炉φ2200mm ,长度为11m 的汽包，在吹氧3min 后水位上升达300mm [2]。水位的急剧上升致使汽包内的蒸气分离空间明显减少，从而导致蒸气大量带水、品质恶化。

蒸汽管底部的凝结水，量大时会引起水击，使得管道剧烈振动，严重时将使管道断裂而造成极为

严重的安全事故。此外，高速流动的凝结水冲刷金属表面，也侵蚀各种管件，威胁到蒸汽管线的安全运行。常规解决此问题的方式是在蒸汽管线上安装疏水阀，这样,既浪费品质很好的软化水，也浪费了凝结水所携带的热量。

凌钢工程在汽包出口采用了中冶京诚工程技

术有限公司的蒸汽滤洁器，较好的解决了这个问题。这种蒸汽滤洁器采用特殊形式的内部汽水分离结构，滤水效率可达95%以上；

阻损也小；同时占地面积小；安装维护方便；设备寿命长。可滤出饱和蒸汽中的水滴，为后面的管道和设备安全可靠运行创造有利条件；同时使其后蒸汽管道上的疏水阀组大大减少。由蒸汽滤洁器拦截下来的凝结水，作为整个转炉汽化系统的补水进入除氧器，既回收了软化水也回收了凝结水中带的热量。

4适应干法除尘蒸发冷却器喷嘴用蒸汽的蒸汽系统

目前，国内外转炉炼钢烟气除尘处理采用的主要方法分为:湿法除尘和干法除尘。与湿法除尘相比，干法除尘工艺的优点是：节约了大量的冷却水和污水处理设备；回收粉尘为干粉，减少了泥浆的处理量。在干法除尘工艺中，蒸发冷却器喷入的水量和雾化的效果是影响除尘效果的关键因素之一。雾化的介质一般为蒸汽。

凌钢工程采用干法除尘工艺，蒸发冷却器喷嘴要求蒸汽压力在0.8~1.0MPa 。凌钢外网为0.3~0.5MPa 的低压蒸汽，不能保证雾化效果。因而在转炉汽化冷却系统产生的饱和蒸汽经蓄热器、分汽缸外送蒸汽的管路上增加一个调节阀组，在转炉生产时优先保证自用汽（包括汽包及LT 喷嘴用汽），多余蒸汽再经过蒸汽外送管上压力调节阀送入外网。通过这种方式，较好的解决了这个问题。

收稿日期:2008-12-19

作者简介:王元新（1975－）女，

毕业于中国石油大学热能工程专业，工程师，现从事冶金工厂热力工程设计工作。

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