汽化冷却烟道漏水原因分析及解决措施

第２ ９卷 第 ６期 ２ ０ １ ３年 ３月
甘肃 科技
Ｇａ ｎｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ
ｆ ． ２ ９ Ｎｏ ． ６
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
汽 化 冷 却 烟 道 漏 水 原 因分 析 及解 决 措 施
刘晓景 ， 汪贵明。
受热 过 大而爆 裂 。
上了 １
３ 其他漏水因素
图 １ 汽化冷却烟道水循环机理
汽包 的作 用 在 于 汽水 分 离 和对 烟道 提 供 水 源 ，
影响汽水分离的 ３个 因素分别为分离空 间、 蒸汽负
荷、 压力。
１ ） 余热锅炉稳压系统运行不正 常造成 汽化系 统的频繁波动 ， 内压应力的不断变化而引起 的疲劳 破坏（ 破 口处 为横 向破裂 ） ， 同时 系统 压 力波 动 太 大
造成局部过热损坏 ； 清渣过程或结渣 自然脱 落过程 中也容 易 造成 受 热 面机械 损 伤 。 ３ ） 煮炉过程未将 系统 中的安装施工垃圾排 出，
施 工 垃圾 有 可 能 堵 塞 烟 道 个别 排 管 节 流 件 的 节 流 孔， 导 致个 别排 管 缺 水 过 烧 （ 个 别排 管 因为 缺 水 ， 管 壁温 度升 高 ， 机 械 强 度降低 ， 管子 承压产 生 的应 力超
上升 阻力 小 ， 蒸 汽体积减 小， 水 被 汽 隔 绝 的几 率 减 小， 有利 于 烟道 寿命 的延 长 。
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烟道内壁水垢是影响管道冷却强度不够的重要 因素 ， 也是 管 道产 生竹 节裂 纹 的根本原 因 ， 由于软 水 不 可避免 的存 在 Ｍｇ ¨、 Ｃ ａ “、 弱酸等 离 子 ， 在 冷却 水 长期 运行 过 程 中 会 在 管 子 内壁 沉 积 一 定 厚 度 水 垢 （ 硫 酸盐 、 硅 酸盐 ） ， 当厚 度 超 过 ５ ０ １ ａ ， ｍ时， 烟道 导 热 系 数迅 速下 降 ， 造成换热不 良、 冷 热不 均 ， 在 长 期 经 受 温差 频繁 变化情 况 下 ， 竹节裂 纹很 容易 就产生 了 。 ２ ． ２ 环 状裂 纹 由于超过 １ ３ ０ ０ ℃ 高温烟气 对锅炉管 内壁 的烘 烤， 汽 泡沿 管 内 壁 习惯 成 形 成 ， 靠 水 的 流 速 将 其 带 走， 如果水循 环 不畅 或上 升管 阻力 大 ， 水 流不 能很好 地将 汽泡带 走 ， 汽泡 长大 上浮 ， 则 汽泡所 附着 的管 壁 出现 干烧 ， 汽泡 上升后 ， 补充上 的水 对其 又是一个 激
也影 响水循环 特性 。
第６ 期
刘晓景等 ： 汽化冷却烟道漏水原因分析及解决措施
４ ． ３ 汽 化冷 却 系统 的稳压
２ ） 冶 炼过 程 喷溅 大 ， 钢渣 溅 到 移 动 段 烟 道 受 热 面上 ， 形成 大 面积 结 渣 ， 结 渣 区 域换 热 效 果 不 好 ， 易
汽包 内 的锅 水 经 下 降管 分 配 至 各 段 烟道 ， 被 加
热变为汽水混合物后进入 汽包进行 分离 ， 分离后 的 水通过下降管再次进入烟道进行循环。分离出的蒸 汽送 人 蓄热器 ， 经 调压 至 ０ ． ８ １ ． ３ Ｍ Ｐ ａ后送 人 分 汽 缸， 供用户使用 。 通过 合 理 设定 汽 包 出 口蒸 汽 调 节 阀 、 蓄热 器 出 口蒸汽调节阀、 分气缸至除氧器及水箱加热用蒸汽 调节阀 、 分气缸供外网用蒸汽调节阀 Ｐ Ｉ Ｄ参数 ， 使得
２ 常 见 漏 水 原 因
２ ． １ 竹 节 裂纹
烟道 温 度 在 １ ２ ０ ０ —５ Ｏ ℃， 变 化 频繁 （ ３—
６ 次／ ｈ ） ， 冷热交替变化产生交变内应力。长期运行
１ 汽化冷 却烟道运行机 理
１ ） 汽 化冷 却烟 道 的 实质 是余 热锅 炉 ， 其运 行 机
理 遵循 锅 炉原 理 ， 所 不 同 的是 ， 锅 炉 是连 续 作 业 ， 而 烟 道 是 间 歇 式 作 业 。 因 转 炉 冶 炼 一 炉 钢 需 要
中， 管 道产 生过 度疲 劳 的现象 ， 形成 竹节 裂纹 。
３ ９ ｍｉ ｎ， 其 中吹炼 时 间 为 ｌ ３—１ ５ ｍ ｉ ｎ ， 该 过 程 存 在 热 交换 ， 其 余过 程 则 不 存 在 热 交换 。吹炼 过 程 随着 吹 炼初 、 中、 后 期 热负荷 发 生交替 性变 化 ， 因此 ， 汽化 冷
却烟道在运行和维护上 比锅炉复杂 ， 使用寿命要 比
锅 炉短 得 多 。
２ ） 如图 １ 所示 ， 在 一 定压 力 下水 的循 环 取 决 于
上升管及下降管的阻力 ， 水循环 的动力来 自上升管 与下降管 中水 的密度差 （ 炉 口移动段采用 中压强制 循环的除外） 。在一定范 围内， 表 现为高压力循环
冷， 由此产 生热 负荷 冲击 ， 锅 炉管 热 疲 劳 损坏 ， 产 生 环状 裂纹 。 ２ ． ３ 爆管 漏水 如果 烟 道 内负 压 过 大 ， 造 成大 量 空 气被 吸 人 烟 道， 这些空 气 中的 氧气 与煤气 混合 后 ， 在 高温 下发 生 剧烈 燃烧 ， 甚 至局部 可 能发 生爆 炸 ， 烟道 内局部热 负 荷 突然增 大 ， 甚 至超 过 了 管道 所 能 承 受 的极 限 热 负 荷， 再加 上部分 管道 冷却 水循 环 不畅 ， 造成部 分管 道
（ １ ．甘肃钢铁 职业技 术学 院 ， 甘肃 嘉峪关 ７ ３ ５ １ ０ ０ ； ２ ．榆钢灾后重建项 目指挥部 。 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 具体介 绍了转炉汽化冷却烟道的原理及常见漏水原因 ， 并给出了解决方案。
关键 词 ： 汽化冷却 ； 烟道 ； 漏水 ； 解决措施
中图分类号 ： Ｔ Ｆ ７ ４ ８ ． ２
汽化 冷却 烟 道是 转 炉净汽 化 系统 中极其 重要 的 设备 ， 也是 转 炉炼 钢 中极 易发 生故 障的设 备 ， 烟道 是 否 正常 直接 影 响转炉 连续 炼钢 。本 文 主要 阐述汽 化 冷 却烟 道原 理 及常 见漏 水原 因 和解 决措 施 。