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转炉蒸汽在rh真空精炼炉中的应用 1 电厂中压蒸汽系统 3-120吨法国机械装配厂的三级乙烷湿墙年产量为420万吨钢。为提高钢种品质性能,新建1套130 t的RH真空精炼炉,年处理钢水能力为145万t。真空系统共设置7台真空泵,3级增压,2级喷射,蒸汽源为热电厂中压蒸汽。 国内向真空泵供汽的方法有两种:一是建设专用快装锅炉房,锅炉一般是从国外引进;二是外部有可靠的中压蒸汽源时,接引中压蒸汽到蓄热器组,经蓄热和调压后供真空泵使用。生产实践中,这两种供汽方式都是成熟可靠的,但是,这两种方式投资多、占地大、供汽环节多、运行费用高。莱钢型钢炼钢厂1#RH真空精炼炉供汽方式为第二种,即使用中压蒸汽。炼钢厂3座转炉汽化冷却产生蒸汽约60 t/h,除在冬天部分用于取暖外,大部分放散,与此同时,却还要外购蒸汽。RH真空精炼炉能不能使用转炉蒸汽,以减少外购蒸汽,并降低转炉蒸汽放散率,本研究对此进行了探讨。 2 通过旋转炉的蒸汽进行真空精炼的可行性分析 2.1 真空蒸汽压力 为保证抽真空效果及抽气时间,真空泵的用汽制度及对蒸汽品质的要求非常严格:1)抽真空期间的蒸汽流量必须保证。真空精炼系统平均用汽量17t/h,最大用汽量25 t/h,汽波动性大,但要求在任何时候抽真空,系统“储存”的蒸汽量都必须大于抽真空所需要的蒸汽量,否则,将延长抽气时间甚至抽真空中断。2)抽真空期间蒸汽压力必须稳定。真空精炼系统要求压力稳定在1.0~1.2 MPa(表压),压力过小或压力波动较大时,会使真空度反复波动,不能满足生产需求。3)抽真空所用蒸汽必须是过热干蒸汽。RH真空精炼炉要求蒸汽过热度10~20℃。如果蒸汽温度低、湿度大,则会引起真空系统水击和震动,蒸汽流量小系统无法启动,还会损坏设备。 2.2 转炉蒸汽的多样性 炼钢生产中转炉烟道汽化冷却产生蒸汽是间断的,虽然真空精炼炉的工作制度也是间断的,但在真空泵工作过程中,用汽却是连续的,这就存在一个间断性和连续性如何协调的问题。转炉吹炼时,转炉蒸汽的产量一般远大于真空精炼的用汽量要求,但仍然有许多关键问题需要解决:一是要解决由于转炉生产的间歇性和波动性带来的供汽间断和波动问题;二是要解决蒸汽品质问题,如过热度等;三是要解决转炉烟道汽化冷却系统和真空精炼系统与其他热源之间的生产管理协调问题。 2.3 解决问题的措施 2.3.1 增加蓄热容量 转炉汽化冷却装置所产蒸汽虽然在总量上大于RH真空精炼炉的用汽量,但实际生产中,当转炉停吹不再产汽时,要求转炉汽化冷却装置的蓄热蒸汽量要保证真空精炼炉再处理1炉钢的用汽量。实际运行中余热锅炉压力为0.6～0.7 MPa,蓄热器单位蓄热能力非常低,完全不能满足真空泵所需要的蒸汽要求。在转炉汽化冷却系统允许的工作压力范围内,提高余热锅炉运行压力,可以增大蓄热量。经计算,若蓄热器充热压力达到2.0 MPa(表压)、放热压力为1.2 MPa(表压)、现有2台150 m3蓄热器可以蓄热10 t,就能满足1炉钢水精练所需要的蒸汽量。 增大蓄热容积也可以提高蓄热量。新系统可以在考虑造价、运输的基础上,设置大容量的蓄热器。为了最大限度地使汽化冷却系统多储备蓄热蒸汽,还可以充分利用汽包的蓄热容积,此方案特别适用于老系统的改造。利用汽包蓄热的措施是在转炉汽化冷却系统中,对调节系统加以改造,将汽包当作蓄热器的一部分,汽包与蓄热器同步充热放热,使整个转炉汽化冷却系统蓄热量进一步增大,以保证真空泵在转炉停吹之后抽真空的用汽量。莱钢型钢炼钢厂原有3台80 m3蓄热器,加上新上的2台150 m3蓄热器,总蓄热容积达到540 m3。按充热压力1.5MPa、放热压力1.2 MPa计算,总蓄热能力可以达到8.5 t。若同时使用3台50 m3汽包,总蓄热能力可达到10 t,也可以满足1炉钢的用汽量。改造前后的蓄热系统如图1所示。 2.3.2 系统实现“一机两种” 转炉汽化冷却汽包和蓄热器的蒸汽在满足真空精炼炉真空泵用汽量的同时,应保证系统安全并充分利用能源。原有的转炉汽化冷却系统必须具有优先向真空泵送汽,并使多余的蒸汽再向外部管网输送的功能。设计思路是不改变转炉汽化冷却原有主要设备允许的工作压力和主要管路,在原有基础上修改汽化冷却系统。措施是:在每个蓄热器出口压力调节阀前引出向真空泵送汽的支管,在引出支管上加一手动闸阀,同时改变压力调节阀的取压点,将原来取阀后压力改为取阀前压力,并设定压力调节阀的开启压力高于去真空泵的蒸汽压力。在汽化冷却运行中,系统蒸汽压力先升到去真空泵的压力,这样当真空泵运行时,转炉汽化冷却所产的蒸汽就优先输送真空泵;随着汽化冷却产汽量继续增加,蒸汽压力达到压力调节阀的开启压力时,压力调节阀就会打开,向外部管网输送多余的蒸汽。 真空泵较长时间不工作时,人工切断用汽支管上的手动闸阀,将压力调节阀的开启