150吨电弧炉水冷弯头冷却水改造论证.docx

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150吨电弧炉水冷弯头冷却水改造论证

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论文导读：吨电弧炉炉盖冷却370m。度水冷弯头冷却125m。节约因更换被烧毁的弯头而浪费的时间及费用。改造方案的可行性论证。度水冷弯头，150吨电弧炉水冷弯头冷却水改造论证。

关键词：150吨电弧炉，90度水冷弯头，烧毁，冷却水改造，论证，经济效益

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1.引言

天津钢管公司炼钢厂的150吨电弧炉为德国德马克公司引进的进口设备，原设计年产钢量60万吨，是具有20世纪80年代末期国际先进水平的冶金设备。1992年热试投产后，随着生产任务的逐步加重，原设计中存在的一些问题明显地暴露出来，给炼钢生产带来了严重地不良影响并制约了电弧炉作业率的进一步提高。其中，电弧炉的90度水冷弯头经常烧毁就是一个非常突出的问题。为了保证炼钢系统的正常生产，进一步提高电弧炉的冶炼强度，节约因更换被烧毁的弯头而浪费的时间及费用，经分析研究认为必须对NO2闭路循环冷却水系统进行改造。

2.出现的问题

2.1原始设计

150吨电弧炉炉用冷却水设计为NO2闭路循环冷却系统，总循环水量1480m3/h，进水温度80℃，回水温度92.3℃，供水压力0.55Mpa，水质为除盐水。其用水部位水量分配如下：

150吨电弧炉炉盖冷却370m3/h

偏心出钢口及炉壁冷却400m3/h

NO2循环水→小弯头冷却100m3/h→回水（1480m3/h）

排烟管道冷却485m3/h

90度水冷弯头冷却125m3/h

排烟管道是电弧炉生产时烟气外排的主要通道。电极与废钢接触时产生了大量的烟气，温度有时超过1200℃。烟气首先通过90度水冷弯头被冷却降温，然后进入布袋除尘系统，最后排入大气中。

2.2问题的出现

150吨电弧炉在冶炼过程中，90度水冷弯头背脊承受高温的部位，经常突然烧红并紧接着熔化漏穿，使电弧炉被迫停产，特别是在夏季的高温天气里，这种情况的出现更加频繁，不仅给生产带来了严重影响而且由于更换或修补水冷弯头增加了很多生产成本。

为了查清问题的原因，经多次现场观察和分析，发现水冷弯头被烧毁是由于：

其一，冷却水量过低；

其二，进水温度偏高；

此外，在运行的冷却水系统中加入了缓蚀阻垢剂等化学药品后，使管道中的冷却水产生了大量的泡沫，从而影响了冷却水的热传导效率也是不可忽视的原因之一。

经过研究还发现，计算机控制系统软件设定的最小用水量值是1640m3/h，实际水量值仅为1480m3/h，少了160m3/h，应为：

150吨电弧炉炉盖冷却370m3/h

NO2循环水→偏心出钢口及炉壁冷却410m3/h→回水（1640m3/h）

小弯头冷却100m3/h

排烟管道（水冷弯头）冷却760m3/h

即NO2闭炉循环冷却系统总循环水量不能低于1640m3/h，进水温度不能超过75℃。因此，实际运行中循环水量少了160m3/h，进水温度偏高5℃。加之循环水中的泡沫作用，使处于电弧炉最高部位的90度水冷弯头在1200℃的烟气作用下，水冷弯头背脊部位的水冷壁管便不断地被烧毁。

3改造方案

原设计中，通过板式换热器，NO2冷却水夏季时与NO3冷却水进行热交换；冬季时与采暖和淋浴水进行热交换，以此达到使NO2循环水系统降温的目的，同时冬季时利用电弧炉余热节约能源。

NO3闭路冷却水系统是为连铸结晶器和部分机械设备降温用的冷却水，进水温度45℃，出水温度57℃，水质为除盐水。该系统夏季时通过和NO2冷却水进行热交换后，水温升至80℃再由空冷器降温，温降31℃。论文发表，90度水冷弯头。因而，综合上述情况形成了改造方案并加以论证。

3.1改造方案的选择

在保证满足最不利条件下的生产时，考虑到渗漏和排污的因素，NO2系统总水量由1480m3/h提高到1800m3/h，循环水量增加了320m3/h。NO2系统冷却水与NO3系统冷却水如果再经过板式换热器换热，水量上已不能相互平衡，因而需要变成两个完全独立的循环水系统，分别由空冷器降温。

NO3系统总水量850m3/h。现场运行的空冷器共有5组，每组过流量188m3/h，可使循环水降温31℃（即76℃—45℃），夏季时由于空气温度所限循环水温度最低降至45℃。空冷器进、出管口口径均为2xDN125，流速等于过流量/管口面积为2.13m/s。

每组空冷器散热能力：Q热=mc（t2-t1）

=188x103x4.19x(57-45)

=9.45x106kj/h.组

NO3系统需散总热量：Q总=850x103x4.19x(57-45)

=4.27x107kj/h

NO3系统需空冷器组数：n=Q总/Q热

=4.5组

即NO3系统需5组空冷器可使循环水达到预想的冷却效果。

NO2系统需散总热量：Q总=180