某炼钢厂120t转炉余热锅炉节能改造.pdf
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1、2023 年第 4 期总 第 266 期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER某炼钢厂120 t转炉余热锅炉节能改造刘伟(宝钢工程技术集团有限公司,上海 201900)【摘要】介绍了某炼钢厂2套120 t转炉余热锅炉节能改造技术及工程实践。通过优化汽化冷却烟道汽水循环系统,改造汽化冷却末段烟道为膜式壁全汽化结构,对烟道内部喷涂铬镍合金,采用新型纳米保温材料,锅炉给水及强制循环系统采用变频控制,运用智慧制造技术、全流程节能技术等技术,延长转炉余热锅炉的使用寿命,提高转炉余热锅炉的产汽能力。通过对蒸汽管网系统的优化,采用蒸汽蓄热器技术,保证了转炉炼钢产汽并网的稳定性和连续性,实现煤气
2、回收约132 m3/t钢的情况下蒸汽回收大于100 kg/t钢。【关键词】转炉余热锅炉;汽化冷却;蓄热器;节能改造【中图分类号】TK229【文献标志码】B【文章编号】1006-6764(2023)04-0061-04 【开放科学(资源服务)标识码(OSID)】Energy-saving Renovation of 120 t converter Waste Heat Boiler in A Steel PlantLIU Wei(Baosteel Engineering Technology Group Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China)【Abstract】The a
3、rticle describes the energy-saving renovation technology and engineering practice of 2 sets of 120 t converter waste heat boilers in a steel plant.By optimizing the vapor-water circulation system of the vapor cooling flue,transforming the vapor cooling end flue into a membrane wall full-vaporization
4、 structure,spraying chrome-nickel alloy on the inside of the flue,adopting a new type of nano thermal insulation material,setting frequency control for the boiler feed water and forced circulation system,and applying a series of modifications such as intelligent manufacturing technology and whole-pr
5、ocess energy-saving technology,it can prolong the service life and improve the steam production capacity of the converter waste heat boiler.Through the optimization of the steam pipe network system and the adoption of steam accumulator technology,the stability and continuity of the steam production
6、of the converter steelmaking are ensured,and the steam recovery of more than 100 kg/t of steel is achieved with the gas recovery of about 132 m3/t of steel.【Keywords】converter waste heat boiler;vaporization cooling;heat accumulator;energy saving retrofit前言某炼钢厂1号、2号转炉均为容量120 t的复吹转炉,配套的转炉余热锅炉2002年投产,其
7、余热回收系统的设计、设备设计及制造水平与现在相比较为落后。2套转炉余热锅炉均采用中压强制循环和中压自然循环相结合的循环方式,其中活动烟罩、炉口移动段均采用中压强制循环,固定烟道和固定烟道采用中压自然循环,下料口、氧枪口采用净循环水冷却,末段烟道为绝热烟道,防爆门及人孔门采用净循环水冷却,除氧器采用大气式除氧器,除氧用蒸汽取自余热锅炉蒸汽母管,余热锅炉蒸汽回收量约为7080 kg/t钢。2套余热锅炉已运行了20年,水冷管磨损、腐蚀减薄严重,经常发生漏水事故。末段烟道绝热耐材寿命约为2年,生产时经常损坏,平均一个月有3次检修,每次维修工作量612023 年第 4 期总 第 266 期冶 金 动 力
8、METALLURGICAL POWER6 h,存在安全隐患,严重影响转炉的正常生产。余热锅炉保温材料为岩棉,保温层厚度较大,保温后表面积较大,散热损失严重,不利于热量的回收利用。2套余热锅炉汽水系统未单独分开,相互之间干扰严重,不利于余热锅炉的稳定运行。蒸汽回收远低于行业平均水平,控制系统老旧,已经跟不上现今智能化、智慧化的时代节奏,对此转炉余热锅炉系统进行改造非常必要。转炉工艺生产数据及烟气参数详见表1。1 改造总体方案本次转炉余热锅炉改造采用未燃法,即在转炉冶炼的过程中,利用转炉余热锅炉活动烟罩的升降、炉口差压和风机风量控制炉气的燃烧份额,空气过剩系数最大为0.3。转炉余热锅炉系统设备整体
9、更换,转炉余热锅炉采用全汽化型式,烟道直径和分段保持不变,仍分为5段:活动烟罩、炉口移动段、固定烟道、固定烟道、末段烟道。转炉余热锅炉水循环系统采用低压强制循环、中压强制循环和自然循环汽化相结合的复合循环方式。活动烟罩、加料口水冷套、氧枪口水冷套、副枪口水冷套采用低压强制循环,与除氧器组成除氧系统。热负荷较高的炉口移动段烟道、末段烟道、固定烟道上的防爆门采用中压强制循环。固定烟道、固定烟道采用自然循环。人孔门采用水冷结构。活动烟罩和炉口移动段之间采用蒸汽密封,活动烟罩上设置机械密封挡板。氧枪口采用蒸汽密封,下料口采用氮气密封。将转炉余热锅炉系统的汽包扩容到 60 m3,并新增中压强制循环系统。
10、优化余热锅炉系统和热力管道,将1号、2号转炉汽化冷却系统分开,形成独立系统。新增PLC控制系统及检测仪表、阀门等,实现转炉余热锅炉系统的自动控制。改造后转炉余热锅炉的主要技术参数详见表2。因高炉大修的窗口时间限制,本改造需要在90天内完成2套转炉余热锅炉系统的改造。改造内容为:首先在转炉车间脱硫跨新建除氧器平台及电气室,布置新增0.6 MPa高压除氧器及电气设备,并在平台下部布置锅炉给水泵、低压循环泵、水箱、加药装置等。在现有蓄热器站附近的空地上,新建1套400 m3的球形蓄热器,并安装相关汽水管道。高炉大修时,拆除现有的转炉余热锅炉、现有高跨布置的2台80 m3蓄热器、车间平台布置的2台大气
11、式除氧器及相关中压循环系统管道,置换出转炉工艺设备的检修空间,用于安装新的转炉余热锅炉系统及中压循环管道系统。2 转炉余热锅炉的改造为尽可能回收烟气余热,在满足使用功能的前提下,将烟气余热应收尽收,采用的技术主要为以下几个方面。2.1 转炉余热锅炉本体优化余热锅炉汽化冷却烟道的直径2 650 mm保持不变,分段仍为5段,本改造将末端烟道由绝热烟道改造为强制循环全膜式壁结构汽化冷却烟道,水冷壁采用D38 mm 5 mm的高压锅炉管,材质20G,管子中间用同材质的扁钢。在进口集箱受热管入口处安装可拆卸节流装置,使每根受热管流量分配均匀。在烟道内部设置螺旋型不锈钢导流板,大大降低锅炉受热管内两相流分
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