中天钢铁集团有限公司 江苏常州 213011
摘要：中天钢铁集团有限公司电炉厂在电炉转炉化改造完成后，对产生的高温烟气进行余热回收利用。在改造过程中对产生的新问题进行了仔细地分析和研判，针对产生问题的原因进行方案修改，取得了良好的改造效果。
关键词：余热回收;温汽化;决方案
中天钢铁集团电炉炼钢厂90t电转炉是由原80t超高功率电弧炉几经改造而来，从全废钢冶炼工艺到热装铁水30%，再到现在全铁水转炉冶炼工艺，平均出钢量由原来的80t增加为92t。由于冶炼工艺变化，工艺设备也做了相应改造，原电极系统和炉门氧枪拆除，炉壁烧嘴改造为集束射流氧枪，增加了余热锅炉并实现部分高温烟气余热回收。
电炉在冶炼过程中会有高温炉气从炉口涌出，尤其电炉改为电转炉进行全铁水冶炼后，会产生含有较多一氧化碳的高温炉气，炉气会在炉膛内与炉门内进入的氧气及炉壁氧枪的供氧进行燃烧，同时含一氧化碳的高温烟气出第4孔弯头进入后面对接烟道和燃烧沉降室，与弯头混入的空气进行燃烧，燃烧中的烟气携带有大量热能。以往电炉产生的高温烟气需通过大量的循环冷却水将其冷却到800℃以下，再进行处理。这种工艺消耗大量的水，同时这些这些烟气从1500℃～800℃的热能被冷却水带走而无法回收利用。不仅没有回收能源，反而浪费能源。这有悖于当前企业节能降耗的原则和国家能源回收利用的政策。
本着节能降耗充分回收烟气余热的原则，公司决定将90t电转炉除尘孔弯头出口至热管（或是列管式）余热锅炉前的烟道改造为汽化冷却烟道，配套建设烟气余热回收装置一套。通过汽化冷却烟道将炉口处约1500℃高温烟气降至810℃左右，再进入后面已有的热管余热锅炉。整套汽化冷却系统由I段烟道、II段烟道、沉降室上盖板和侧门、III段烟道、IV段烟道、锅筒、蓄热器及相关设备组成。辅助系统
包括除盐水供应系统和除氧给水系统等。见图一
2017年4月20日，改造安装完成，投入生产后在冶炼第三炉钢水时，出现了I段烟道爆管现象，大量的水汽喷涌而出，导致生产中断。经烟道下线检查，发现烟道上部受热面出现大面积的受热面管壁破裂现象。经分析：1、从破裂面看，裂口处有明显的管壁融化变形的现象，可见是冷却不够导致管壁温度过高，强度降低后，由内部压力导致管壁爆裂。2、是否是因为管道内有异物未清理干净导致管道堵塞而引起管内水量不足。以前其他炼钢厂也发生过这种情况，但都是个别受热管会有这种情况，这种大面积管道堵塞的情况是不可能的，且都是在受热面的管道堵塞就更不可能。异物堵塞的可能可以排除。3、冷却水的流向不合理。初期设计时，冷却水的流向参考了炼钢厂其他汽化烟道的设计理念：冷却水与高温烟气的流向一致，从高温向低温方向流动。I段烟道是一个90°弯头，高温段在上方，所以，设计的水流方向是高进低出。在生产过程中，汽化烟道受热管内的水汽化，大量的水蒸气与水分离后会向上流动，与冷却水流向相反，形成冷却水流动的阻力。同时高温烟气更多的集中在烟气冲击的区域，这一部分的受热管内的水汽化剧烈，形成类似爆炸的气浪，将管内的水全部推出管外，导致管内短时间内无水，致使管壁高温融化导致破裂。4、上部受热管位于外弧侧，管子较长，同时汽化剧烈，水流阻力大，下部受热管位于内弧侧，管子较短，又汽化较平缓，水流阻力小，更多的水从下部管中流走，导致上部受热管水流小。见图三
根据以上分析，公司决定从以下几点进行改进：1、将冷却水在受热管内的流向改为下进上出，使其符合重力原理，避免形成内部的气流不畅。2、加大强制循环水泵的流量和扬程，推动汽水混合物快速流动，避免蒸汽在受热管中滞留时间太长。3、在下部的受热管加装节流板，控制水流的大小，保证上部受热管有足够的水量。
新方案实施后，在5月4日重新开炉生产，到目前5月15日为止，汽化系统运行正常，说明分析的原因和改进的措施是正确的，解决了设计过程中存在的问题。
论文作者:王明君
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/6
标签：烟气论文; 余热论文; 高温论文; 冷却水论文; 烟道论文; 转炉论文; 管壁论文; 《防护工程》2017年第4期论文;