呂中付

摘 要：利用加熱爐高溫?zé)煔馐癸柡驼羝纬筛咂焚|(zhì)過熱蒸汽，過熱蒸汽在運(yùn)行過程中因減溫系統(tǒng)與外送調(diào)節(jié)閥等結(jié)垢、汽包壓力與水位及補(bǔ)充水量三沖量變化大、全廠管網(wǎng)壓力波動等原因，產(chǎn)生蒸汽放散。通過觀察、跟蹤、分析系統(tǒng)運(yùn)行過程，針對性采用措施解決存在的問題，迅速實現(xiàn)系統(tǒng)零放散，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：飽和蒸汽；過熱；零放散

ANALYSIS AND CONTROL OF ZERO STEAM EMISSION IN WALKING BEAM HEATING FURNACE

Lv Zhongfu

（Hot Rolling Plant of Wuhan Iron and Steel Co.， Ltd. Wuhan 430083，China）

Abstract：The high temperature flue gas of the heating furnace is used to make saturated steam form high quality superheated steam. The superheated steam is released due to the scaling of the temperature reduction system and the external delivery regulating valve， the big change of the three impulse of drum pressure and water level and supplementary water， and the pressure fluctuation of the whole plant pipe network. By observing， tracking and analyzing the operation process of the system， measures are adopted to solve the existing problems， and the zero dispersion of the system is quickly realized， which has produced significant economic and social environmental benefits.

Key words：saturated steam；superheat；zero dispersion

0 前 言

當(dāng)今熱軋步進(jìn)式加熱爐的發(fā)展，充分考慮降本節(jié)能增效，一般都采用汽化冷卻方式進(jìn)行冷卻，產(chǎn)生的蒸汽為飽和蒸汽，送全廠蒸汽管網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配使用。

1 加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)簡介

現(xiàn)代熱軋步進(jìn)式加熱爐通常采用汽化冷卻方式對爐體設(shè)備進(jìn)行冷卻，此方式替代了早期的水冷方法，充分利用水的汽化潛能，提高了冷卻效率，同時減少用水和供水能耗，但產(chǎn)生的飽和蒸汽是低品質(zhì)能源，而加熱爐排放煙氣溫度達(dá)300～400 ℃甚至更高，為提高能源效率提供了可能的便利條件，因此充分利用煙氣顯熱對飽和蒸汽進(jìn)行過熱改造成為必然。進(jìn)一步過熱的飽和蒸汽，形成高品質(zhì)蒸汽，提高了余熱余能利用效率，對企業(yè)降本增效，對社會節(jié)能環(huán)保有顯著的作用。

武鋼熱軋廠2 250產(chǎn)線汽化冷卻系統(tǒng)由軟水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、排污系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等組成，圖1為加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)工藝流程。

軟水由凈化水經(jīng)離子交換制成，由軟水泵從軟水箱泵入除氧器，經(jīng)蒸汽除氧后由給水泵打入汽包，藥劑在給水過程中加入，汽包內(nèi)水汽分離，水經(jīng)循環(huán)泵至加熱爐固定梁活動梁用戶形成循環(huán)，產(chǎn)生的蒸汽為飽和蒸汽，少量用于除氧，其余進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)，再以加熱爐高溫?zé)煔鉃闊嵩?，?jīng)過熱器進(jìn)一步吸熱并通過減溫系統(tǒng)調(diào)溫調(diào)壓后形成高品質(zhì)蒸汽供全廠蒸汽管網(wǎng)使用，除氧器、汽包排污水作為水源進(jìn)入車間循環(huán)水系統(tǒng)。

2 蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行及存在的問題

2 250產(chǎn)線加熱爐原設(shè)計蒸汽為飽和蒸汽，汽包運(yùn)行壓力13 ～ 15 bar，外送至全廠飽和蒸汽管網(wǎng)，經(jīng)過熱改造后，送過熱蒸汽管網(wǎng)，其設(shè)計運(yùn)行壓力8 ～ 13 bar，近2 250端的管網(wǎng)壓力一般在11 ～

12 bar左右波動，鄰近的三煉鋼系統(tǒng)為全廠過熱蒸汽系統(tǒng)用戶之一，其真空系統(tǒng)所需蒸汽壓力較高[1]，且為間歇性使用性質(zhì)，當(dāng)其用汽時，能環(huán)部蒸汽07鍋爐壓力提升，導(dǎo)致壓力反頂2 250端，經(jīng)常發(fā)生蒸汽放散，特別是氣溫較高或夏季全廠用戶用量減少，狀況尤甚。

飽和蒸汽經(jīng)過過熱后，溫度可達(dá)300 ℃左右，但設(shè)計值為大于260 ℃，因此系統(tǒng)設(shè)有減溫系統(tǒng)，通過控制加水量控制排出蒸汽溫度，所用水源為經(jīng)除氧后的汽包供水，溫度104 ℃，系統(tǒng)剛投入時，運(yùn)行較為正常，溫度、壓力均能滿足要求，經(jīng)過大約半年之后，蒸汽放空現(xiàn)象逐步出現(xiàn)并越來越頻繁，雖然采用提高汽包運(yùn)行壓力的方法，但改善不明顯，經(jīng)過反復(fù)檢查分析，發(fā)現(xiàn)過熱蒸汽經(jīng)減溫系統(tǒng)后，壓降顯著增大，同時還發(fā)現(xiàn)外送蒸汽調(diào)節(jié)閥有卡阻現(xiàn)象，導(dǎo)致蒸汽外送不穩(wěn)定產(chǎn)生放散。

汽包壓力、水位波動較大，相應(yīng)補(bǔ)水變化大，三沖量相互影響，運(yùn)行不穩(wěn)定，對蒸汽的外送及放散也有較大影響。

3 原因分析及解決措施

外網(wǎng)壓力反頂?shù)那闆r是蒸汽放散的原因之一，根源是煉鋼真空使用蒸汽壓力較高，甚至接近或高于2 250端排汽壓力，當(dāng)其用汽時，能環(huán)部07鍋爐為滿足其壓力要求，不得不將整個管網(wǎng)壓力提升，一方面造成2 250端蒸汽送不進(jìn)全廠管網(wǎng)發(fā)生放散，同時也大大提高了07鍋爐能耗，為此能環(huán)部多次組織相關(guān)方協(xié)調(diào)，由能環(huán)部根據(jù)全廠管網(wǎng)運(yùn)行及用戶使用情況，盡可能平衡穩(wěn)定管網(wǎng)壓力，保證系統(tǒng)基本在0.95～1.15 MPa區(qū)間，煉鋼真空用汽以自產(chǎn)汽為汽源，獨(dú)立于全廠管網(wǎng)之外使用，實際上煉鋼也向全廠管網(wǎng)外送蒸汽，其真空用戶接在全廠管網(wǎng)上，將接點(diǎn)改裝在其自身蒸汽管上，當(dāng)然還要考慮解決一些相關(guān)的小問題，就可以杜絕其因使用時壓力升高對熱軋2 250等產(chǎn)線外送蒸汽的影響，同時也消除07鍋爐壓力提升的負(fù)擔(dān)，于全廠系統(tǒng)運(yùn)行及節(jié)能方面的益處是不言而喻的。

蒸汽放散的原因之二是經(jīng)減溫器后的壓降和蒸汽調(diào)節(jié)閥卡阻，壓降最大可以達(dá)到0.4 MPa左右，而卡阻則嚴(yán)重影響閥門動作開關(guān)速度，甚至不能動作。為此對減溫器及調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了較長的觀察與跟蹤，并利用停爐時間對其進(jìn)行解體檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)減溫器后蒸汽管結(jié)垢嚴(yán)重（見圖2），調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)也有結(jié)垢（見圖3），因此進(jìn)一步分析鍋水水質(zhì)及加藥量，造成結(jié)垢的原因有兩個，一是硬度有問題，是由于給水加藥及維護(hù)周期不穩(wěn)定的結(jié)果，二是藥劑結(jié)晶問題，是由于加藥量過多的結(jié)果。針對硬度問題，經(jīng)討論及能環(huán)部認(rèn)可，認(rèn)為不需減溫，可以將300 ℃過熱蒸汽直接送入系統(tǒng)，有利于提高系統(tǒng)蒸汽品質(zhì)，對管網(wǎng)系統(tǒng)影響不大。因此我們?nèi)∠藴p溫器，消除了結(jié)垢造成的大壓降。針對加藥量問題，通過一段時間摸索將加藥量優(yōu)化調(diào)整為每周原設(shè)計量的1/4，提升鍋水水質(zhì)，降低了積垢和結(jié)晶問題，消除了調(diào)節(jié)閥閥體結(jié)垢，閥門再無卡阻，動作回歸正常。

削平補(bǔ)水尖峰平穩(wěn)補(bǔ)水曲線。三沖量波動大且相互影響，與前兩項原因綜合疊加，加劇了的放散頻率與時長，其中最主要的是壓力波動到一定程度，會形成汽包鍋水二次沸騰，使液位變化劇烈，相應(yīng)地也觸發(fā)補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥大幅度動作，大水量補(bǔ)量，因此在上述兩項措施的基礎(chǔ)上，優(yōu)化汽包水位、壓力調(diào)節(jié)、除氧壓力控制調(diào)節(jié)參數(shù)[2，3]，控制汽包壓力以日常運(yùn)行壓力為基準(zhǔn)，使其波動在盡可能小的區(qū)間，優(yōu)化補(bǔ)水速率，使汽包給水量與產(chǎn)蒸汽量平穩(wěn)、過渡時間延長，減少二次沸騰機(jī)會，液位變化曲線更加平滑，汽包運(yùn)行穩(wěn)定（圖4、圖5），圖中水位A、水位B表示汽包有兩個液位計。

4 結(jié) 論

作為全廠蒸汽系統(tǒng)類似工況的供汽點(diǎn)，容易因管網(wǎng)和設(shè)備狀態(tài)的劣化發(fā)生蒸汽放散現(xiàn)象，采取上述措施之后，放散問題迅速得到解決，并持續(xù)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，汽化冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)蒸汽零放散后，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，外送全廠管網(wǎng)過熱蒸汽量由每天650 t提高到700 t，年直接經(jīng)濟(jì)效益350萬元以上，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約1 900 t。

參考文獻(xiàn)

[1] 田旺遠(yuǎn)，盧宏.轉(zhuǎn)爐蒸汽供RH真空精煉爐使用可行性分析[J].山東冶金，2008（2）：60-62.

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