史 良，劉瑞林，王 雪

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，河北 唐山 063200）

摘 要：當今鋼鐵工業是國家經濟的支柱產業，也是工業生產耗能大戶，蒸汽是轉爐冶煉重要副產物，目前各鋼廠主要采用汽化冷卻設備產生蒸汽，但是由于煉鋼轉爐冶煉的特殊性，導致蒸汽生成具有間斷性以及波動性等局限性，產汽壓力、溫度以及產汽量均極不穩定，而蓄熱器就是調控蒸汽的主要設備，蓄熱器如何充分利用，發揮最大的功用是本文研究的重點，本文獻重點介紹蓄熱器在轉爐飽和蒸汽與過熱蒸汽混合后用于RH抽真空冶煉中的改造應用。

關鍵詞：轉爐；蓄熱器；蒸汽壓力

1 蒸汽系統改造研發意義

蒸汽系統的穩定性對轉爐冶煉穩定及精煉RH 爐能否正常運行起到關鍵作用。首鋼京唐公司利用煉鋼轉爐產生的飽和蒸汽與130t/h 電站中壓蒸汽的混合保證RH 爐抽真空穩定運行。隨著京唐公司RH 精煉品種鋼比例增加，蒸汽總量的不足已顯現，頻繁出現局部時段因蒸汽壓力偏低，RH 爐無法進行真空處理的情況，給品種鋼的生產組織帶來較大困難。隨著京唐公司汽車板等冷軋產品產量不斷提高，未來煉鋼部RH處理比例可達到65%~75%，而蒸汽量的不足會嚴重制約RH比例的進一步提高^[1]。為解決此瓶頸，需合理利用外部過熱蒸汽，提高轉爐自產飽和蒸汽的用汽比例，提高蓄熱器的蓄熱能力，減少蒸汽系統壓力大幅波動。

京唐公司真空泵系統是RH精煉設備中的核心設備, 通常選擇水蒸氣噴射泵作為抽真空的設備^[2]。所以水蒸氣品質對RH 爐抽真空作業起到至關重要的作用，RH 爐生產時用汽需滿足以下要求：1）抽真空期間的蒸汽流量必須保證。在任何時候抽真空蒸汽系統所儲存的蒸汽量都必須大于真空泵的用汽量，否則抽真空不能進行到底，達不到抽真空作業的目的。2）抽真空期間的蒸汽壓力必須穩定。蒸汽壓力波動較大時，會使真空度反復波動，不能一鼓作氣達到要求的真空度，滿足不了生產要求。3）抽真空所用蒸汽必須是干蒸汽。如果蒸汽溫度低，汽中夾帶水滴，會引起真空泵水擊和震動，抽真空無法進行，還會粘結噴嘴，使真空泵在短時間內報廢。

京唐公司蓄熱器共8 臺160 立蓄熱器，按能力設計遠大于兩座RH 蒸汽用量需求，但實際使用過程發現仍頻繁出現蒸汽波動及蒸汽壓力不足問題，進行局部改造迫在眉睫。

2 蒸汽系統改造

原轉爐煙道汽化冷卻系統蓄熱器與汽包之間為串并聯運行方式，蓄熱器出口設置壓力調節閥（V2），根據管網壓力控制V2 閥開度，主要用于提高煉鋼車間對蒸汽管網供汽穩定性。主要工作原理為：當轉爐煙道汽化冷卻產汽量大于管網用汽量時，關小V2 閥，富余蒸汽送入蓄熱器。

當轉爐煙道汽化冷卻產汽量小于管網用汽量時，開大V2閥，蒸汽全部送入廠區蒸汽管網；RH 爐用汽取自蓄熱器出口蒸汽總管。原有管路連接存在以下問題：1）由于轉爐煙道汽化冷卻系統為間斷生產方式，產汽量隨轉爐吹氧強度變化，在前燒及后燒期間，熱負荷急劇增加導致蒸汽產量出現峰值，汽包蒸發強度增大，出現虛假高液位，外送蒸汽帶水嚴重，干度下降，此時如有RH 爐精煉抽真空作業時，帶水蒸汽直接被送入真空泵，造成真空泵及真空煙道破壞；2）當RH 爐生產間隔較長時，無法保證蓄熱器內蓄存蒸汽滿足精煉抽真空生產要求；3）汽化冷卻

系統運行壓力波動波動范圍大，造成汽化冷卻系統開吹壓力低，系統循環建立周期長，主煙道冷卻效果差，運行壽命短。

根據以上問題，采取以下措施：1）將蓄熱器與汽包之間調整為串聯運行方式，轉爐汽化冷卻產汽全部送入蓄熱器，保證蓄熱器出口蒸汽干度；2）將V2 閥控制邏輯調整為：根據蓄熱器壓力控制調節閥開度，保證蓄熱器壓力維持在1.6MPa以上，滿足RH 爐隨時抽真空用汽需求。3）蓄熱器升壓運行后，汽化冷卻系統維持在較高壓力等級，汽化冷卻系統主煙道冷卻效果明顯改善，使用壽命延長。

2.1 蓄熱器本體改造

京唐煉鋼廠RH 爐蒸汽系統中蓄熱器在生產過程中出現蓄熱器本身蓄熱能力不足，出現蓄熱器壓力升壓慢降壓快問題。針對出現的問題，本工程對蓄熱器做以下改造：由于原蓄熱器的充熱介質為飽和蒸汽，增加的過熱蒸汽介質不能直接并入飽和蒸汽管道，因此把原有一個蓄熱器蒸汽入口與中壓蒸汽連接管切斷，改為接轉爐飽和蒸汽。把原有蓄熱器一路飽和蒸汽出口改成中壓蒸汽入口。蓄熱器內部新增中壓蒸汽母管，母管上增加充熱噴嘴來提高蓄熱器升壓速率及充熱量。噴嘴的安裝方式主要取決于噴嘴安裝角度和噴嘴形式。本工程噴嘴安裝形式采用了縮放噴嘴形式，噴嘴尺寸經過計算與校核。蒸汽母管上的噴嘴角度取30°，噴嘴安裝在蒸汽母管上側成對稱分布。改造的目的是為了解決煉鋼轉爐煙道汽化冷卻自產汽供給量不足和蓄熱器壓降過快對RH 爐抽真空的影響。

2.2 蒸汽系統改造前后中壓蒸汽供汽流程

原有電站中壓蒸汽與轉爐自產飽和蒸汽是在RH 爐入口前混合供RH 爐抽真空使用，由于RH 爐抽真空作業為間斷作業，對電站中壓蒸汽和轉爐自產飽和蒸汽波動較大。經過蒸汽系統改造后，電站供中壓蒸汽直接與蓄熱器連接，從而解決了供汽不穩定的問題。通過將蓄熱器與汽包之間由原有并聯改為串聯后，解決了轉爐吹氧熱負荷急劇增加導致汽包蒸發強度增大，蒸汽帶水問題；同時蓄熱器出口采用調節控制閥來控制蓄熱器出口蒸汽壓力，是蓄熱器蒸汽壓力不低于1.6MPa。

3 小結

改造前后數據對比：

由圖1、圖2 可以看出，改造后中溫中壓蒸汽用量由原有26.5~31.5t/h 減少到3.8~18.7t/h ；經過計算平均量后，發現電站中壓蒸汽量比改造前每小時要節省15t 蒸汽。由此可以看出，經過改造后，中溫中壓蒸汽用量減少，相對轉爐汽化冷卻所產生的飽和蒸汽用量比例上升，從而充分利用轉爐自產蒸汽，對節能減排和降低生產成本起到很好作用。

改造之前蓄熱器壓力在RH 爐生產過程中變化很大，最小壓力為0.8MPa，嚴重影響RH 爐生產。由圖3 可見，改造后蓄熱器壓力大幅提升并且保持在1.80MPa 以上，隨時滿足RH 爐生產。首鋼京唐公司RH 爐系統改造自投產以來，各系統已實正常運行。RH 爐蒸汽系統改造的應用，為實現鋼鐵行業的資源合理利用、節能減排工作提供了新途徑，對鋼鐵企業降低噸鋼耗能、建設循環經濟有著重要的指導意義。

參考文獻

[1] 周茂林,吳強,崔金強,李亮.120t轉爐余熱蒸汽在真空精煉爐中的應用研究[J].冶金動力,2011(3).

[2] 田旺遠;盧宏.轉爐蒸汽供RH真空精煉爐使用可行性分析[J ].山東冶金,2008(2).