CN115094183B - 一种转炉末段烟罩半管强制循环装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉末段烟罩半管强制循环装置、系统及方法，包括末端烟罩、配水环管、循环管路和汽包，以及实现转炉末段烟罩半管强制循环系统的方法。本发明首次提出在末段烟罩进行半管强制循环，节省设备空间的同时，对烟罩的冷却更具有针对性，利用小设备实现高效冷却循环。在新工艺和新设备投用后，蒸发冷却器异常凸起结垢得到了有效缓解。炉役后虽然继续采用旧末段烟罩但漏水情况减轻明显，从以往的喷洒状漏水转为小射眼型漏水。大大减轻了烟罩检修人员的工作强度。

Description

一种转炉末段烟罩半管强制循环装置、系统及方法
技术领域
本发明属于转炉干法除尘领域，公开一种转炉汽化末段烟罩半管强制循环装置、系统及方法。
背景技术
转炉炼钢法由于其具备高生产效率和低原料消耗的特点，目前已经成为当今时代产钢的主要手段，特别是近年来电力、废钢价格的不断提高，在特殊钢生产工艺中开始用转炉代替电炉已成为主要趋势，目前在我国钢铁转炉产量占比已超80％以上。转炉炼钢生产会产生大量的高温烟气，这部分烟气具有很高的热量，出于节能回收的目的，一般采用汽化余热回收系统进行回收余热蒸汽，回收后的蒸汽可用于精炼生产、发电、生活等，转炉汽化烟罩冷却系统由自然循环和强制循环两种方式组成，其中活动烟罩、固定烟罩、可移动段烟罩为强制循环，一段、二段、三段和末段采用自然循环。在日常检修维护中发现，由于末段烟罩特殊的进水方式和布置形式导致其下半面特别是与三段交接部分冷却不良，容易出现漏水，漏水后烟罩容易积灰，增加烟气净化系统管道阻损，而且大量的水汽进入干法除尘蒸发冷却器系统，导致蒸发冷却器筒体异常结垢，特别在水量大时容易导致整个粗灰系统堵塞(每月至少6次)，严重影响整个干法除尘系统的运行，对生产也造成了很大的困扰，而且厂房比较紧凑无法进行大设备投入改造，因此急需一种新的冷却方式。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述转炉末段烟罩自然循环系统中存在的问题中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的问题在于如何提供一种转炉末段烟罩半管强制循环系统及方法。
为解决上末段烟罩冷却效率低下的问题，本发明提供如下技术方案：一种用于转炉末段烟罩半管强制循环装置，其包括，末端烟罩和配水环管，所述配水环管嵌套于所述末端烟罩外侧，且所述配水环管和所述末端烟罩外表面不接触。
作为本发明所述用于转炉末段烟罩半管强制循环装置的一种优选方案，其中：所述配水环管分为上环管和下环管，所述上环管和下环管固定连接，所述上环管上对称开设有连接口，所述下环管上对称连接有隔板。
为了实现转炉末段烟罩半管强制循环，本发明提供了如下技术方案：一种转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：包括循环管路和汽包，所述循环管路分别与上环管和所述汽包连接。
作为本发明所述保密性强的办公室文件放置柜的一种优选方案，其中：所述循环管路包括末端烟罩下降管和末端烟罩下降U型分管，所述末端烟罩下降管两端分别与所述汽包和所述末段烟罩下降U型分管连接，所述末段烟罩下降U型分管设置在所述连接口内，且与所述上环管封闭连接。
作为本发明所述转炉末段烟罩半管强制循环系统的一种优选方案，其中：所述末端烟罩下降管上连接有第一管路，所述第一管路另一端连接在热水循环泵的进水端。
作为本发明所述转炉末段烟罩半管强制循环系统的一种优选方案，其中：所述末端烟罩下降管上连接有第二管路，所述第二管路分为两支，其中一支与所述热水循环泵的出水端连接，另一支与所述末段烟罩下降U型分管连接。
作为本发明所述转炉末段烟罩半管强制循环系统的一种优选方案，其中：所述末段烟罩下降U型分管上设置有闸阀，所述第二管路上位于所述末端烟罩下降管一侧设置有止回阀。
作为本发明所述转炉末段烟罩半管强制循环系统的一种优选方案，其中：所述第一管路和所述第二管路靠近所述热水循环泵一侧设置有进水闸阀和出水闸阀，所述第二管路上设置有流量计和压力表，所述压力表设置于远离所述末端烟罩下降管的一端，且所述流量计设置于所述压力表和所述止回阀之间。
为了实现转炉末段烟罩的半管强制循环，本发明提供如下技术方案，一种转炉末段烟罩半管强制循环方法，其中：正常状态下，常开进水闸阀和出水闸阀，保证热水循环泵进水，且关闭闸阀，使水循环从汽包开始，流入热水循环泵，流经末段烟罩下降U型分管，最后流至配水环管。
作为本发明所述转炉末段烟罩半管强制循环方法的一种优选方案，其中：设置第二道旁通，关闭进水闸阀和出水闸阀，水循环经汽包至止回阀，流经流量计和压力表至末段烟罩下降U型分管，最后流入配水环管。
本发明有益效果为：本次新工艺首次提出在末段烟罩进行半管强制循环，节省设备空间的同时，对烟罩的冷却更具有针对性，利用小设备实现高效冷却循环。在新工艺和新设备投用后，蒸发冷却器异常凸起结垢得到了有效缓解。炉役后虽然继续采用旧末段烟罩但漏水情况减轻明显，从以往的喷洒状漏水转为小射眼型漏水。大大减轻了烟罩检修人员的工作强度。特别的，粗灰系统受潮堵灰现象已基本消失。烟罩堵灰情况减轻明显，对转炉烟气净化与煤气回收系统稳定与安全产生了积极影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为转炉末段烟罩配水环管改造模型图。
图2为转炉末段烟罩半管强制循环系统流程图。
图3为更换设备前后效果跟踪对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于转炉末段烟罩半管强制循环装置，转炉末段烟罩半管强制循环装置包括末端烟罩101、配水环管102、上环管102a、下环管102b、连接口102a-1和隔板102b-1，可使末段烟罩的自然循环变更为半管强制循环。
具体的，所述配水环管102嵌套于所述末端烟罩101外侧，且所述配水环管102和所述末端烟罩101外表面不接触，所述上环管102a和下环管102b固定连接，所述上环管102a上对称开设有连接口102a-1，所述下环管102b上对称连接有隔板102b-2。
实施例2
参照图1～3，为本发明第二个实施例，该实施例提供了一种转炉末段烟罩半管强制循环系统及方法，转炉末段烟罩半管强制循环系统包括循环管路103、汽包104、末端烟罩下降管103a、末端烟罩下降U型分管103b、闸阀103b-1、第一管路103a-1、第二管路103a-2、止回阀103a-21、热水循环泵103c、进水闸阀103c-1、出水闸阀103c-2、流量计103d和压力表103e，转炉末段烟罩半管强制循环系统使末段烟罩得循环系统从自然循环变更为半管强制循环。
具体的，所述循环管路103分别与上环管102a和所述汽包104连接，所述循环管路103包括末端烟罩下降管103a和末端烟罩下降U型分管103b，所述末端烟罩下降管103a两端分别与所述汽包104和所述末段烟罩下降U型分管103b连接，所述末段烟罩下降U型分管103b设置在所述连接口102a-1内，且与所述上环管102a封闭连接。
较优的，所述末端烟罩下降管103a上连接有第一管路103a-1，所述第一管路103a-1另一端连接在热水循环泵103c的进水端，所述末端烟罩下降管103a上连接有第二管路103a-2，所述第二管路103a-2分为两支，其中一支与所述热水循环泵103c的出水端连接，另一支与所述末段烟罩下降U型分管103b连接。
进一步的，所述末段烟罩下降U型分管103b上设置有闸阀103b-1，所述第二管路103a-2上位于所述末端烟罩下降管103a一侧设置有止回阀103a-21，所述第一管路103a-1和所述第二管路103a-2靠近所述热水循环泵103c一侧设置有进水闸阀103c-1和出水闸阀103c-2，所述第二管路103a-2上设置有流量计103d和压力表103e，所述压力表103e设置于远离所述末端烟罩下降管103a的一端，且所述流量计103d设置于所述压力表103e和所述止回阀103a-21之间。
在使用过程中，正常状态下，常开进水闸阀103c-1和出水闸阀103c-2，保证热水循环泵103c进水，且关闭闸阀103b-1，使水循环从汽包104开始，流入热水循环泵103c，流经末段烟罩下降U型分管103b，最后流至配水环管102；同时设置第二道旁通，关闭进水闸阀103c-1和出水闸阀103c-2，水循环经汽包104至止回阀103a-21，流经流量计103d和压力表103e至末段烟罩下降U型分管103b，最后流入配水环管102。
在未改造前，从汽包到配水环管之间的水循环为自然循环，在经过汽包汽水分离之后，分离后的水直接进入末端烟罩下降管，流经末端烟罩下降U型分管，流入配水环管内，以冷却末端烟罩中的高温烟气。
如图1和图2，在改造之后，安装的闸阀、进水闸阀、出水闸阀、隔板将整个末段烟罩分为上下两部分分别进水冷却，其中下半部分采用强制循环，上半部分仍然采用自然循环，从而减小水泵功率和设备体积，增大烟罩下半部分循环量，实现针对性、高效性强制循环。
在改进后使用过程中，正常情况下采用强制循环，关闭闸阀、保证热水循环泵进水的情况下，常开进水闸阀和出水闸阀，经汽包分离后的水由进水闸阀流入热水循环泵压入末段烟罩下降U型分管至配水环管，以冷却末端烟罩中的高温烟气；在热水循环泵出故障的情况下，关闭进水闸阀和出水闸阀，打开闸阀，整个系统恢复到自然循环，即未改进前的设置，同时能及时且较为安全的更换或检修热水循环泵；特别的，加设了第二道旁通，即经汽包汽水分离后，水流经末段烟罩下降管至出水管道，经过流量计和压力表，进入末段烟罩下降U型分管至配水分管，使在水泵故障的情况下，可增加水流量，以及在水泵故障的情况下，预防闸阀无法正常开合，在水泵异常时，所述恢复自然循环，观察流量计，发现吹炼期流量仍然低于zm3/h，可以打开闸阀，增强系统安全性和稳定性。
优选的，可以将闸阀改为电动闸阀，实现程序连锁，当水泵停止且流量低于zm3/h时，自动打开；运行控制：氧枪下枪后，水泵转速为“x”转，控制流量在am3/h以上，低于am3/h报警，转炉停吹后水泵转速控制为“y”转，流量控制在bm3/h。
柳钢转炉厂3#转炉于炉役后上线末段烟罩半管强制循环工艺。按照如图1所示进行设备安装。采用额定流量200m3、额定扬程20m的热水循环泵对末段烟罩进行半管循环，运行控制参数如下：
转炉吹炼信号开始：水泵转速为1100r，循环流量基本保持在150m3/h以上，低于70m3/h报警。水泵故障停止或维护时，流量低于25m3/h报警提枪，提醒打开L2旁通。
转炉停吹后水泵转速控制为700r，流量控制在105m3/h左右，低于30m3/h报警。
投用半年以来，末段烟罩漏水减轻明显，末段水平段积灰高度由55cm/月减少至30cm/月，蒸发冷却器粗灰堵现象几乎消失。目前1、2#转炉设备采购中，计划同步安装。
末端半管强制循环上线前后的数据对比如下：
3#炉末段烟罩半管强制循环于2021.08上线，上线后蒸发冷却器入口温度从平均921℃下降896℃，每月定修检查末段烟罩漏水点减少明显，末段烟罩积灰厚度降低，转炉炉口冒火减少，转炉煤气回收吨钢增加12m3/t
且从图3可以很直观地看出在未上线末端半管强制循环和上线末端半管强制循环前后的各项数据对比，证明本发明对末端烟罩的冷却效果有重大提升，对解决本技术问题有实质性的效果。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于转炉末段烟罩半管强制循环装置，其特征在于：包括，
末端烟罩(101)和配水环管(102)，所述配水环管(102)嵌套于所述末端烟罩(101)外侧，且所述配水环管(102)和所述末端烟罩(101)外表面不接触；所述配水环管(102)分为上环管(102a)和下环管(102b)，所述上环管(102a)和下环管(102b)固定连接，所述上环管(102a)上对称开设有连接口(102a-1)，所述下环管(102b)上对称连接有隔板(102b-1)。
2.一种转炉末段烟罩半管强制循环系统，包括权利要求1所述的用于转炉末段烟罩半管强制循环装置，其特征在于：包括循环管路(103)和汽包(104)，所述循环管路(103)分别与上环管(102a)和所述汽包(104)连接。
3.如权利要求2所述的转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：所述循环管路(103)包括末端烟罩下降管(103a)和末端烟罩下降U型分管(103b)，所述末端烟罩下降管(103a)两端分别与所述汽包(104)和所述末端烟罩下降U型分管(103b)连接，所述末端烟罩下降U型分管(103b)设置在所述连接口(102a-1)内，且与所述上环管(102a)封闭连接。
4.如权利要求3所述的转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：所述末端烟罩下降管(103a)上连接有第一管路(103a-1)，所述第一管路(103a-1)另一端连接在热水循环泵(103c)的进水端。
5.如权利要求4所述的转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：所述末端烟罩下降管(103a)上连接有第二管路(103a-2)，所述第二管路(103a-2)分为两支，其中一支与所述热水循环泵(103c)的出水端连接，另一支与所述末端烟罩下降U型分管(103b)连接。
6.如权利要求5所述的转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：所述末端烟罩下降U型分管(103b)上设置有闸阀(103b-1)，所述第二管路(103a-2)上位于所述末端烟罩下降管(103a)一侧设置有止回阀(103a-21)。
7.如权利要求6所述的转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：所述第一管路(103a-1)和所述第二管路(103a-2)靠近所述热水循环泵(103c)一侧设置有进水闸阀(103c-1)和出水闸阀(103c-2)，所述第二管路(103a-2)上设置有流量计(103d)和压力表(103e)，所述压力表(103e)设置于远离所述末端烟罩下降管(103a)的一端，且所述流量计(103d)设置于所述压力表(103e)和所述止回阀(103a-21)之间。
8.一种转炉末段烟罩半管强制循环方法，包括权利要求3～7任一所述的一种转炉末段烟罩半管强制循环系统，其特征在于：正常状态下，常开进水闸阀(103c-1)和出水闸阀(103c-2)，保证热水循环泵(103c)进水，且关闭闸阀(103b-1)，使水循环从汽包(104)开始，流入热水循环泵(103c)，流经末端烟罩下降U型分管(103b)，最后流至配水环管(102)。
9.如权利要求8所述的转炉末段烟罩半管强制循环方法，其特征在于：设置第二道旁通，关闭进水闸阀(103c-1)和出水闸阀(103c-2)，水循环经汽包(104)至止回阀(103a-21)，流经流量计(103d)和压力表(103e)至末端烟罩下降U型分管(103b)，最后流入配水环管(102)。
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