CN1180094C - 转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转炉汽化冷却自产汽用于炼钢真空精炼炉真空泵的技术，包括转炉烟道汽化冷却系统、供真空泵用汽专用管路、汽化冷却系统向外送汽管三个部分。其特点是将普通转炉炼钢厂汽化冷却自产汽成功应用于炼钢真空精炼炉真空泵抽真空用汽、创造了一种向真空泵供汽的新工艺技术，本技术覆盖面广，特别适用于转炉炼钢厂采用真空精炼技术的项目，可为建设单位节约大量基建投资，减少工程量，并且工艺简单、安全可靠、成本低等优点。

Description

转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置

技术领域

本发明涉及转炉汽化冷却自产蒸汽供真空精炼炉真空泵使用的技术。

背景技术

众所周知：在炼钢真空精炼炉装置中，制造真空的真空泵是精炼炉的关键设备。真空泵是靠蒸汽来抽真空的，真空泵用汽制度严格，对蒸汽品质要求高，耗汽量为变化值，而汽压要求稳定，耗汽量变化时，压力波动必须在五秒种内消除，稳定到规定值，否则，真空炉达不到要求的真空度。显然，向真空泵供汽的汽源设施是一个满足特殊要求的装置。

目前，国内外转炉炼钢厂家建设真空精炼炉时，习惯的作法是单独建设为真空泵供汽的专用锅炉；或者远距离从可靠的中压汽源上接引蒸汽管道送到真空精炼炉附近后经过蓄热器储存并调节到要求的压力后再供真空泵使用。实际应用中，这两种向真空泵供汽的方式都是成熟可靠的，一直被国内外炼钢厂家采用。但是这两种供汽方式也存在着共同的不足，那就是投资多、占地大、布置困难、供汽环节多、生产成本高、投资还本期长。这样，人们就自然想到能否将转炉汽化冷却自产汽用于真空精炼炉真空泵使用的问题，可是这个目的也一直没有实现，因为转炉汽化冷却系统存在以下三个问题需要解决：

1转炉汽化冷却系统不具备能向外网也能向真空泵送汽的系统功能。

2传统设计上汽包与蓄热器之间的流程关系，使转炉汽化冷却系统不能最大限度蓄热，可靠向真空泵供汽。

3转炉汽化冷却自产汽品质不好，不符合真空泵用汽要求。

上述三个问题必须同时全部解决，才能实现真空泵完全使用转炉自产汽的目的。但是要在本来已经比较复杂的汽化冷却系统中再附加考虑并解决这三个问题无疑是比较困难的。这样，炼钢厂家在上真空精炼炉时一方面将转炉自产汽外供一般用户，一方面不得不投入巨大资金为真空泵建设供汽设施。所以，发明一种能将转炉汽化冷却自产汽供真空泵使用的技术是众多炼钢厂家的迫切愿望。

发明内容

本发明的目的是探索一条向炼钢精炼炉真空泵供汽的新工艺，成功解决了炼钢真空精炼炉真空泵完全利用转炉汽化冷却自产汽的课题。

为了实现上述目的，本发明设计了一种转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置，包括烟道、汽包、蓄热器、以及给水、汽水循环管路，其特征在于：从蓄热出汽管道上的止回阀至蓄热出汽管道和汽包出汽管道的连接点A之间引出泵用蒸汽支管，在泵用蒸汽支管上设有支管闸阀，并连接到泵用蒸汽总管上，在泵用蒸汽总管上设有阀后压力调节阀起调压稳压作用，从压力调节阀出来的蒸汽，经汽水分离器将蒸汽中的水份分离出来，然后进入电加热器加热升温变成过热蒸汽，最后去分汽缸供真空泵使用，在蒸汽管道上设置有疏水阀；从汽包引出汽包出汽管道，在出汽管道的进汽端设有电动闸阀，蒸汽经阀前压力控制阀门V2阀和并网闸阀到达去外网蒸汽总管，再经减压阀后向外网输送；从所述汽包出汽管道引出一根蒸汽连通管将每座转炉独立的汽化系统并联起来，连通闸阀处于常开状态，使各个转炉汽化冷却蒸汽相互串通。

本技术是在常规的转炉汽化冷却系统中，针对转炉汽化冷却系统存在的三个问题，采取相应设计对策，改造部分管路系统，增加必要的专用设备，调整了部分工艺参数以及修改了部分控制原理后实现的。

第一：在转炉汽化冷却系统增设向真空泵供汽的功能，建立向真空泵供汽的专用管路系统

本技术中首先要解决的问题是要使汽化冷却系统具备向外网和真空泵供汽的系统功能，增设一套向真空泵送汽的专用管路。具体做法是：在蓄热器蒸汽出口管道和V2阀之间引出去真空泵的支管，数座转炉汽化冷却系统引出的这种支管要并联汇集到一根去往真空泵的蒸汽总管上。因为在一般情况下，转炉汽化冷却自产汽为低压饱和汽，由于一些客观原因使蒸汽品质不好，温度低，汽中含水多。真空泵使用这种蒸汽抽真空时，真空泵会发生噪音大和水击现象，引起设备震动，缩短设备使用寿命，同时也难以实现要达到的真空度。为满足真空泵使用过热蒸汽的要求，本技术在去真空泵的蒸汽管道上采取汽水分离脱水、电热加温的办法改善蒸汽品质，供给真空泵合格的过热蒸汽。

第二：提高蓄热器单位蓄热能力，增加汽化冷却系统蓄热量

转炉汽化冷却系统与炼钢转炉同步生产，为周期性间断工作制度。转炉汽化冷却自产蒸汽量大于真空泵用汽量，表面上看转炉自产汽用于真空泵没有什么问题，实际上并非如此。汽化系统尽管产汽量大，但系统储存蓄热能力小，就没有足够蒸汽连续稳定供真空泵使用。因此，在转炉汽化冷却系统建立向真空泵供汽专用管路之后，急需解决的重要问题是要使转炉汽化冷却系统有足够的蓄热能力。而提高蓄热器单位蓄热能力，是增加汽化冷却系统蓄热量的首要措施。在蓄热器容积已经固定及不超过汽化系统允许工作压力前提下提高蓄热器的充热压力，扩大充热压力与放热压力之间的压差，这样就使蓄热器单位蓄热能力增大，从而使得汽化冷却蓄热器的整体蓄热能力有了大的提高，转炉汽化冷却系统供汽能力有了基本保证。

第三：修改汽化系统调节原理，改变汽化系统排汽流程

重新设计转炉汽化冷却系统原理，改变汽化系统排汽流程是增加汽化系统蓄热量的第二措施，也是实现优先向真空泵送汽的关键技巧。

传统的汽化冷却系统中，汽包与蓄热器的排汽流程关系是靠汽包蒸汽出口处的V1阀和蓄热器外排蒸汽管上的V2阀来决定的。这种流程关系只适合汽化冷却系统向外网送汽的需要。因为在这种系统中，虽然可以使V1阀有较高的排汽压力，但V2阀的阀后压力低，限制提高蓄热器单位蓄热能力，同时V1阀起到了隔断使用，汽包内的压力低于V1阀开启压力时，汽包中的汽就不能向外输送，这样汽包的蓄热能力不能有效利用向真空泵送汽。汽化冷却系统考虑向真空泵供汽功能时，这种系统控制模式就不合适了，必须修改系统原理及调节阀的制约关系，改变系统排汽流程。为此，本技术设计中取消了汽包蒸汽出口管上的V1阀，蓄热器外排蒸汽管上的V2阀在原位置保留，但要改变V2阀控制的压力对象，将V2阀由阀后压力调节改为阀前压力调节，并在系统允许的工作压力范围内将V2阀的排汽压力提高到接近系统允许的工作压力。汽化冷却系统设计修改变动之后，汽化冷却所产蒸汽首先存到汽包和蓄热器中，由于真空泵用汽压力低于V2阀开启压力，所以当系统内压力达到和超过真空泵用汽压力时，就可向真空泵送汽了，生产中汽化冷却产汽量比真空泵用汽量要大得多，因此，在转炉正常生产时，即使真空泵在用汽的情况下，系统内的压力也是逐渐升高的，直到系统内压力超过V2阀开启压力时，系统内多余的蒸汽就向外网排放，这时如果转炉停止吹炼汽化冷却不产汽，V2阀就会在略低于开启压力的状态下关闭，停止向外网送汽，系统内存的蒸汽还可以够真空精炼炉真空泵处理一到两炉钢使用。所以，对汽化系统重新设计修改其控制原理起到了三个作用：一是在系统控制逻辑关系上建立了系统优先向真空泵送汽，多余蒸汽去外网的排汽流程；二是汽包可以和蓄热器一样，能将所储存的蒸汽更多地向真空泵输送，汽包的蓄热容积也能充分利用，计入到汽化冷却系统总蓄热容积中，从增加总蓄热容积的角度提高了汽化冷却系统的整体蓄热量；三是提高V2阀的排汽压力后扩大蓄热器充热放热压差的目的得以实现，从系统压力控制关系上为增加蓄热器单位蓄热能力创造了有利条件。

由于V2阀排汽压力提高之后高于去真空泵和外网的压力，所以又分别调整了去真空泵和外网的蒸汽压力：去真空泵的蒸汽总管上设置了一套阀后压力调节阀组，以保证去真空泵的蒸汽压力为恒定值；去外网的管路上设置一套减压阀组，将蒸汽压力减到向外网送汽的合适压力。

本发明的优点如下：

1占地少，好布置，尤其适合旧厂新建真空炉；

2大量节省投资，建设工程量小；

3工艺简单，安全可靠；不增定员，便于管理；

4设备寿命长，检修工作少；

5生产成本低，投资还本快。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步的描述：

附图1为本发明所涉及的转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置示意图。

附图1中表明：整个转炉汽化冷却系统可分为三个部分：

第一部分为转炉烟道汽化冷却设备及循环管路。由烟道1、汽包2、蓄热器3、给水和汽水循环管路4组成，这部分为转炉汽化冷却固有的产汽部分，本技术中未加修改。

第二部分为转炉汽化冷却向真空泵供汽的专用管路设备，由泵用汽支管5、支管闸阀6、泵用汽总管7、压力调节阀8、汽水分离器9、电加热器10、分汽缸11、真空泵12、疏水装置13组成。

第三部分为转炉汽化冷却外送汽管道系统，由汽包出汽管道14、电动闸阀15、蓄热出汽管道16、止回阀23、V2阀门17、并网闸阀18、去外网蒸汽总管19、减压阀20、蒸汽连通管21、连通闸阀22组成。

具体实施方式

从附图1看到：汽化冷却系统新增的向真空泵12供汽的蒸汽管道是从蓄热器3的蓄热出汽管道16上的止回阀23至蓄热出汽管道16和汽包出汽管道14的连接点A之间引出来的，在泵用蒸汽支管5设一个支管闸阀6，开启支管闸阀6汽化系统就向真空泵供汽；关闭支管闸阀6汽化系统就停止向真空泵供汽。泵用蒸汽总管7的作用是汇集每座转炉汽化冷却泵用支管5的蒸汽送往真空泵。阀后压力调节阀8起调压稳压作用，其压力信号取至分汽缸11，真空泵12用汽时阀后压力调节阀8按分汽缸11设定好的压力向真空泵12恒压供汽。为了供真空泵合格的蒸汽，从阀后压力调节阀8出来的蒸汽，要先进入汽水分离器9将蒸汽中的水份分离出去，然后进入电加热器10加热升温变成过热蒸汽，最后去分汽缸11供真空泵12使用，疏水阀13为蒸汽管道上辅助的疏水装置，视实际确定其具体位置。压力调节阀8可设在汽水分离器9和电加热器10之间，也可以设在电加热器10和分汽缸11之间。

从附图1可知：汽包出汽管道14上没有常规汽化冷却所设的V1阀，取消V1阀并将V2阀改为阀前压力调节可以使汽包2和蓄热器3压力相同，并由V2阀决定系统工作压力，电动闸阀15设在汽包出汽管道14进汽端，关闭电动闸阀15，可对汽包以前的设备停产检修，隔断与其它转炉汽化系统的联系。并网闸阀18是每座转炉汽化冷却蒸汽与外网的连接阀门，应处于常开向外送汽状态。去外网蒸汽总管19的作用是汇集每座转炉汽化冷却去外网的蒸汽。设置减压阀20则是为将V2阀后的蒸汽压力降下来再向外网输送。几座转炉汽化系统的V2阀17可以合并为一个，设在并网闸阀18与减压阀20之间。

附图1还可以看出：从汽包出汽管道14引出一根蒸汽连通管21将每座转炉独立的汽化系统并联起来，连通闸阀22处于常开状态，可使各个转炉汽化冷却蒸汽相互串通，任何一座转炉瞬时最大蒸汽量都由整个汽化冷却系统共同蓄热储存起来。

本发明适用新老转炉炼钢厂采用真空精炼技术时建设真空泵汽源装置的工程，覆盖面比较广，尤其适合老厂增建真空精炼炉解决蒸汽问题，有的炼钢厂可能经过核算原有汽化系统蓄热总量不够，需要增设蓄热器，即使在这样的情况下，也是合算的，比新建蒸汽源投资少、工程量小得多。

本发明实例如下：

实例：为真空泵供汽的转炉汽化冷却系统工艺参数

1真空精炼炉及真空泵用汽资料

名称	参数	备注
			真空精炉炉能力	80t/炉	与炼钢转炉匹配
真空泵蒸汽耗量	10.5t/h	供汽系统予留50％的富裕量
			供汽压力(表压)	1.0Mpa	供汽系统予留40％的压力裕量
蒸汽温度	210～220℃	过热～30℃

真空泵用汽制度及要求：

1)真空精炼炉冶炼周期40分钟，用汽时间20～25分钟。

2)用汽量为变化值最大达到10.5t/h，供汽期间供汽压力必须稳定、蒸汽压力波动必须在5秒种内稳定下来。

2转炉汽化冷却系统及外供汽管路设备参数

设备名称	规格	数量	工作压力	备注
					汽化冷却烟道	配80t转炉	3套	2.45MPa
汽包	φ2000×11520×30	3台	2.45MPa	34m3
					蓄热器	φ3000×9738×34	3台	2.45MPa	65m3
V2阀组	DN100	3套	开启压力2.0MPa	美国费舍尔进口
					减压阀组	DN200	1套	减压后1.3MPa	新增

3去真空泵蒸汽管道设备参数

设备名称	规格	数量	工作压力	备注
					压力调节阀组	DN200	1套	1.07MPa	美国费舍尔进口
蒸汽分离器	12-15t/h	1套	1.07MPa	脱水率97％
					蒸汽电加热器	12-15t/h	1套	1.07MPa	245kW 380V

Claims (4)

1、一种转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置，包括烟道、汽包、蓄热器、以及给水、汽水循环管路，其特征在于：从蓄热器(3)的蓄热出汽管道(16)上的止回阀(23)至蓄热出汽管道(16)和汽包出汽管道(14)的连接点A之间引出泵用蒸汽支管(5)，在泵用蒸汽支管(5)上设有支管闸阀(6)，并连接到泵用蒸汽总管(7)上，在泵用蒸汽总管(7)上设有阀后压力调节阀(8)起调压稳压作用，从压力调节阀(8)出来的蒸汽，经汽水分离器(9)将蒸汽中的水份分离出来，然后进入电加热器(10)加热升温变成过热蒸汽，最后去分汽缸(11)供真空泵(12)使用，在蒸汽管道上设置有疏水阀(13)；从汽包(2)引出汽包出汽管道(14)，在出汽管道(14)的进汽端设有电动闸阀(15)，蒸汽经阀前压力控制阀门V2阀(17)和并网闸阀(18)到达去外网蒸汽总管(19)，再经减压阀(20)后向外网输送；从所述汽包出汽管道(14)引出一根蒸汽连通管(21)将每座转炉独立的汽化系统并联起来，连通闸阀(22)处于常开状态，使各个转炉汽化冷却蒸汽相互串通。

2、如权利要求1所述的转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置，其特征在于：所述压力调节阀(8)设在汽水分离器(9)和电加热器(10)之间。

3、如权利要求1所述的转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置，其特征在于：所述压力调节阀(8)设在电加热器(10)和分汽缸(11)之间。

4、如权利要求1所述的转炉自产汽用于真空精炼炉使用的装置，其特征在于：几座转炉汽化系统的V2阀(17)合并为一个，设在并网闸阀(18)与减压阀(20)之间。