转炉汽化系统功能描述

汽化系统功能描述TOC\o"1-5"\h\z1、 工艺描述 21.1概述 21.2汽化系统主要设备组成： 21.3系统描述 22、 主要设备功能描述 22.1汽包补水泵组 22.2低压循环泵组 32.3高压循环泵组 32.4三通转换阀（HS3358）工艺描述及控制 52.5汽包 52.6除氧水箱（包括除氧头） 62.7蓄热器 62.8汽化烟道 82.9氮封系统 92.10裙罩升降系统 92.11高低压加药装置 101、 工艺描述1.1概述吹氧炼钢工艺是通过吹氧使铁水变成钢水。在LD转炉，需要通过顶部氧枪将氧气吹入钢水溶池脱碳。氧气和碳发生脱气反应，气体中有大量的一氧化碳气体。其工艺操作是间歇性的、不稳定的。因为工艺特殊，不同的加热期间气流量、成分、温度也不同，在高热值煤气被有效使用之前，必须冷却和除尘。1.2汽化系统主要设备组成：汽化烟道、汽包、除氧水箱、汽包补水泵、高低压循环泵、蒸发冷却器、蓄热器、排污扩容器、分汽缸等设备。1.3系统描述来自于软水站的一级脱盐水经过二次加压泵送至除氧器(包括除氧头和蓄水箱)加热，水温由常温升高到144〜159°C，压力0.3〜0.5MPa(G)，除氧水箱中的水分成两路，一路水经过低压强制循环泵送到裙罩、氧枪口、副枪口和两个下料口，水被加热后，产生的低压汽水混合物通过上升管再返回除氧水箱；一路水经过汽包给水泵加压后送到汽包，汽包再通过下降管和强制循环泵将热水分配给固定烟罩、可移动烟罩、斜烟罩、弯曲烟道和两个检修盖板，冷却转炉吹炼时产生的烟气，转炉烟气在汽化烟道末端冷却至大约1000°C。热水被加热后，产生的高压汽水混合物通过上升管返回汽包，汽包通过汽水分离装置将蒸汽分离出来通过蒸汽管网送给蓄热器供RH精炼炉和低压蒸汽管网，分离出来的水重新回到汽包。2、 主要设备功能描述2.1汽包补水泵组2.1.1主要参数给水泵流量：140m3/h；给水泵扬程：510mH20工作温度：134〜156C泵耐温：180C泵体耐压：10.0MPa泵进口压力：0.4〜0.65MPa(G)(除氧器最低水位到泵入口的高度〜16m)轴密封形式：机械密封介质：热水2.1.2控制描述每套汽化系统配置两台汽包补水泵，开一备一，采用变频控制，变频器一对一。、锅炉给水泵控制：A、锅炉给水泵启动条件：-一台水泵处于准备工作状态一水泵LCB选择器开关处于“远程”位置—切断阀LCB选择器开关处于“远程”位置-配备一台备用给水泵-给水水箱液位LISAHL3202>—900mm-回路无报警-控制阀无故障锅炉给水泵开始运行：本系统配备有两台锅炉给水泵，一用一备。启动1号给水泵(未事先选定为备用泵)，启动计时器=约30秒超出计时器设定时间，自动转换到备用泵，实现联锁。B、汽包补水泵事故切换条件如出现下列任意信号立即启动备用泵同时停止事先选定的备用泵：-无水泵操作反馈信号-无出口阀打开位置反馈信号-LCB选择器开关处于“0”位或就地控制位-PISAL3251压力低于SAL2如无备用泵操作反馈信号或在启动备用泵20秒后PISAL3251给水压力仍低于SAL2,则关闭备用泵。在LISAHL3202<-900mm，带干燥保护触点开关情况下关闭备用泵。为了保证汽化烟道的安全运行，故障切换必须是先启动备用泵再停运转的故障泵。2.2低压循环泵组2.2.1主要参数循环泵流量：575m3/h；循环泵扬程：54mH20工作温度：134〜156°C泵耐温：180C泵体耐压：4.0MPa泵进口压力：0.4〜0.65MPa(G)(除氧器最低水位到泵入口的高度〜16m)除氧器设计温度：165C吸入方向：水平方向喷出方向：垂直方向轴密封形式：机械密封介质：热水2.1.2控制描述每套汽化系统配置两台低压强制循环泵，开一备一，采用变频控制，变频器一对一，高速运转流量约575t/h，低速运转流量约200t/h，，为了保证低压循环用户的安全运行，故障切换必须是先启动备用泵再停运转的故障泵。。、低压强制循环泵主要用户有：裙罩、氧枪口、副枪口、下料口。、各用户的流量参数部件名称正常流量值切换备用泵值事故提枪值备注m3/hm3/hm3/h裙罩>357320280氧枪口>444036副枪口>2421181#下料>4541372#下料>4541372.3高压循环泵组2.3.1主要参数循环泵流量：1100m3/h循环泵扬程：57mH20工作温度：215〜252C泵耐温：280°C泵体耐压：7.0MPa泵进口压力：2.4〜4.4MPa（G）（汽包最低水位到泵入口的高度〜37m）汽包设计温度：258C吸入方向：水平方向喷出方向：垂直方向轴密封形式：机械密封介质：热水电机电压：10kV2.3.2控制描述每套汽化系统配置三台高压强制循环泵，开二备一，采用变频控制，变频器一对一，高速运转流量约2200t/h,低速运转流量约700t/h,,为了保证汽化烟道的安全运行，故障切换必须是先启动备用泵再停运转的故障泵。（1）、高压循环泵控制：A、高压循环泵启动条件：-至少有两台泵处于准备工作状态或有一台处于工作状态一水泵LCB选择器开关处于“远程”位置—切断阀LCB选择器开关处于“远程”位置—配备一台备用高压循环泵-汽包液位LISAHL3255>L3（仅在第一次启动/充汽时有效）—回路无报警（轴承温度）—控制阀无故障锅炉高压循环泵开始运行：启动1号高压循环泵（未事先选定为备用泵）得到1号高压循环泵操作反馈信号5秒钟后启动1号高压循环泵（同样未事先选定为备用泵），启动计时器=约30秒超出计时器设定时间，自动转换到备用泵，实现联锁。如无事先选定循环泵操作反馈信号，则启动备用泵。B：切换条件：如出现下列任一信号立即启动备用泵同时停止事先选定的备用泵：—无运行循环泵操作反馈信号—无出口阀打开位置反馈信号—LCB选择器开关处于“0”位或就地控制位—温度TISAH3272,3282,3292>H—流量FISAL3300,3301,3302,3303,3304<L如无备用泵操作反馈信号或在启动备用泵20秒后如有循环水流量<L2,则关闭备用泵，此时操作人员必须决定是否继续进行操作。（3）、高压强制循环泵主要用户及流量A、主要用户有固定烟道、移动烟道、斜烟道（仅在非吹炼期）、弯曲烟道、1#检修盖板和2#检修盖板。B：各用户的流量参数部件名称正常流量值切换备用泵值事故提枪值备注m3/hm3/hm3/h固定烟道>300270240移动烟道>770700630(300)斜烟道840*2（自然循环）450*2（强制循环）450*2（强制循环）弯曲烟道>5645204801#检修盖板>4036322#检修盖板>4036322.4三通转换阀（HS3358）工艺描述及控制高压（HP）系统部分为强制循环系统设计，部分为自然循环系统设计。为确保在设备受热或间歇期间自然循环系统各部件水循环运行正常，采用如下开环控制：转换开关位于间歇位置，即吸入管线到循环泵为敞开设计（B-C）这样便将自然循环与强制循环整合为一路循环。被吸走的水经溢流管排出，这便形成了循环回路。“氧气切断阀打开”信号出现，计时器约在t=*秒开始计时（调试期间予以确定）。三通阀完成从强制循环到自然循环的转换，即连接到自然循环状态系统关闭，此时锅炉蒸汽包完全打开（A-C）。如收到来自FIS3356或FIS3357最小流量值信号或转炉工艺流程“出钢”信号系统转换到间歇位置（B-C）程序启动。2.5汽包2.5.1主要参数筒体直径：DN3000；筒体长度：11m；主要受压元件材质：19Mn6（正火）；容积：80m3；设计压力：4.4MPa（G）试验压力：6.6MPa（G）工作压力波动：2.0〜4.0MPa（G）；工作温度波动：215〜252°C；介质：饱和水、饱和蒸汽单台总重：73.5t2.5.2控制描述汽包液位控制（1） 汽包水位通过给水控制阀及排水控制阀进行控制。（2） 当液位在-100mm〜-200mm之间时，发送可吹氧信号。（3） 一个吹炼周期汽包水位控制A、 吹氧开始，汽包液位上升时，1号及2号计时器开始计时：1号计时器（设定时间0-30秒）计数结束，给水流量设定值65t/h。2号计时器（设定时间0-180秒）计数结束，给水流量设定值120t/h。液位升到H1=+350mm，给水流量设定值85t/h液位升到H2=+450mm，给水流量设定值65t/h液位升到H3=+550mm，给水阀关闭液位升到H4=+650mm,报警液位升到H5=+800mm，事故提枪B、 吹炼期间汽包液位下降时：液位到H3=+550mm（延时0-1分钟），给水控制阀打开，给水流量设定值65t/h液位降到H2=+450mm（延时0-1分钟），给水流量设定值85t/h液位降到H1=+350mm（延时0-1分钟），给水流量设定值120t/h液位降到H4=-500mm，报警液位降到H5=-600mm，事故提枪吹炼期间液位控制在+350mm〜+550mm之间。C、 吹氧结束，给水控制阀关闭。如果吹氧停止期间液位低于-200mm，给水阀打开，以30t/h流量供水，直至达到限定液位-150mm。D、 排水控制阀在吹氧期间关闭。(4)非吹氧期间，当液位高于-100mm时，排水控制阀打开，直至液位降至-150mm，关闭排水控制阀。2.6除氧水箱(包括除氧头)2.6.1主要参数筒体直径：DN3000；DN1500(除氧头)；筒体长度：10m；水箱主要受压元件材质：20R(正火)；除氧头为0Cr18Ni10Ti或高于其性能的材料；容积：77m3；设计压力：0.6MPa(G)工作温度波动：134—154°C；设计温度：165C；介质：饱和水、饱和蒸汽单台总重：23.9t2.6.2控制描述液位控制除氧水箱水位通过给水控制阀及排水控制阀进行控制。一个吹炼周期除氧水箱水位控制。A、 吹氧开始，给水调节阀与液位连锁，当除氧水箱液位上升时。液位升到H1N+500mm，给水调节阀关闭液位升到H2=+850mm，报警B、 吹氧开始，给水调节阀与液位连锁，当除氧水箱液位下降时液位降到H1<+500mm，给水调节阀打开，以49.5t/h设定值补水液位降到H2=-450mm，报警液位降到H3=-600mm，事故提枪液位降到H4=-900mm，汽包给水泵停，低压循环泵停C、 在吹氧期间，排水控制阀关闭。非吹氧期间，除氧水箱水位与排水控制阀连锁液位H1N+550mm，排水控制阀打开液位H1W+450mm，排水控制阀关闭2.7蓄热器2.7.1主要参数筒体直径：DN3200；筒体长度：18m；主要受压元件材质：16MnR(正火)；容积：150m3；设计压力：4.4MPa(G)运行工况1:（常用）工作压力波动：1.6〜4.0MPa（G）；工作温度波动：203〜252°C；运行工况2：（转炉蒸汽不足或事故时）工作压力波动：1.6〜2.5MPa（G）；工作温度波动：300+20C；输出蒸汽源：工作压力波动：2.0〜4.0MPa（G）工作温度波动：203〜320C2.7.2蓄热器充热蒸汽参数（母管）转炉汽包来蒸汽电厂来抽汽压力（MPa（G））1.6〜4.01.6〜2.5温度（C）203〜258300±20蒸汽状态饱和过热平均蒸汽流量（t/h）60〜81—最大蒸汽流量（t/h）30036制度间断热备用状态2.7.3蒸汽蓄热器运行性能的描述：蒸汽蓄热器运行的初始状态：应加入85%（几何容积）的软化水，且蒸汽压力升至1.27MPa，蒸汽空间及饱和水均达到194C。蒸汽蓄热器在充热压力p1=3.82MPa,放热压力p2=1.27MPa运行状态下，150m3蒸汽蓄热器实际产汽量为 13t/h左右，在充热压力p1=2.5MPa（电厂汽充热）p2=1.27MPa，运行状态下150m3蒸汽蓄热器实际产汽量为7.5t/h左右。蒸汽蓄热器充热时间：充热压力p1=3.82MPa时，单台充热时间为30min，充热压力p1=2.5MPa，单台充热时间为60min。2.7.4控制描述（1） 、送往低压蒸汽外网蒸汽压力自动调节：蓄热器至低压外网蒸汽管道上设压力自动调节（编号为3#）。当蓄热器压力高于3.8MPa时，该阀门打开；当蓄热器压力低于3.7MPa时，该阀门关闭；（2） 、RH供汽蒸汽自动调节：蓄热器至RH用汽蒸汽管道上设自动调节阀（编号为70#）。阀前压力：2.0〜4.0MPa阀后压力：1.7〜1.8MPa。根据过热装置出口蒸汽调节该阀门开度。（3） 、电厂来蒸汽控制阀：电厂来蒸汽管道上设控制阀（编号为52#）。当蓄热器压力低于2.0MPa时，该阀门打开，电厂蒸汽充入蓄热器；当蓄热器压力达到2.5MPa时，该阀门关闭。（4） 、蓄热器充汽母管上控制阀：蓄热器充汽母管上并联设两控制阀（编号为62a#，62b#）。工作压力：2.0〜4.0MPa工作温度为215〜252C当该调节阀前压力达到3.6MPa时，该阀门打开，转炉汽包来蒸汽充入蓄热器；（5） 、蓄热器引射蒸汽母管上调节阀：蓄热器引射蒸汽母管上设调节阀（编号为53#）。当RH供汽调节阀（70#）或送往低压蒸汽外网调节阀（3#）打开时，此时蓄热器往外放热，该调节阀前打开，阀前压力：2.0〜4.0MPa阀后压力：1.7〜1.8MPa；当RH供汽调节阀（70#）和送往低压蒸汽外网调节阀（3#）均关闭时，该阀门关闭。阀前压力：2.0〜4.0MPa阀后压力：1.7〜1.8MPa；工作温度为215〜320°C。（6） 、蓄热器放散排汽阀压力自动控制：每台蓄热器蒸汽放散管道设电动控制阀。（编号为65#，共6台）阀前压力：2.0〜4.0MPa阀后压力：0〜4.0MPa蓄热器压力N4.0MPa，蓄热器排汽阀打开。蓄热器压力＜3.8MPa，蓄热器排汽阀关闭。取压点：蓄热器本体。（7） 、蓄热器水位自动控制每台蓄热器水位自动控制设补水电动控制阀（编号为23#，共6台）和排水电动控制阀（编号为22#，共6台）。蓄热器水位：正常水位：H=+850mm蓄热器水位N1100mm---报警，排水阀开。蓄热器水位＜850mm---排水阀关。蓄热器水位N750mm---补水阀关。蓄热器水位W500mm---报警，补水阀开。（8） 、RH供汽蒸汽管道切断阀：RH蒸汽过热装置调节阀设电动控制阀。（编号为72#，共1台）蒸汽过热装置停炉时，该阀关闭。蒸汽过热装置启动时，打开该阀。2.8汽化烟道2.8.1主要参数每套250t转炉汽化冷却烟道共分5段，按烟气流向依次为：裙罩、固定烟罩、可移动烟罩、斜烟道、弯曲烟道（包括两块检修盖板），每套烟道具体参数如下：裙罩1个（包括机械密封）：节圆直径64695/5235高度H=1.25m3受热面积18m2管径648X5.5固定烟道1个：节圆直径64320/4210高度H=2.3m3受热面积31m2管径638X5可移动烟道1个（含下料口、氧枪口、副枪口）：节圆直径64190高度H=8m3受热面积100m2管径638X5斜烟道1个：节圆直径64140高度H=26m3受热面积330m2管径660X5弯曲烟道（包括两个人孔检查盖）1个：节圆直径64090高度H=24m3受热面积300m2管径638X5烟道非金属补偿器2套炉口测压清洁装置2套固定烟罩液压千斤顶2套烟道检修吊笼1套弯曲烟道检修平台2套可移动烟罩台车2套裙罩液压提升装置2套2.8.2工艺描述转炉汽化冷却水循环由自然循环、强制循环所组成。斜烟道吹炼时采用自然循环，吹炼间歇期间采用高压强制循环；裙罩、氧枪口、副枪口及下料口采用低压强制循环;固定烟罩、可移动烟罩、弯曲烟罩及人孔盖采用高压强制循环。裙罩每根受热管入口处须设节流孔，固定烟罩、可移动烟罩及弯曲烟道每根受热管入口处设可拆卸的节流装置。节流装置在高压强制循环系统冲洗、水压试验及煮炉后由甲方现场安装。裙罩与固定烟罩之间采用氮封和机械密封，氮气的压力为0.6〜0.7MPa。固定烟罩与可移动烟罩之间采用砂封。烟道受热管所用的无缝钢管采用20G。2.9氮封系统2.9.1组成汽化系统共设置了5处氮封装置分别为裙罩、下料口（2个）、氧枪口、副枪口。2.9.2控制描述氮封装置主要起密封作用，防止转炉冶炼产生含有大量CO的高温烟气溢出造成煤气中毒和环境污染，主要参数控制见下表。设备名称流量范围（Nm3/h）正常流量值（Nm3/h）流量报警值压力范围（MPa）温度裙罩0-4000300020000.2-0.440下料口（两个）0-8006004000.2-0.440氧枪口0-8006004000.2-0.440副枪口0-120010006000.2-0.4402.10裙罩升降系统2.10.1裙罩升降采用液压系统，具体工艺描述如下:每个转炉液压单元是独立的，安装在2个相邻转炉烟道中间。每个液压单元通过4个液压缸升降裙罩，裙罩升起时4个液压缸同时动作，液压平分系统带4个室活塞流量分配器，如果一个液压缸出现故障3个液压缸工作裙罩仍能紧急升起。这些液压缸能够准确定位裙罩，误差精度《5mm，为了将裙罩的实际位置显示到PLC，一个4-20mA的位置传感器必须安装在活塞流量分配器上。万一一个液压缸故障，用一个最小24吨力的起重能力，应该足够克服设备超重和从裙罩到转炉粘结力。液压缸的尺寸：缸的直径： $125mm活塞的直径：$70mm行程： 800mm类型： 双向行动，带连轴器液压系统的操作压力最大10.0MPa液压缸最小的设计压力21.0MPa降低烟罩最大压力3.0MPa液压系统第一次测试的最大压力15.0MPa每个液压单元必须设计成连续的，液压缸采用连续的水冷冷却，裙罩升高和抬起在25秒之内能够完成，为了维修的时候移动裙罩，必须安装一个手动泵。2.10.2液压单元组成（1） 、活塞流量分配器：带有开关环和方向座阀、4个压力传感器、2个限位开关和有角度的传感器、带连接口和压力检测点的逆止阀，活塞流量分配器应该安装在组成单元的主框架上。（2） 、油罐：带清洁盖板，空气过滤器、油的液位偏差检测、排泄阀、返回线带可视阻塞显示过滤器、带3个触点的电气流体液位显示（最高/最低/低低）、带2个触点的电气点温度计、加热器、带可视流量计和冷却水阀的油/水冷却器、油罐在组成单元的主框架上。（3） 、泵组（一备一用）（4） 、蓄能器站：仅仅用于抬起裙罩。在正常操作的情况下为裙罩的升起提供支撑作用，并且在事故停车的情况下自动将裙罩抬起，带有活塞式蓄能器和3个接触器的限位开关用于的开/关，油和氮气的压力显示器，X1氮气瓶，每个50L，切断阀，填充接孔和氮气压力安全阀，蓄能器站应该放在液压组成单元的主框架上。（5） 、泵组的液压控制带有2个安全循环阀的无压循环的阀台（冷却/过滤）、24VDC、止回阀和压力测试点、液压控制应该放在液压组成单元的主框架上。（6） 、操作的液压控制带有为了升/降裙罩和冲刷流量分配器的阀台、压力测试点、分离的电磁阀、24VDC、为了升、降、冲刷，止回阀、减压阀用于降低裙罩，泄压阀用于降罩的压力和操作压力，节流阀用于升降裙罩，（速度25秒），压力计用于每个液压缸、蓄能器（油侧/氮气侧）、降罩的压力和操作压力，液压控制应该放在液压组成单元的主框架上。（7） 、手动泵为了事故/维护，它带有止回阀和安全减压阀，手动泵液压控制应该放在液压组成单元的主框