加热炉汽化冷却系统给水除氧工艺的性价比较分析与改造.pdf

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1、加热炉汽化冷却系统给水除氧工艺的性价比较分析与改造左先仁(山钢集团莱芜分公司宽厚板事业部)山东莱芜271104摘要：本文主要针对目前板带材生产．Y-艺设备——加热炉汽化冷却系统给水除氧工艺存在的普遍问题及可能引发的隐患、事故，分别对两种不同除氧工艺的性价进行了分析比较，并对莱钢4300mrn宽厚板生产线加热炉汽化系统除氧工艺提出了改造方案。关键词：化学除氧；热力式除氧器；联氨：汽化冷却系统加热炉汽化冷却系统作为轧钢生产工艺中加热炉一道重要辅助运行系统设备，其运行的稳定性和可靠性直接关系到加热炉是否能够高效、安全、稳定运行。加热炉汽化冷却系统相当干余热

2、锅炉，其工质是水和蒸汽，给水中的溶解氧通常是造成热力设备腐蚀的主要原因，溶解氧来源主要由除盐水或凝结水在循环运行中漏入空气产生，它可以导致系统设备内部在运行和停用期间发生氧腐蚀，导致设备泄漏或损坏，引发停产，甚至会发生严重的安全事故。为减轻和有效缓解汽化冷却系统的氧腐蚀，必须对给水进行除氧。目前我国的工业锅炉(含热水锅炉)中只有50～60％配置除氧设施，但能正常运行的除氧设备更是少数，这是因为炉外除氧设备不仅购置费用高、能耗高，而且不易操作，特别是对于蒸汽使用不均衡的单位，这些装置很难保证使用效果，除氧效果欠佳，久而久之成了摆设甚至长期闲置不用，使锅

3、炉和热力系统设备发生严重的氧腐蚀，影响锅炉的使用寿命和安全运行。因此，锅炉给水的有效除氧势在必行，应引起行业高度的重视和关注。1锅炉给水除氧方式1．1大气热力式除氧其原理是根据气体溶解定律(亨利定律)，任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。热力除氧在运行中所消耗的蒸汽量可用下式计算：G=Q(hb—hu)／(hg～hu)邯+gg式中：G：除氧器所消耗的蒸汽量，kg／hQ：除氧器的锅炉给水量，kg／hhb：除

4、氧器内饱和水热焓值，kJ／kghu：除氧器进水热焓值，kJ／kghg：蒸汽热焓值，kJ／kgq：除氧器效率，一般为0．96～0．98gg：余汽排出量，一般为耗汽量的3～5％1．2化学除氧化学除氧只随给水量的变化适时调整加药量，操作非常方便。联氨与氧的反应式为：NzH。十0：一N：十2Hz0联氨与氧反应生成氮和水，且过量的联氨不产生可溶性固形物，氨可以增加炉水的PH值，有利于锅炉的保护。另外，联氨还具有缓蚀功能，联氨和铁及铜腐蚀产物反应生成具有钝化保护作用的Fe30。和Cu20层。联氨与氧及金属氧化物反应的最终产物是水、氮气，它们表1莱钢4300宽厚板

5、汽化系统水质情况除氧水＼给水硬度除氧水溶解氧汽包水溶解氧碳钢腐蚀率浊度汽包水PH值rag／Lmg／LNTUmg／Lmm／a控制指标<0．04≤0．1<5≤0．110—12<0．075检测频次每月一次每工作日每工作13每工作日每月一次l0．51．668．441．839．31212．317．561．949．39311．389．24O．59．36198J化，蓄卵2016年5月不会增加锅炉水中的溶解固形物量。联氨分解温度很高，联胺进入蒸汽，其毒性使蒸汽不能直接用于生活。联氨除氧的三个必要条件是：150。C以上的给水温度；PH值为9-11的碱性介质；必须有足够

6、的联氨过剩量。2莱钢汽化冷却系统简介莱钢4300ram宽厚板生产线配置有汽化冷却加热炉两座，其汽化系统产生的蒸汽用于蒸汽发电，系统补水来源为除盐水或蒸汽发电凝结水，吨钢耗水0．08t／t。给水过程中采用蒸汽热力式除氧器进行除氧，其工作压力0．02Mpa，水温在104。C左右，但除氧效果较差，氧含量指标基本都在1．0mg／L以上。表1是给水含氧情况。根据工艺设计规范要求，加热炉汽化系统氧含量指标应在0．1mg／L以下，但莱钢4300ram宽厚板加热炉汽化系统氧含量长期超标，已经对加热炉水梁及汽化冷却系统设备产生了一定的腐蚀负面影响。3两种除氧方式性价比

7、较3．1费用计算3．1．1计算依据：(1)给水源水温度为45℃，除氧温度104。C，热力除氧后给水温度按104。C计算，蒸汽压力为1．3MPa；(2)蒸汽成本为135元／t；(3)联氨市场价平均按30元／kg，每吨水最大药剂消耗量为0．2k加3．1．2热力除氧器运行费用(按每生产1吨蒸汽计算)：It给水从45℃升至104℃需要的自耗汽量为0．16t，那么给水除氧所消耗的蒸汽费用为：ltx0．16x135元It汽=21．6元／t水3．1．3化学除氧(YG一108除氧剂)运行费用：Itx0．2kg／tx30元／kg=6．0元／t水热力除氧法运行费用为21

8、．6元／t水，药剂除氧法的总费用为6．0元It水，因此可得出药剂除氧法比热力除氧法节约的费用约为：21．6元