转炉汽化系统中汽包水位波动特性和给水控制

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1、转炉汽化系统中汽包水位波动特性和给水控制　　摘要：由于转炉炼钢工艺的条件，在转炉吹炼的周期之内，汽包水位会发生大幅度的波动，这不仅直接给转炉汽化系统的安全运行带来了较大的影响，同时还不利于蒸汽的回收利用。本文首先阐述了转炉汽化系统的工作原理，汽包水位波动产生的原因及波动的特点，着重分析了转炉汽化系统中汽包水位在吹炼周期内的变化情况，最后探讨了汽包给水控制的方式。希望对相关人士有所帮助。关键词：汽化系统、汽包水位、波动特性、给水控制中图分类号：TF748文献标识码：A一、前言8汽化冷却系统设备为炼钢厂中关键设备，转炉汽化冷却系统的安全稳定运行是保证转炉安全，稳定生产的重要条件之一，了解

2、和把握转炉汽化冷却系统运行工作原理，对于保障生产运行的安全可靠性起着至关重要的作用。受到转炉炼钢工艺条件的影响，转炉烟道内的热负荷变化是呈周期性的，热量强度是剧烈的，这些特点将直观地反应在汽包水位的变化上。汽包水位是汽化系统安全运行的必要参数。要使气化冷却系统更好为转炉生产服务,就必须使汽包水位的控制适应转炉生产的特点。由于转炉生产过程是周期性的,在吹炼期间与非吹炼期间，烟气量、烟气温度变化很大,非吹炼期间烟气量少且烟气温度很低。但在吹炼期间产生了大量一氧化碳、少量二氧化碳气体组成的烟气，并且烟气温度在1400℃。因此其汽包内的水位波动范围很大。为保证转炉汽化冷却系统的安全运行和回收

3、蒸汽的质量,汽包水位的正确控制当然显得十分必要。二、水位波动产生的原因及特点1、转炉汽化循环系统的组成的工作原理转炉汽化系统主要由活动烟罩、固定烟道、中部烟道、末段烟道，汽包，除氧器，给水泵，循环泵、蓄热器等主要设备组成。由于炉口固定段烟道结构较复杂，管路中阻力损失大，末段烟道处于汽化冷却烟道末端，吸热强度相对差些，所以固定段烟道，末端烟道主要采用高压强制循环。中部烟道的下降管入口与汽包下降管出口的静压头足以克服三段烟道内的阻力，经常采用自然循环。活动烟罩一般采用低压循环。转炉汽化冷却系统所需软化水由软水母管送至除氧器，除氧器的水由给水泵送至汽包，汽包内的水经下降管分配到个烟道，在风

4、机的作用下，转炉吹炼释放大量高温烟气，经过各部分烟道，使烟道内的水变成汽水混合物，经上升管返回汽包，通过汽包汽水分离设备实现汽水分离，蒸汽进蓄热器后在送入外部管网。2、水位波动产生的原因8转炉生产是周期性的,转炉在非吹氧期间,汽包的下降管、上升管中，烟道受热管及充满了水;当转炉开始吹氧后,烟道受热管中的水开始蒸发,形成汽水混合物,体积急剧膨胀,导致汽包内的水位急剧上升。吹炼结束,烟道受热管中的水会随着时间的延长蒸发量逐渐减少,由于吹氧期间的汽水混合物变成水蒸汽,体积急剧缩小,导致汽包水位急剧下降。吹氧开始汽包水位急剧上升到吹氧结束汽包水位急剧下降,造成汽包水位大幅度波动。开始吹炼时，

5、液位迅速升高，造成了“虚假液位”。“虚假液位”产生的首先是转炉下枪吹炼时热负荷增大，烟道水冷壁温度快速上升，快速产生蒸汽，原来的水空间被蒸汽占有，而这部分水进入汽包，造成汽包液位上升：其次由于冲击热负荷的作用，导致汽化冷却系统处于升压，升温过程，系统循环水溶剂增大，汽包水位上升；当转炉停止吹炼后，热负荷快速从最大值变为零，饱和水停止汽化，汽包内部部分水又回到烟道水冷排管和上升管中，是汽包液位快速下降。虚假液位的产生容易使操作工对汽包水位的误判断，从而造成汽包供水不足，汽包缺水烧坏烟道水冷壁，造成烟道水冷系统频繁更换。由此可见,汽包液位迅速升高与转炉是否吹氧紧紧的联系在一起。要控制好吹

6、炼期间时汽包的给水量。3、汽包水位波动的特点8从某钢厂转炉生产期间汽包水位的变化趋势可以看出，汽包水位波动的以下几个特点：(1）周期性波动；(2）上升、下降速度快。由于转炉汽化冷却系统的热负荷是呈周期性变化的，使得蒸汽产量亦呈周期性变化，导致了汽包水位的剧烈周期性波动，当吹炼开始后，汽包水位在3～4min内快速上升约300mm左右，有时甚至达到400mm。因为汽包水位的较大波动，常造成虚假信号，在汽包水位的控制上易出现误操作，给转炉安全运行埋下了安全隐患，同时也影响到了回收蒸汽的品质。三、汽包水位波动周期内的变化情况可以将一个周期内汽包水位的变化分为三个时段，吹炼前烧期、吹炼中期、吹

7、炼后烧期，下面分别从这三个时段来讨论汽包水位的变化。1、在转炉吹炼前烧期时水位变化（0~200 s）吹炼开始时前200 s，前烧期炉气量急剧增加，烟道水冷管过热度较大，管内逐步有汽泡产生，系统的空泡率增加，使得汽水容积增加，导致汽包水位升高。汽包水位增幅很大，水位增速为1mm/s，水位增加210mm左右，而此时蒸汽流量增幅也很大，达到40t/h。2、在转炉吹炼中期时水位变化（200~800 s）8伴随着吹氧强度的提高，产汽量急