專利名稱：轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)蒸汽供真空精煉爐真空泵使用的技術(shù)。
眾所周知在煉鋼真空精煉爐裝置中，制造真空的真空泵是精煉爐的關(guān)鍵設(shè)備。真空泵是靠蒸汽來抽真空的，真空泵用汽制度嚴(yán)格，對蒸汽品質(zhì)要求高，耗汽量為變化值，而汽壓要求穩(wěn)定，耗汽量變化時(shí)，壓力波動(dòng)必須在五秒種內(nèi)消除，穩(wěn)定到規(guī)定值，否則，真空爐達(dá)不到要求的真空度。顯然，向真空泵供汽的汽源設(shè)施是一個(gè)滿足特殊要求的裝置。
目前，國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼廠家建設(shè)真空精煉爐時(shí)，習(xí)慣的作法是單獨(dú)建設(shè)為真空泵供汽的專用鍋爐；或者遠(yuǎn)距離從可靠的中壓汽源上接引蒸汽管道送到真空精煉爐附近后經(jīng)過蓄熱器儲(chǔ)存并調(diào)節(jié)到要求的壓力后再供真空泵使用。實(shí)際應(yīng)用中，這兩種向真空泵供汽的方式都是成熟可靠的，一直被國內(nèi)外煉鋼廠家采用。但是這兩種供汽方式也存在著共同的不足，那就是投資多、占地大、布置困難、供汽環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)成本高、投資還本期長。這樣，人們就自然想到能否將轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽用于真空精煉爐真空泵使用的問題，可是這個(gè)目的也一直沒有實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檗D(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)存在以下三個(gè)問題需要解決1 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)不具備能向外網(wǎng)也能向真空泵送汽的系統(tǒng)功能。
2 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上汽包與蓄熱器之間的流程關(guān)系，使轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)不能最大限度蓄熱，可靠向真空泵供汽。
3 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽品質(zhì)不好，不符合真空泵用汽要求。
上述三個(gè)問題必須同時(shí)全部解決，才能實(shí)現(xiàn)真空泵完全使用轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽的目的。但是要在本來已經(jīng)比較復(fù)雜的汽化冷卻系統(tǒng)中再附加考慮并解決這三個(gè)問題無疑是比較困難的。這樣，煉鋼廠家在上真空精煉爐時(shí)一方面將轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽外供一般用戶，一方面不得不投入巨大資金為真空泵建設(shè)供汽設(shè)施。所以，發(fā)明一種能將轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽供真空泵使用的技術(shù)是眾多煉鋼廠家的迫切愿望。
本發(fā)明的目的是探索一條向煉鋼精煉爐真空泵供汽的新工藝，成功解決了煉鋼真空精煉爐真空泵完全利用轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽的課題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置，包括煙道、汽包、蓄熱器、以及給水、汽水循環(huán)管路，其特征在于從蓄熱出汽管道上的止回閥至蓄熱出汽管道和汽包出汽管道的連接點(diǎn)A之間引出泵用蒸汽支管，在泵用蒸汽支管上設(shè)有支管閘閥，并連接到泵用蒸汽總管上，在泵用蒸汽總管上設(shè)有閥后壓力調(diào)節(jié)閥起調(diào)壓穩(wěn)壓作用，從壓力調(diào)節(jié)閥出來的蒸汽，經(jīng)汽水分離器將蒸汽中的水份分離出來，然后進(jìn)入電加熱器加熱升溫變成過熱蒸汽，最后去分汽缸供真空泵使用；從汽包引出出汽管道，在出汽管道的進(jìn)汽端設(shè)有電動(dòng)閘閥，蒸汽經(jīng)V2閥門和并網(wǎng)閘閥到達(dá)去外網(wǎng)蒸汽總管，再經(jīng)減壓閥后向外網(wǎng)輸送。
本技術(shù)是在常規(guī)的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)中，針對轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)存在的三個(gè)問題，采取相應(yīng)設(shè)計(jì)對策，改造部分管路系統(tǒng)，增加必要的專用設(shè)備，調(diào)整了部分工藝參數(shù)以及修改了部分控制原理后實(shí)現(xiàn)的。
第一在轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)增設(shè)向真空泵供汽的功能，建立向真空泵供汽的專用管路系統(tǒng)本技術(shù)中首先要解決的問題是要使汽化冷卻系統(tǒng)具備向外網(wǎng)和真空泵供汽的系統(tǒng)功能，增設(shè)一套向真空泵送汽的專用管路。具體做法是在蓄熱器蒸汽出口管道和V2閥之間引出去真空泵的支管，數(shù)座轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)引出的這種支管要并聯(lián)匯集到一根去往真空泵的蒸汽總管上。因?yàn)樵谝话闱闆r下，轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽為低壓飽和汽，由于一些客觀原因使蒸汽品質(zhì)不好，溫度低，汽中含水多。真空泵使用這種蒸汽抽真空時(shí)，真空泵會(huì)發(fā)生噪音大和水擊現(xiàn)象，引起設(shè)備震動(dòng)，縮短設(shè)備使用壽命，同時(shí)也難以實(shí)現(xiàn)要達(dá)到的真空度。為滿足真空泵使用過熱蒸汽的要求，本技術(shù)在去真空泵的蒸汽管道上采取汽水分離脫水、電熱加溫的辦法改善蒸汽品質(zhì)，供給真空泵合格的過熱蒸汽。
第二提高蓄熱器單位蓄熱能力，增加汽化冷卻系統(tǒng)蓄熱量轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)與煉鋼轉(zhuǎn)爐同步生產(chǎn)，為周期性間斷工作制度。轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)蒸汽量大于真空泵用汽量，表面上看轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空泵沒有什么問題，實(shí)際上并非如此。汽化系統(tǒng)盡管產(chǎn)汽量大，但系統(tǒng)儲(chǔ)存蓄熱能力小，就沒有足夠蒸汽連續(xù)穩(wěn)定供真空泵使用。因此，在轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)建立向真空泵供汽專用管路之后，急需解決的重要問題是要使轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)有足夠的蓄熱能力。而提高蓄熱器單位蓄熱能力，是增加汽化冷卻系統(tǒng)蓄熱量的首要措施。在蓄熱器容積已經(jīng)固定及不超過汽化系統(tǒng)允許工作壓力前提下提高蓄熱器的充熱壓力，擴(kuò)大充熱壓力與放熱壓力之間的壓差，這樣就使蓄熱器單位蓄熱能力增大，從而使得汽化冷卻蓄熱器的整體蓄熱能力有了大的提高，轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)供汽能力有了基本保證。
第三修改汽化系統(tǒng)調(diào)節(jié)原理，改變汽化系統(tǒng)排汽流程重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)原理，改變汽化系統(tǒng)排汽流程是增加汽化系統(tǒng)蓄熱量的第二措施，也是實(shí)現(xiàn)優(yōu)先向真空泵送汽的關(guān)鍵技巧。
傳統(tǒng)的汽化冷卻系統(tǒng)中，汽包與蓄熱器的排汽流程關(guān)系是靠汽包蒸汽出口處的V1閥和蓄熱器外排蒸汽管上的V2閥來決定的。這種流程關(guān)系只適合汽化冷卻系統(tǒng)向外網(wǎng)送汽的需要。因?yàn)樵谶@種系統(tǒng)中，雖然可以使V1閥有較高的排汽壓力，但V2閥的閥后壓力低，限制提高蓄熱器單位蓄熱能力，同時(shí)V1閥起到了隔斷使用，汽包內(nèi)的壓力低于V1閥開啟壓力時(shí)，汽包中的汽就不能向外輸送，這樣汽包的蓄熱能力不能有效利用向真空泵送汽。汽化冷卻系統(tǒng)考慮向真空泵供汽功能時(shí)，這種系統(tǒng)控制模式就不合適了，必須修改系統(tǒng)原理及調(diào)節(jié)閥的制約關(guān)系，改變系統(tǒng)排汽流程。為此，本技術(shù)設(shè)計(jì)中取消了汽包蒸汽出口管上的V1閥，蓄熱器外排蒸汽管上的V2閥在原位置保留，但要改變V2閥控制的壓力對象，將V2閥由閥后壓力調(diào)節(jié)改為閥前壓力調(diào)節(jié)，并在系統(tǒng)允許的工作壓力范圍內(nèi)將V2閥的排汽壓力提高到接近系統(tǒng)允許的工作壓力。汽化冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)修改變動(dòng)之后，汽化冷卻所產(chǎn)蒸汽首先存到汽包和蓄熱器中，由于真空泵用汽壓力低于V2閥開啟壓力，所以當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力達(dá)到和超過真空泵用汽壓力時(shí)，就可向真空泵送汽了，生產(chǎn)中汽化冷卻產(chǎn)汽量比真空泵用汽量要大得多，因此，在轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)時(shí)，即使真空泵在用汽的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的壓力也是逐漸升高的，直到系統(tǒng)內(nèi)壓力超過V2閥開啟壓力時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)多余的蒸汽就向外網(wǎng)排放，這時(shí)如果轉(zhuǎn)爐停止吹煉汽化冷卻不產(chǎn)汽，V2閥就會(huì)在略低于開啟壓力的狀態(tài)下關(guān)閉，停止向外網(wǎng)送汽，系統(tǒng)內(nèi)存的蒸汽還可以夠真空精煉爐真空泵處理一到兩爐鋼使用。所以，對汽化系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)修改其控制原理起到了三個(gè)作用一是在系統(tǒng)控制邏輯關(guān)系上建立了系統(tǒng)優(yōu)先向真空泵送汽，多余蒸汽去外網(wǎng)的排汽流程；二是汽包可以和蓄熱器一樣，能將所儲(chǔ)存的蒸汽更多地向真空泵輸送，汽包的蓄熱容積也能充分利用，計(jì)入到汽化冷卻系統(tǒng)總蓄熱容積中，從增加總蓄熱容積的角度提高了汽化冷卻系統(tǒng)的整體蓄熱量；三是提高V2閥的排汽壓力后擴(kuò)大蓄熱器充熱放熱壓差的目的得以實(shí)現(xiàn)，從系統(tǒng)壓力控制關(guān)系上為增加蓄熱器單位蓄熱能力創(chuàng)造了有利條件。
由于V2閥排汽壓力提高之后高于去真空泵和外網(wǎng)的壓力，所以又分別調(diào)整了去真空泵和外網(wǎng)的蒸汽壓力去真空泵的蒸汽總管上設(shè)置了一套閥后壓力調(diào)節(jié)閥組，以保證去真空泵的蒸汽壓力為恒定值；去外網(wǎng)的管路上設(shè)置一套減壓閥組，將蒸汽壓力減到向外網(wǎng)送汽的合適壓力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下
1 占地少，好布置，尤其適合舊廠新建真空爐；2 大量節(jié)省投資，建設(shè)工程量?。? 工藝簡單，安全可靠；不增定員，便于管理；4 設(shè)備壽命長，檢修工作少；5 生產(chǎn)成本低，投資還本快。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述附

圖1為本發(fā)明所涉及的轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置示意圖。
附圖1中表明整個(gè)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)可分為三個(gè)部分第一部分為轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻設(shè)備及循環(huán)管路。由煙道1、汽包2、蓄熱器3、給水和汽水循環(huán)管路4組成，這部分為轉(zhuǎn)爐汽化冷卻固有的產(chǎn)汽部分，本技術(shù)中未加修改。
第二部分為轉(zhuǎn)爐汽化冷卻向真空泵供汽的專用管路設(shè)備，由泵用汽支管5、支管閘閥6、泵用汽總管7、壓力調(diào)節(jié)閥8、汽水分離器9、電加熱器10、分汽缸11、真空泵12、疏水裝置13組成。
第三部分為轉(zhuǎn)爐汽化冷卻外送汽管道系統(tǒng)，由汽包出汽管道14、電動(dòng)閘閥15、蓄熱出汽管道16、止回閥23、V2閥門17、并網(wǎng)閘閥18、去外網(wǎng)蒸汽總管19、減壓閥20、蒸汽連通管21、連通閘閥22組成。
從附圖1看到汽化冷卻系統(tǒng)新增的向真空泵12供汽的蒸汽管道是從蓄熱器3的蓄熱出汽管道16上的止回閥23至蓄熱出汽管道16和汽包出汽管道14的連接點(diǎn)A之間引出來的，在泵用蒸汽支管5設(shè)一個(gè)支管閘閥6，開啟支管閘閥6汽化系統(tǒng)就向真空泵供汽；關(guān)閉支管閘閥6汽化系統(tǒng)就停止向真空泵供汽。泵用蒸汽總管7的作用是匯集每座轉(zhuǎn)爐汽化冷卻泵用支管5的蒸汽送往真空泵。閥后壓力調(diào)節(jié)閥8起調(diào)壓穩(wěn)壓作用，其壓力信號取至分汽缸11，真空泵12用汽時(shí)閥后壓力調(diào)節(jié)閥8按分汽缸11設(shè)定好的壓力向真空泵12恒壓供汽。為了供真空泵合格的蒸汽，從閥后壓力調(diào)節(jié)閥8出來的蒸汽，要先進(jìn)入汽水分離器9將蒸汽中的水份分離出去，然后進(jìn)入電加熱器10加熱升溫變成過熱蒸汽，最后去分汽缸11供真空泵12使用，疏水閥13為蒸汽管道上輔助的疏水裝置，視實(shí)際確定其具體位置。
從附圖1可知汽包出汽管道14上沒有常規(guī)汽化冷卻所設(shè)的V1閥，取消V1閥并將V2閥改為閥前壓力調(diào)節(jié)可以使汽包2和蓄熱器3壓力相同，并由V2閥決定系統(tǒng)工作壓力，電動(dòng)閘閥15設(shè)在汽包出汽管道14進(jìn)汽端，關(guān)閉電動(dòng)閘閥15，可對汽包以前的設(shè)備停產(chǎn)檢修，隔斷與其它轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)的聯(lián)系。并網(wǎng)閘閥18是每座轉(zhuǎn)爐汽化冷卻蒸汽與外網(wǎng)的連接閥門，應(yīng)處于常開向外送汽狀態(tài)。去外網(wǎng)蒸汽總管19的作用是匯集每座轉(zhuǎn)爐汽化冷卻去外網(wǎng)的蒸汽。設(shè)置減壓閥20則是為將V2閥后的蒸汽壓力降下來再向外網(wǎng)輸送。
附圖1還可以看出從汽包出汽管道14引出一根蒸汽連通管21將每座轉(zhuǎn)爐獨(dú)立的汽化系統(tǒng)并聯(lián)起來，連通閘閥22處于常開狀態(tài)，可使各個(gè)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻蒸汽相互串通，任何一座轉(zhuǎn)爐瞬時(shí)最大蒸汽量都由整個(gè)汽化冷卻系統(tǒng)共同蓄熱儲(chǔ)存起來。
本發(fā)明適用新老轉(zhuǎn)爐煉鋼廠采用真空精煉技術(shù)時(shí)建設(shè)真空泵汽源裝置的工程，覆蓋面比較廣，尤其適合老廠增建真空精煉爐解決蒸汽問題，有的煉鋼廠可能經(jīng)過核算原有汽化系統(tǒng)蓄熱總量不夠，需要增設(shè)蓄熱器，即使在這樣的情況下，也是合算的，比新建蒸汽源投資少、工程量小得多。
本發(fā)明實(shí)例如下實(shí)例為真空泵供汽的轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)工藝參數(shù)1 真空精煉爐及真空泵用汽資料
真空泵用汽制度及要求1)真空精煉爐冶煉周期40分鐘，用汽時(shí)間20～25分鐘。
2)用汽量為變化值最大達(dá)到10.5t/h，供汽期間供汽壓力必須穩(wěn)定、蒸汽壓力波動(dòng)必須在5秒種內(nèi)穩(wěn)定下來。
2 轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)及外供汽管路設(shè)備參數(shù)
3 去真空泵蒸汽管道設(shè)備參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置，包括煙道、汽包、蓄熱器、以及給水、汽水循環(huán)管路，其特征在于從蓄熱器(3)的蓄熱出汽管道(16)上的止回閥(23)至蓄熱出汽管道(16)和汽包出汽管道(14)的連接點(diǎn)A之間引出泵用蒸汽支管(5)，在泵用蒸汽支管(5)上設(shè)有支管閘閥(6)，并連接到泵用蒸汽總管(7)上，在泵用蒸汽總管(7)上設(shè)有閥后壓力調(diào)節(jié)閥(8)起調(diào)壓穩(wěn)壓作用，從壓力調(diào)節(jié)閥(8)出來的蒸汽，經(jīng)汽水分離器(9)將蒸汽中的水份分離出來，然后進(jìn)入電加熱器(10)加熱升溫變成過熱蒸汽，最后去分汽缸(11)供真空泵(12)使用；從汽包(2)引出汽包出汽管道(14)，在出汽管道(14)的進(jìn)汽端設(shè)有電動(dòng)閘閥(15)，蒸汽經(jīng)V2閥門(17)和并網(wǎng)閘閥(18)到達(dá)去外網(wǎng)蒸汽總管(19)，再經(jīng)減壓閥(20)后向外網(wǎng)輸送。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置其特征在于壓力調(diào)節(jié)閥(8)為閥后壓力調(diào)節(jié)，其壓力信號取至分汽缸(11)，壓力調(diào)節(jié)閥(8)也可設(shè)在汽水分離器(9)和電加熱器(10)之間，還可以設(shè)在電加熱器(10)和分汽缸(11)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置，其特征在于V2閥(17)為閥前壓力控制。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐自產(chǎn)汽用于真空精煉爐使用的裝置，其特征在于幾座轉(zhuǎn)爐汽化系統(tǒng)的V2閥(17)可以合并為一個(gè)，設(shè)在并網(wǎng)閘閥(18)與減壓閥(20)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐汽化冷卻自產(chǎn)汽用于煉鋼真空精煉爐真空泵的技術(shù),包括轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻系統(tǒng)、供真空泵用汽專用管路、汽化冷卻系統(tǒng)向外送汽管三個(gè)部分。其特點(diǎn)是將普通轉(zhuǎn)爐煉鋼廠汽化冷卻自產(chǎn)汽成功應(yīng)用于煉鋼真空精煉爐真空泵抽真空用汽、創(chuàng)造了一種向真空泵供汽的新工藝技術(shù),本技術(shù)覆蓋面廣,特別適用于轉(zhuǎn)爐煉鋼廠采用真空精煉技術(shù)的項(xiàng)目,可為建設(shè)單位節(jié)約大量基建投資,減少工程量,并且工藝簡單、安全可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C21C5/46GK1361293SQ0013627
公開日2002年7月31日 申請日期2000年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月26日
發(fā)明者史文錦, 劉滿屯, 洪鵠, 齊振亞, 何巍, 林松, 李文秀, 李永東 申請人:首鋼總公司