水質(zhì)在線檢測(cè)技術(shù)在轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)上應(yīng)用

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1、水質(zhì)在線檢測(cè)技術(shù)在轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)上應(yīng)用【摘要】唐鋼第一鋼軋廠通過(guò)采用轉(zhuǎn)爐汽化水質(zhì)處理綜合方案，包括水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及投加水處理化學(xué)藥劑兩部分內(nèi)容，為鍋爐提供最有效的保護(hù)。【關(guān)鍵詞】汽化、水質(zhì)處理、鍋爐、保護(hù)1、前言汽化冷卻系統(tǒng)是采用除鹽水汽化的方式冷卻冶金部件并吸收熱量，從而產(chǎn)生蒸汽的裝置，在原理上可視為一種特定鍋爐。唐鋼第一鋼軋廠150噸轉(zhuǎn)爐汽化煙道每年都要更換活動(dòng)煙罩、爐口段、移動(dòng)段和末段，新煙道在大修更換后的第2個(gè)月就開始出現(xiàn)泄漏，直至下一年的設(shè)備大修。汽化煙道設(shè)備使用壽命低，成本消耗較大，同時(shí)造成蒸汽回收不穩(wěn)定。煙道漏水直接影響轉(zhuǎn)爐冶煉安全，由于煙道漏水

2、后在線維修工作環(huán)境惡劣、在線修補(bǔ)又很難達(dá)到連續(xù)使用要求，反復(fù)修補(bǔ)嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏。根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的分析，水冷部件正常的壽命應(yīng)在2年以上。A.泄漏B.爆管C.堵塞D.結(jié)垢2、汽化冷卻系統(tǒng)水處理的意義現(xiàn)代大型鋼鐵企業(yè)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，水系統(tǒng)是連續(xù)、安全、高效鋼鐵生產(chǎn)的重要保障。水系統(tǒng)的良好運(yùn)行，對(duì)于減少檢修頻度及費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，穩(wěn)定高效生產(chǎn)，降低綜合生產(chǎn)成本、避免意外事故等方面，具有重要意義。2.1結(jié)垢的形成機(jī)理與危害水中的鈣、鎂離子與碳酸根、磷酸根等結(jié)合生成難溶的小晶體，這些小晶體不斷碰撞并按一定的方向增長(zhǎng)變成大晶體。水中的鈣、鎂鹽晶體及其不溶性微粒

3、同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，即與管壁上的水垢結(jié)合生成體積更大的垢的結(jié)晶力和水流的剪切力，當(dāng)結(jié)晶力較大時(shí)便易使垢增長(zhǎng)，當(dāng)結(jié)晶力較小時(shí)（如加入阻垢劑后）或剪切力較大（如水流速較大的部位）時(shí)，垢無(wú)法增厚，水中的微粒只能以水渣的形式被水沖走。一旦結(jié)垢，將會(huì)導(dǎo)致鍋爐管壁溫度大幅度上升，如圖1所示。A.清潔的內(nèi)部傳熱面，T1為冷卻水溫度，T2為受熱面溫度；B.結(jié)垢的表面，若想管壁溫度達(dá)到T2,則冷卻水溫度需由T1降至TOC.若冷卻水溫度仍為T1,則表面結(jié)垢的管壁熱源側(cè)溫度由T2升高到T4,T3影響金屬結(jié)構(gòu)。圖2汽化管道清潔表面與結(jié)構(gòu)表面溫度對(duì)比2.2腐蝕的形成機(jī)理與危害給水和低

4、壓系統(tǒng)因溶氧存在而發(fā)生氧腐蝕。爐水中的游離氫氧化鈉過(guò)高或PH值過(guò)低，又含有較多中性鹽等情況下,會(huì)導(dǎo)致鍋爐金屬腐蝕，壁厚減薄。腐蝕產(chǎn)物又會(huì)導(dǎo)致沉積，產(chǎn)生沉積物下腐蝕。為此，第一鋼軋廠在2012年通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐汽化冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造的同時(shí)，又提出了一套汽化水質(zhì)綜合處理方案。3、汽化水質(zhì)處理綜合方案轉(zhuǎn)爐冶煉具有一定的周期性，約40分鐘冶煉一爐鋼，其中吹氧時(shí)間為14分鐘，吹氧時(shí)煙氣量、煙氣溫度均達(dá)到最高，其最高溫度可達(dá)1700°C,熱負(fù)荷明顯增大，停止吹煉時(shí)煙氣總量為零，熱負(fù)荷減小，管壁溫度隨之驟降，使受熱管產(chǎn)生周期性的熱交變應(yīng)力，極易造成熱疲勞破壞。另外由于結(jié)垢、腐蝕

5、、雜物等因素造成汽化冷卻水管堵塞，進(jìn)一步降低冷卻效果，導(dǎo)致水管局部干燒，出現(xiàn)爆管。工藝條件惡劣變化會(huì)影響汽化系統(tǒng)的各種部件的使用壽命。而且，這種影響往往是突發(fā)性的。為此，第一鋼軋廠采取了汽化水質(zhì)處理綜合方案，該水處理方案包括水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及控制自動(dòng)化設(shè)備和投加水處理化學(xué)藥劑兩部分內(nèi)容?？梢詾殄仩t提供最有效的保護(hù)。2.1水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化控制設(shè)備通過(guò)腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以探測(cè)鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕應(yīng)力并作出實(shí)時(shí)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)工作條件下的直接測(cè)量。此外，鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)還采用熒光示蹤技術(shù)來(lái)防止鍋爐內(nèi)結(jié)垢。鍋爐給水系統(tǒng)腐蝕控制：腐蝕應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在鍋爐實(shí)際工作溫度和壓力條件下

6、測(cè)量?jī)粞趸€原電位，根據(jù)電位的變化作出響應(yīng)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)除氧劑或金屬鈍化劑的投加量，優(yōu)化腐蝕控制，以保護(hù)鍋爐系統(tǒng)。因此，鍋爐技術(shù)能夠在實(shí)際的鍋爐給水工作溫度和壓力條件下測(cè)量并立即作出響應(yīng)，以保證鍋爐系統(tǒng)的卓越性能。鍋爐結(jié)垢和沉積控制：采用熒光儀結(jié)合最先進(jìn)的爐內(nèi)水處理劑控制鍋爐內(nèi)結(jié)垢和沉積。該控制系統(tǒng)探測(cè)鍋爐系統(tǒng)的變化，確定正確的化學(xué)品加藥量，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)投加速率。鍋爐水自動(dòng)控制系統(tǒng)也可以幫助優(yōu)化鍋爐排污控制。水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)與汽包連排閥門連鎖，通過(guò)電導(dǎo)率控制排污；系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在5-8倍左右。同時(shí)根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整各段煙道排污頻率?？傊?，鍋爐控制系統(tǒng)可以提高熱效率，降

7、低能耗，提高水的循環(huán)利用率，防止設(shè)備腐蝕和結(jié)垢。3.2水處理化學(xué)藥劑4、汽化水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)5、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)一整套汽化冷卻系統(tǒng)水質(zhì)管理體系的建立實(shí)施，包括水質(zhì)指標(biāo)控制、自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析、化學(xué)品添加操作和排污優(yōu)化控制，提供了動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)分析，實(shí)現(xiàn)了管理可視化,對(duì)設(shè)備運(yùn)行的進(jìn)一步精細(xì)化管理亦形成支持。