加热炉汽化冷却系统故障诊断与改进
教务一体化系统
2001年第1期
(总第20期)。
山西桂源与节能
Shanxi能源与整合
2001年3月
出版
连续式加热炉汽化冷却系统故障诊断与改进
黄永强(长治钢铁(集团)有限公司,山西长治046031 )。
摘要:诊断了长钢第四牌钢厂汽化系统故障,提出了改进建议,采取了一系列改进措施,解决了爆管
问题是提高了加热炉的有效工作效率。
关键词:气化冷却; 加热炉; 炉肌管
图分类号:TD712文献识别码:B
长钢第四轧钢厂连续加热炉采用自动循环
环汽化冷却方式,汽包高度10. 5m,设计蒸汽发生量:
D=9t/h,工作压力:P=0. 78MPa,饱和温度:
tb=169.6 `C,转鼓圆面积:A=1. 54 m2,转鼓长度
l=7,600 mm,管底比65%。
1概要
长期以来,加热炉的气化冷却系统经常发生故障,
主要症状为:汽化冷却系统循环不畅,水锤现象严重。
炉筋管烧红后,发生腰部折断、鼓包、爆管,被迫停止炉检修
理科。 关炉子需要降低温度,或者检查后更换破损零件和烤箱等
多个工序。 每次停炉平均需要48小时-56小时,不仅费用高
大量的人力物资也会影响产量。 特别是在1997年,一起发生了
炉底管变形,爆管被迫停机32次,影响生产时间
1(532.16h,严重威胁四轧厂正常生产。
基于大量现场实测数据,炉筋管发生烧红变形
的原因进行了认真分析研究,确定了竖炉筋管路的设置
计不合格、循环流动阻力大、气化点分布不合理等影响
气化冷却系统循环不畅的主要原因。 根据以上理由
制定了相应地改变和改变竖炉肌管下联箱管径和标高
炉管数量和运行、水管削减、热工制度变更等措施
补助是1997年12月加热炉大修时分别制定的。
六项措施进行技术改造。
改造后,经过2a运行,没有发生气化冷却系统
由于循环不良,炉筋管烧红,发生了腰部折断的现象。 有加热炉
作用效率提高8.7 0 o,管底比降低19.5 0 o。 为四轧制
工厂月产达到2.3万t,奠定了坚实的基础,节约了大量人力
降低了力量、物力、热耗,改造取得了圆满成功。
受理日期:2000-12-11
教育部职业教育与成人教育司
冶金工业学校热能工程专业,技术人员。
2故障诊断与分析
2.1热负荷对炉肌管赤热变形的影响
该炉气化冷却系统设计产量为9 t/h,而炉
底管在整个生产过程中受到钢材的强烈振动和冲击
击打,隔热层破损,容易脱落。 另外,该炉采用均热
由于分段强化加热,钢材烧坏时绝热层受到严重侵蚀
通过蚀刻,寿命大幅降低,脱落75次书写即可达到蒸汽量
12 t/h-15 t/h,随着热负荷的增加炉温为1,350 ' c
时,炉肌管热强度可达0.565x106kj/m2
气化冷却中,水长期循环的实际流量g和流速
当w超过临界流量GK及临界流速w2时,高速循环
在流动中将蒸汽和水均匀混合成雾状或微小泡沫型泡沫,
当g小于GK,w小于WK时,保证系统的安全运行
于是,形成炮弹型或圆柱型大型堵塞气泡,形成阻气,
破坏汽化冷却系统的自然循环,不规则强
水锤现象。 使炉底管壁温度上升发红,超过碳钢
允许温度为480,发生炉底管变形、鼓包、爆管。
2.2水循环阻力的影响
自然循环汽化冷却总压差公式为:
p水gh一尸体下件p提gh OP上(1) ) ) ) ) ) ) ) p水gh一尸体下件p提gh OP上(1) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) p ) ) p )。
p水一水的密度,
一汽包的高度、
OP次下降管的总电阻,
pa-苏打混合物密度,
当尸体上的管子总阻力上升时。
由式(1)可知,阻力损失小,冷却工质的流速大,被冷却
有效果。 改造前该循环管路有弯管13个,其中有直角
有6个弯管,水循环阻力过大。
按设计要求,下降供水水箱截面积为:
f=(1.5一二) 2; f(2) )。
如果观察f互连箱的截面积,
万方数据
2001年第1期黄永强:连续式加热炉汽化冷却系统故障诊断与改进. 47。
Yf-竖水管截面积之和为,
原下降管联络箱为219mmX6mm,竖水支管为
108 mm X 4 mm,计算起来是:
F=粤4(219(12 )2=33 ) 654mm '
一f=粤
4
(108一八) 2X3二23 562 mm毫米'
f(1.5一二) Zfo
因此,下降连箱流通截面小,产生的阻力损失大,
容易发生两水管之间流量分配不均和相互干扰。
另外,根据经验公式,下部水箱中心标高高于竖水管
为了使产生的气泡向上升管流动,心标的高度为1 m-2 m,
另一方面,在轧制工厂间的段差仅为0. 324 m的情况下,气泡会逆流。
3改善措施
3.1竖炉肌管下联箱直径由219 mm X6 mm改为
325毫米x 10毫米,f(1.5-2 ) z,f,减少
通过避免阻力、流量分配不均匀,降低下连接箱中心高程和
调整竖炉肌管中心标高差为1. 79 m,增加下降
抵抗,防止苏打逆流。
3.2竖炉肌管按截面系数和挠度验算后,由3根改为
2根,提高实际流量,使GG达到实际流速w
WK。
教育信息化管理系统
3.4改变热工制度,严格标准化作业,禁止均热段强
加热使局部温度过高,炉温严禁超过1,1 350。
3.5炉肌管包扎原水调变为PA'-80胶体调变
提高包裹材料的热强度,降低其脱落率。
3.6拆除预热块的两条横向滑道,改为磷酸铝酸盐
为了减少热损失,用耐热垫支撑。
4改造的结果
1997年影响时间1 532.16 h,影响次数32
子计算:
a )降低材料费
无缝管:0. 965 t/次X32次X 6 080元八=
18.78万元
耐火材料:0. 3 6 t/次X32次X 10 500元八二
12. 096万元
b )降低施工费用
3 000元/次X32次2,9.6万元
c )停炉计算产量的年收益
计算公式:影响时间x小时产量x加热炉开工率
轧机作业率x吨钢利润
1532. 16 h X 35 t/h X 90%X70%X 150元/t=
506. 76万元
以上共节约人民币547. 236万元
参照文献:
[1]汤学忠.热能转换与利用[m],北京:冶金工业出版社
1992.
(接第45页)
4; 一固体不完全燃烧引起的热损失、Kcal/kg、
q5散热导致热量流失时,Kcal/kg、
4s一灰的物理热损失热量、Kcal/kg、
其中,燃烧固体的不完全燃烧损失热和排烟损失
失去热量是锅炉燃烧的主要损失热量,在损失热量中
虽然占有很大的比重,但这种损失热量是锅炉的
燃烧状况和燃烧方式。
汽化式强化燃烧技术利用锅炉燃烧室中的高度
采用温、气化式热化学燃烧机理,改进燃烧侧
公式是向燃烧室注入微量的气化水,减缓燃烧反应
的表面反应转化为快速的空间反应,达到高效节能的目的
是清除烟尘的综合目的。 主要通过锅炉的滚筒
风机风力形成气化水,定量加入人管道雾化装置
为了雾化水分子,雾化后的水分子在燃烧室内和燃煤
里面的高温碳会发生强烈的氧化反应。
高温h、O C-CO个H:个、
产生的氢在高温氧的存在下自动点火,引起轻微的爆炸,
这样就提高了燃烧温度,强化了燃烧过程。 同时破坏了
燃煤的灰烬得到了燃烧室内的不完全燃烧物
使之充分燃烧,提高燃料对人的热的有效利用率。
汽化式强化燃烧技术由以下装置组成。
【vCA#}r5f ~ {2M%1-c~
Aft a *,-A ~ {arir2犯困
Fx-f ' JE一(医丽丽童)
该装置结构简单,布局合理,无需砸锅或改动
炉原有的主体结构。 操作简单,司炉工不需要再培训
可操作,不增加劳动强度。 这个装置在运转中不消耗能量
源不生“三废”。
3结论
为工业锅炉节能降耗提供了一种新的
燃烧技术。
万方数据