步進式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)設計說明-設計院

1、首鋼遷鋼2#熱軋工程步進梁式加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)設計說明1、汽化冷卻系統(tǒng)的設計概述1.1汽化冷卻系統(tǒng)的冷卻效果取決于汽化水的熱量吸收。對于步進梁式加熱爐，汽化冷卻系統(tǒng)設計為強制循環(huán)系統(tǒng)。系統(tǒng)產(chǎn)生的飽和蒸汽進入車間蒸汽管網(wǎng)，或者在緊急情況下排入大氣。1.2循環(huán)系統(tǒng)的主要設備如下：爐底水梁及立柱汽包循環(huán)水泵（共3臺）旋轉(zhuǎn)接頭組給水供應系統(tǒng)主要設備如下：電動給水泵除氧器除鹽水箱電動除鹽水泵柴油機給水泵加藥裝置 加熱爐爐底水梁，其外表面包扎有耐高溫的保溫層?；顒恿海?根； 固定梁：4根；每根固定梁分為3段；每根活動梁分為3段；另外，在均熱段設兩根單獨固定梁，各自并聯(lián)進相鄰的固定梁；梁的編號為：活動梁（串

2、聯(lián)結(jié)構(gòu)）：2#、4#、5#、7#；固定梁（串聯(lián)結(jié)構(gòu)）：1#、8#；固定梁（串并聯(lián)結(jié)構(gòu)）：3#、6#。每段梁均由一根雙水平管和若干立柱組成，其中一根立柱為雙管立柱，是支撐梁冷卻水進水和出水的接管；其它為采用帶有芯管的單管立柱。1.3主要運行參數(shù)汽包設計工作壓力：0.81.3MPa（g）工作溫度： 對應壓力下的飽和溫度蒸發(fā)量： 13.0t/h（保溫完好，10%排污率時）對應給水量： 14.3 m3/h蒸發(fā)量： 16t/h（10%保溫脫落，10%排污率時）對應給水量： 17.6 m3/h蒸發(fā)量： 25t/h（40%保溫脫落，10%排污率時）對應給水量： 27.5m3/h給水溫度： 102104系統(tǒng)總

3、循環(huán)水量： 700600 m3/h以上參數(shù)參見X5212R1以及X5212ZK5。2、汽化冷卻系統(tǒng)的工作原理2.1.循環(huán)冷卻回路內(nèi)部冷卻回路是指如下的回路：汽包循環(huán)水泵爐底支撐梁在正常工作時，汽包中的水位保持在汽包中心線以上100mm；由于本工程汽化冷卻產(chǎn)汽送入廠區(qū)蒸汽管網(wǎng)，因此汽包運行壓力根據(jù)管網(wǎng)壓力確定，目前汽包工作壓力確定為1.01.1MPa(g)。冷卻水通過汽包下降管、循環(huán)水泵、冷卻水管總管，分配聯(lián)箱，進入加熱爐支撐水梁。冷卻水從分配聯(lián)箱接出的進水支管，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)后，流經(jīng)各冷卻部件。各段爐底梁構(gòu)成8個冷卻回路，在進水聯(lián)箱和回水聯(lián)箱之間這些回路為并聯(lián)工作方式。在爐底水梁中，冷卻水吸收熱

4、量，并將熱量通過循環(huán)水經(jīng)上升管送至汽包。2.1.1汽包系統(tǒng)產(chǎn)生的汽水混合物在汽包中被分離成蒸汽和水，水流回內(nèi)部冷卻回路，而蒸汽通過蒸汽引出管排出。為保證系統(tǒng)運行安全，汽包的容積能夠保證在停止向汽包給水后，加熱爐仍能運行約1小時。汽包的正常水位在汽包中心線以上100mm。正常工作時，汽包的蒸汽壓力和水位分別通過蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥、蒸汽放散閥及汽包液位調(diào)節(jié)閥進行自動控制。這三個控制閥均可通過閘閥與系統(tǒng)隔離，此時汽包的水位和工作壓力分別可通過手動旁路控制閥來手動控制。汽包壓力和水位在就地和控制室均有指示，汽包上裝設了遠傳壓力表和兩個遠傳水位計（平衡容器），汽包超高低壓及高低水位報警在控制室發(fā)出。為系統(tǒng)排

5、空，在汽包上裝設放散管，并設放散調(diào)節(jié)閥，在緊急情況下 ，可以用該放散閥控制汽包壓力。為保證放散調(diào)節(jié)閥在事故狀態(tài)下失電失氣時全開放散，在放散管道上設手動閥。汽包上裝有兩個安全閥，每個安全閥能夠排放系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽量的一半。為控制鍋爐水水質(zhì)，汽包排污設定期排污閥，排除汽包底部雜質(zhì)，同時設連續(xù)排污閥以排出汽水表面雜質(zhì)，根據(jù)汽包內(nèi)的水質(zhì)來調(diào)節(jié)排污率，可以通過取樣冷卻器的控制閥每天取樣。2.1.2循環(huán)水泵循環(huán)冷卻回路的冷卻水是靠循環(huán)水泵產(chǎn)生動力，進行循環(huán)，兩臺循環(huán)水泵為電動機驅(qū)動，一臺循環(huán)水泵為柴油機驅(qū)動。正常工作時，一臺電動循環(huán)水泵運行，當（1）運行水泵故障，（2）或者循環(huán)水泵進出口聯(lián)箱之間的壓差小于0.

6、2MPa，（3）或者循環(huán)泵出口流量小于530m3/h時，備用電動循環(huán)水泵自動啟動。啟動順序為：1） 備用電動循環(huán)水泵2） 柴油機循環(huán)水泵 此后由操作人員根據(jù)現(xiàn)場水泵及電源的實際工況判斷是否保證雙泵或多泵運行。柴油機循環(huán)水泵的另外一個啟動信號是兩臺電動熱水循環(huán)泵電源失電或兩臺電動泵故障。每臺電動泵可通過泵出口處的電動切斷蝶閥以及止回閥與系統(tǒng)隔離。電動熱水循環(huán)泵以及泵出口電動蝶閥的啟動、停止順序控制是：啟動熱水循環(huán)水泵，啟動后延時10s再打開泵出口電動蝶閥。電動蝶閥開到位；熱水循環(huán)泵停泵順序控制是：關閉熱水循環(huán)泵電動蝶閥，延時10s再停泵。電動蝶閥關到位。參見X5212ZK5。2.1.3旋轉(zhuǎn)接頭組

7、為連接步進梁爐底管冷卻系統(tǒng)，在加熱爐底部設有旋轉(zhuǎn)接頭組件裝置，這些旋轉(zhuǎn)接頭組件能夠滿足步進梁垂直和水平運行的需要。進水旋轉(zhuǎn)接頭組件裝置有兩套，回水旋轉(zhuǎn)接頭組件裝置兩套。在不用停止加熱爐運行的情況下，通過裝設的手動蝶閥可將一組旋轉(zhuǎn)接頭組與系統(tǒng)隔離，更換泄露的旋轉(zhuǎn)接頭。2.1.4單個冷卻回路爐底水梁共有8個冷卻回路。每一冷卻回路的冷卻水流量是根據(jù)該回路的最大計算熱負荷以及介質(zhì)在水梁中的流速來確定的，每個回路的流量可以通過設置在回路上的手動閥進行調(diào)節(jié)。在每個冷卻回路上均裝有流量計，包括指示和低流量報警，報警信號送入控制室并記錄。當出現(xiàn)某一冷卻回路流量過低報警時,說明該回路流量低于最小值，通過調(diào)節(jié)相應

8、回路進水管上的手動控制閥，使該回路的進水流量回到正常值。每個冷卻回路以及總管的正常運行流量、報警流量參見下表 表一序號項目名稱運行參數(shù)一次報警數(shù)據(jù)二次報警數(shù)據(jù)11#活動梁回路m3/h8070656022#活動梁回路m3/h8070 656033#固定梁回路m3/h8575 706544#固定梁（串并聯(lián)）回路m3/h10595 908555#固定梁（串并聯(lián)）回路m3/h10595 908566#固定梁回路m3/h8575 706577#活動梁回路m3/h8070 656088#活動梁回路m3/h8070 65609總循環(huán)水流量m3/h700620 5605302.2給水供應2.2.1汽包排出蒸汽

9、及排污等要通過連續(xù)的給水來補充，以保持汽包水位的恒定。給水管道上設給水調(diào)節(jié)閥，通過汽包上的液位信號連續(xù)調(diào)整給水量，控制液位。2.2.2給水泵房兩座加熱爐汽化冷卻設一座給水泵房，給水系統(tǒng)的主要設備有：除鹽水箱、除鹽水泵、給水泵和磷酸鹽加藥裝置。2.2.2.1除鹽水箱及水泵除鹽水從廠區(qū)綜合管網(wǎng)進入加熱爐汽化冷卻水泵房內(nèi)的除鹽水箱，通過除鹽水泵將除鹽水箱中的除鹽水送至1#、2#除氧器的除氧頭，系統(tǒng)設3臺除鹽水泵，工作制度為兩用一備。除鹽水泵共有三臺，其中1#除鹽水泵對應于1#爐汽化冷卻；2#除鹽水泵對應于2#爐汽化冷卻，放在1#爐汽化冷卻系統(tǒng)進行控制；而3#除鹽水泵為1#除鹽水泵及2#除鹽水泵的備用

10、泵，放在1#爐汽化冷卻系統(tǒng)進行控制。除鹽水泵啟停控制：除氧器液位高于+700mm時，除鹽水泵停止運行；除氧器液位低于-250mm時，啟動除鹽水泵。經(jīng)除氧后的除鹽水從1#、2#除氧器的支管匯入總管，之后通過電動給水泵將除氧后的除鹽水送至1#、2#汽包。2.2.2.2給水泵系統(tǒng)中給水泵共有5臺，其中1#、2#電動給水泵用于1#汽化冷卻系統(tǒng)，一備一用；3#、4#電動給水泵用于2#汽化冷卻系統(tǒng)，一備一用；此外還有一臺柴油給水泵，當電動給水泵同時發(fā)生故障時，或電動給水泵電源故障時，柴油機給水泵啟動，柴油機給水泵既可從除氧水箱吸水又可從除鹽水箱吸水，保證汽化冷卻系統(tǒng)繼續(xù)運行。電動給水泵啟?？刂疲浩何桓?/p>

11、于+300mm時，給水泵停止運行；汽包液位低于-100mm時，啟動給水泵。電動給水泵啟動順序：啟動給水泵，啟動后延時10s再打開給水泵出口電動閥。電動給水泵停泵順序：關閉給水泵出口電動閥，延時10s再停泵。汽包給水管上裝有壓力和流量儀表以及液位控制閥。參見X5212ZK52.2.2.3加藥裝置給水泵房中設有一套磷酸鹽加藥裝置，磷酸鹽藥液通過加藥泵加到汽包中。2.3蒸汽送出通過蒸汽輸送管道，加熱爐汽化冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生的飽和蒸汽送入車間蒸汽母管。蒸汽送出管上裝有流量計，可在汽化冷卻控制室指示蒸汽產(chǎn)量。當蒸汽流量超過最大允許蒸汽產(chǎn)量時，爐底管的保溫需要更新。蒸汽流量過大報警值為20t/h，報警信號在加熱

12、爐控制室發(fā)出。汽包的壓力通過蒸汽送出管上的壓力閥控制。3、各個調(diào)節(jié)閥的控制說明3.1 汽包出口蒸汽管壓力調(diào)節(jié)閥（V1 ）根據(jù)汽包出口蒸汽壓力（汽包本體壓力），對汽包出口蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥V1進行調(diào)節(jié)。控制汽包壓力范圍為1.01.1MPa。3.2 汽包補水管流量調(diào)節(jié)閥（V2） 根據(jù)汽包液位，對汽包補水流量調(diào)節(jié)閥V2進行調(diào)節(jié)。以汽包水平中心線為0.0mm，中心線以上為正，中心線以下為負。汽包極限高水位為+500mm，極限低水位為-100，控制汽包液位范圍為+50mm+150mm。3.3 除氧器壓力調(diào)節(jié)閥（V3a/V3b）根據(jù)除氧器本體壓力，對除氧器入口蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥V3a/V3b進行調(diào)節(jié)。除氧器為大氣

13、式熱力除氧器，正常工作壓力變化范圍為0.015MPa0.03MPa，正常值為0.02MPa。3.4 除氧器入口除鹽水流量調(diào)節(jié)閥（V4a/V4b）根據(jù)除氧器液位高低，對除氧器入口除鹽水流量調(diào)節(jié)閥V4a/V4b進行調(diào)節(jié)。以除氧器水平中心線為中心線，中心線以上為正，中心線以下為負。除氧器極限高水位為+700mm，極限低水位為-200mm，正常液位控制范圍為+500mm+350mm。3.5 除氧器溫度調(diào)節(jié)閥V5a/V5b根據(jù)除氧器水空間的溫度，對流入除氧器的蒸汽調(diào)節(jié)閥V5a/V5b進行調(diào)節(jié)。水溫控制在102104。3.6 汽包蒸汽放散調(diào)節(jié)閥 （V6）根據(jù)汽包出口蒸汽壓力（即汽包本體壓力），對汽包出口蒸

14、汽壓力調(diào)節(jié)閥V6進行控制。當汽包壓力大于1.2MPa時，壓力調(diào)節(jié)閥開啟，放散卸壓；當汽包壓力低于1.0MPa時，調(diào)節(jié)閥關閉。3.7 除鹽水補水管切斷閥（V7）根據(jù)除鹽水箱液位高低，對除鹽水補水管切斷閥（V7）進行控制。以水箱底面為0.0位，控制除鹽水箱液位范圍+2700+1000mm，+1000mm時打開切斷閥，+2700mm時關閉切斷閥。參見X5212ZK54、連鎖條件設定序號項目名稱正常運行參數(shù)報警數(shù)據(jù)連鎖操作一循環(huán)水流量11#活動梁回路循環(huán)水流量8070m3/h60m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥22#活動梁回路循環(huán)水流量8070 m3/h60m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥33#固定梁回路循環(huán)水流量857

15、5 m3/h65m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥44#固定梁（串并聯(lián)）回路循環(huán)水流量10595 m3/h85m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥55#固定梁（串并聯(lián)）回路循環(huán)水流量10595 m3/h85m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥66#固定梁回路循環(huán)水流量8575 m3/h65m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥77#活動梁回路循環(huán)水流量8070 m3/h60m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥88#活動梁回路循環(huán)水流量8070 m3/h60m3/h調(diào)節(jié)手動調(diào)節(jié)閥9總循環(huán)水流量700620 m3/h530m3/h連鎖啟動備用泵如繼續(xù)下降考慮停爐序號項目名稱正常運行參數(shù)報警數(shù)據(jù)連鎖操作二壓力部分1汽包壓力1.01.1MPa1.25MPa（高報警）連鎖開放散閥0.7 MPa（低報警）調(diào)整放散閥后手動閥2熱水循環(huán)泵入口過濾器壓差0.01MPa0.05 MPa停泵清理過濾器3熱水循環(huán)泵出、入口管道總管壓差0.3MPa0.2MPa連鎖啟動備用泵4除氧器壓力0.010.03MPa0.05 MPa檢查除氧器各調(diào)節(jié)閥5給水泵出口壓力1.62.5MPa1.4MPa三溫度部分1除氧器水溫102-10495檢查除氧器各調(diào)節(jié)閥2工業(yè)冷卻水溫度253340通知水源四電流部分1電動給水泵電流小于81A82A手動啟動備用泵2電動循環(huán)水泵電流230 A 250A200A手動啟動備用泵序號項目名稱正常運行參數(shù)報警數(shù)據(jù)連鎖操