冷凝水對(duì)本鋼RH真空度的影響

2009-10-25 趙慶龍 本鋼煉鋼廠

  RH是轉(zhuǎn)爐煉鋼工序之后用于鋼水精煉的一套真空循環(huán)脫氣裝置,通過(guò)鋼水在真空罐內(nèi)真空循環(huán),從而達(dá)到鋼水脫碳脫氣的精煉目的。因此,只有維持并保證恒定的真空度,才能確保RH真空系統(tǒng)成功的精煉鋼水。但影響真空度的因素很多,如泵工作不良,各種泄漏,蒸汽冷凝效果不好等等,對(duì)此僅研究蒸汽冷凝水對(duì)RH真空度的影響。

1、本鋼1號(hào)RH真空系統(tǒng)設(shè)備概述

  本鋼煉鋼廠現(xiàn)有3套R(shí)H真空循環(huán)裝置,其中2號(hào)RH真空系統(tǒng)和3號(hào)RH的基本相同,1號(hào)RH真空系統(tǒng)與2號(hào)和3號(hào)RH的有些差別。1號(hào)RH系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

1號(hào)RH系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

圖1 1號(hào)RH系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

  真空泵:1號(hào)RH真空系統(tǒng)有6級(jí)8個(gè)泵。分別是E1、E2、E3、E4、E6(簡(jiǎn)稱小泵),和三個(gè)啟動(dòng)泵E4a、E5、E6a(簡(jiǎn)稱大泵)。2號(hào)RH和3號(hào)RH真空系統(tǒng)有4級(jí)6個(gè)泵分別是S1、S2、S3a、S3b、S4a、S4b。其作用是利用泵體的拉瓦爾噴嘴將高壓蒸汽快速噴出,帶走周圍的空氣,從而使整個(gè)真空系統(tǒng)達(dá)到一種超低氣壓狀態(tài)。

  冷凝器:1號(hào)RH冷凝器共有五個(gè),分別稱為C1、C2、C3、C4、C5。2號(hào)RH和3號(hào)RH真空系統(tǒng)冷凝器共有三個(gè),分別稱為C1、C2、C3。其作用是分別對(duì)真空泵噴射出的蒸汽和從真空系統(tǒng)抽出的氣體進(jìn)行冷卻,冷卻后的水流入熱水井區(qū)域。對(duì)此主要介紹這部分內(nèi)容。

  真空罐:分為上部槽、中部槽和下部槽三部分并且下部槽與吸嘴連接。吸嘴部分直接和鋼水接觸,鋼水從一個(gè)吸嘴進(jìn)入,從另一個(gè)出來(lái),形成循環(huán),從而對(duì)鋼水進(jìn)行真空處理。中部槽結(jié)構(gòu)較大,有與下料系統(tǒng)相連的法蘭。上部槽與真空管線相連,并且頂部有氧槍開(kāi)口。1號(hào)RH的真空罐要略大于2號(hào)RH和3號(hào)RH的真空罐,而且頂部槽結(jié)構(gòu)不同。

  真空滑閥:當(dāng)鋼水到達(dá)處理位時(shí),通過(guò)開(kāi)啟真空滑閥來(lái)使閥后的真空通道與閥前的真空罐相連,從而形成一個(gè)整體的真空系統(tǒng),對(duì)鋼水進(jìn)行脫氣處理。當(dāng)鋼水處理結(jié)束后,關(guān)閉真空滑閥使真空罐系統(tǒng)恢復(fù)常壓。1號(hào)RH的真空滑閥與2號(hào)RH和3號(hào)RH的真空滑閥結(jié)構(gòu)不同,1號(hào)RH的真空滑閥采用插板式,而2號(hào)RH和3號(hào)RH的真空滑閥采用翻板式。

2、冷凝器簡(jiǎn)介

  冷凝器的作用是將混合氣體中的可凝性蒸汽部分冷結(jié)排除,以減少下一級(jí)泵的負(fù)荷。按結(jié)構(gòu)形式可分為混合式冷凝器、表面式冷凝器和噴射式冷凝器。

2.1、混合式冷凝器

  混合式冷凝器形式如圖2所示,其冷卻與被冷卻介質(zhì)直接混合而進(jìn)行熱量交換,冷卻效果好。該種冷凝器按其結(jié)構(gòu)分類,有噴淋式和隔板式。因?yàn)榛旌鲜嚼淠鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,冷卻效果高,固在水蒸汽噴射泵中被廣泛使用。本鋼1號(hào)RH精煉設(shè)備的冷凝器就是采用混合式冷凝器的噴淋式。

混合式冷凝器形式

圖2 混合式冷凝器形式

2.2、表面式冷凝器

  冷卻介質(zhì)與被冷卻介質(zhì)不直接接觸,兩者通過(guò)固體(如銅、鋼管等)表面?zhèn)鳠徇M(jìn)行熱交換。這種冷凝器便于冷凝物的處理和回收。但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,冷卻效率較低,一般在特殊場(chǎng)合下使用。1號(hào)RH精煉設(shè)備的滑閥前冷卻器中的水冷板就是采用這種形式,用來(lái)冷卻從鋼水包過(guò)來(lái)的熱空氣和小顆粒鋼渣。

2.3、噴射式冷凝器

  以壓力水作為噴射器的工作介質(zhì),形成高速射流抽吸被冷凝物,混合冷凝并壓縮排出。它具有抽氣、冷凝雙重作用,故適用于抽吸和冷凝含有大量可凝性蒸汽的場(chǎng)合。

3、分析冷凝水對(duì)真空度的影響

3.1、1號(hào)RH冷凝器參數(shù)統(tǒng)計(jì)

  1號(hào)RH真空系統(tǒng)冷凝器共有5個(gè)(見(jiàn)圖1),分別為C1、C2、C3、C4、C5,其中C2、C3、C5都有兩個(gè)噴頭,為了區(qū)別它們將另一個(gè)命名為C2a、C3a、C5a,當(dāng)只使用大泵(E4a、E5、E6a)時(shí),開(kāi)啟C3、C3a、C4、C5、C5a 進(jìn)行冷卻,不開(kāi)啟C1、C2、C2a。當(dāng)使用小泵(E1、E2、E3、E4、E6)時(shí),開(kāi)啟C1、C2、C2a、C3、C5 進(jìn)行冷凝,不開(kāi)啟C3a、C4、C5a。其冷凝水的具體流量如表1。表1中還列出了冷凝后的臨界溫度,就是冷凝水冷凝蒸汽后的最高溫度。

冷凝器流量和溫度

表1 冷凝器流量和溫度

  真空泵每級(jí)噴射出的高壓蒸汽都是通過(guò)相應(yīng)的冷凝器進(jìn)行冷卻排除的,從真空系統(tǒng)簡(jiǎn)圖中可以看出,冷凝器C1、C2、C2a 是用來(lái)冷凝真空泵E1、E2、E3噴出的蒸汽的,冷凝器C3、C3a是用來(lái)冷凝真空泵E4或E4a噴出的蒸汽,冷凝器C4是用來(lái)冷凝真空泵E5 噴出的蒸汽,冷凝器C5、C5a是用來(lái)冷凝真空泵E6或E6a噴出的蒸汽。每一級(jí)的蒸汽要全部冷凝才可以,否則就會(huì)使不能全部冷凝的區(qū)域彌留蒸汽,從而影響整個(gè)真空系統(tǒng)的真空度。要想達(dá)到這個(gè)要求,除蒸汽溫度不能過(guò)高以外,開(kāi)路水的進(jìn)水溫度也不能過(guò)高,下面就通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定開(kāi)路水的進(jìn)水溫度的數(shù)值。