方案目錄1：轉爐汽化冷卻系統簡介 4
1.1為何要採用汽化冷卻 4
1.2汽化冷卻系統的組成 4
2：轉爐汽化冷卻系統面臨的問題 5
2.1整體問題 5
2.2潛在問題 5
3：轉爐汽化冷卻系統問題分析 5
3.1蒸汽含水分的問題 5
3.2為何汽包輸出帶水的蒸汽 5
4：轉爐汽化冷卻系統解決思路 9
4.1吹氧前汽包水位的設定 9
4.2吹氧後汽包水位的確定 10
4.3供水量的控制 10
5：轉爐汽化冷卻系統的傳動 11
5.1目前的傳動配置 11
5.2工頻傳動的缺點 12
5.2針對工頻缺點相應的解決方案 13
6：完善轉爐汽化冷卻系統的基本條件 13
6.1檢測儀表方面的要求 13
6.2執行機構方面的要求 14
6.3傳動裝置方面的要求 14
6.4 plc方面的要求 14
6.5本體裝置方面的要求 15
6.6其它方面的要求 15
7：轉爐汽化冷卻系統的改造預算 15
7.1plc改造工期及費用 15
7.2變頻櫃改造工期及費用 15
1.1為何要採用汽化冷卻
冷卻技術是利用水汽化吸熱，帶走被冷卻物件熱量的一種冷卻方式。受水汽化條件的限制，在常規條件下汽化冷卻只適用於高溫冷卻物件。
我們知道，對於同一冷卻系統，採用液態令缺水溫度上公升所帶走的熱量，遠遠小於液態水汽化所帶走的熱量。因此採用汽化冷卻，可以大大減少冷卻水補充水量。
另外，汽化冷卻所產生的蒸汽還可以利用，或者併網發電，可以為企業節省或再生大量能源。
1.2汽化冷卻系統的組成
通常情況下，轉爐汽化冷卻系統包括以下幾個部分：
● 轉爐汽化冷卻煙道
● 汽包
● 蓄熱器
● 汽水分離器（歸電廠）
● 冷凝水幫浦（歸電廠）
● 除氧器
● 給水幫浦
● 汽化冷卻傳動系統
● 汽化冷卻plc及上位系統
2.1整體問題
1、在實際的執行過程中，轉爐汽化冷卻系統向電廠汽輪機供送蒸汽的過程中，屢次出現蒸汽含水量偏高。
2、給水幫浦在執行的過程中，給水幫浦電機出現工藝上的頻繁啟停，造成機械裝置的過度損耗和能源的浪費。
2.2潛在問題
1、檢測儀表和執行元器件不能精準檢測和正確執行。
2、控制程式不完善。
3.1蒸汽含水分的問題
蒸汽所含的水分，經過我們現場調查與深入分析，可能與以下兩個因素有關：
1、蒸汽在輸送過程中，由於溫度的下降，是過熱蒸汽變為飽和蒸汽，繼而導致冷凝水的出現。
2、在汽包的蒸汽輸出過程中，直接帶入了液態水。
從現場的分析來看，第二條是主要原因。
3.2為何汽包輸出帶水的蒸汽
1、轉爐汽化冷卻的特點
轉爐汽化冷卻與其它場合的汽化冷卻（如加熱爐等）是具有明顯的不同。其中最大的特點就是，它隨著在冶煉週期的不同階段，其吸收熱能的幅度有極大的變化。
以一台120t的轉爐生產為例，轉爐一次的煉鋼週期為35分鐘左右，吹氧時間段在煉鋼週期的中期，用時大約在15分鐘左右，在吹氧期間，進入餘熱鍋爐的爐氣量可達76000nm3/h，溫度高達1650℃。從轉爐兌鐵水開始到吹氧強度達到工作值，爐氣量和爐氣溫度迅速增加。餘熱鍋爐的熱負荷將從極低值公升到極高值，熱負荷呈陡然上公升趨勢，鍋爐的產氣量也迅速增加，瞬時最大產氣量可達100t/h。
當轉爐停止吹氧後，餘熱鍋爐的熱負荷迅速下降至最低，直到下乙個吹煉週期開始熱負荷再次增加，這個期間大約在20分鐘左右。
顯然，煉鋼工序中受吹氧時間和吹氧強度的變化影響，轉爐餘熱鍋爐的熱負荷是不穩定的，週期性的。這使得轉爐餘熱鍋爐執行工況是複雜的、多變的，並直接反應在汽包水位的變化上。
2：冶煉週期內汽包水位的變化情況
轉爐吹煉週期內水位變化趨勢圖
上圖是乙個典型的轉爐餘熱鍋爐汽包水位變化的趨勢圖（冶煉週期以某爐鋼水吹氧至下一爐鋼水吹氧）。我們根據轉爐冶煉的工藝特點，結合餘熱鍋爐的執行和汽包水位的變化情況，將冶煉汽包的水位變化分為五個階段：
1） 冶煉前期；
2） 吹煉中期補水前；
3） 吹煉中期補水後；
4） 冶煉結束期；
5） 補吹期；
從圖中我們可以看到：
1） 冶煉前期的水位變化（0-200s）
從第二張圖可以看到，吹煉開始前200s，汽包的水位增幅很大，水位增速可達1mm/s,水位增加了210mm左右。同時，蒸汽流量增幅也很大，可達40t/h。
2） 冶煉中期補水前的水位變化（200-300s）
汽包水位在冶煉前達到高水位後，鍋爐尚未開始補水前，汽包水位有明顯的回落，但回落幅度不大，約為50mm，水位下降速度比前一階段上公升速度要小，約為0.5mm/s，此時蒸汽產量繼續上公升至大於40t/h。
3） 冶煉中期補水後的水位變化（300-850s）
當鍋爐開始補水後，補水量約為50t/h，汽包水位回落勢頭減緩，水位穩定在130mm左右，但在穩定一段時間後（約200s）有逐漸回公升現象，此時蒸汽產量穩定於40t/h一段時間後，在後半期有大幅提高，達到50t/h。
4） 冶煉後期的水位變化（850-1000s）
當冶煉停止吹氧後，汽包水位下降幅度明顯，約為200mm，且下降速度快，約為0.5mm/s。蒸汽產量也急劇回落，150s內從50t/h下降到15t/h。
5） 補吹期的水位變化（1000-1050s）
在補吹期階段，汽包水位和蒸汽產量均出現急漲急回現象，水位變化率為4mm/s，蒸汽流量變化率4.6t/h/s。
3：現象分析
毫無疑問，汽包水位的變化顯然是由鍋爐汽水容積的變化引起的，而鍋爐汽水容積的變數因素比較多，但其根源在於轉爐爐氣熱負荷的變化。當轉爐在非吹氧期，餘熱鍋爐的下降管、受熱管及上公升管中充滿了水；當轉爐開始吹氧後，受熱管中的水開始蒸發，形成汽水混合物，體積急劇膨脹，導致汽包內的水位急劇上公升。吹煉結束，餘熱鍋爐就停止執行，受熱管中的水停止蒸發，由吹氧期間的汽水混合物變為水，體積急劇縮小，導致汽包水位急劇下降，形成汽包水位的波動空間。
由此可見，水位波動空間的形成與吹氧緊緊的聯絡在一起。由於轉爐生產中餘熱鍋爐頻繁啟動和停爐，使汽包水位頻繁上公升和下降。
4：水位公升降幅度
水位公升降到底有多大？它與以下因素有關。
1） 與轉爐的容量有關，轉爐容量越大，在吹氧期間產生的爐氣量就越大，進入餘熱鍋爐的餘熱資源量就越大，餘熱鍋爐受熱管中產生的蒸汽量就越大，當然體積膨脹量就越大，導致汽包水位上公升的幅度就越大。
2） 與轉爐在吹氧期間的脫碳速度有關。脫碳速度越高，單位時間內產生的爐氣量就越大，單位時間內進入餘熱鍋爐的餘熱資源就越大，餘熱鍋爐受熱管中產生的蒸汽量就越大，體積膨脹就越大，導致汽包水位上公升的幅度就越大。
3） 與轉爐在吹氧期的不同階段有關。當轉爐開始吹氧時，轉爐熔池內鐵水的溫度相對比較低，因此產生的爐氣溫度也相對比較低，餘熱鍋爐受熱面的熱強度也相對比較低，產汽量就比較少，汽包水位上公升的幅度就比較小。當轉爐吹煉進入中期，熔池中鐵水的溫度相對較高，同時，供氧強度增到最大，此時不但爐氣溫度相對比較高，而且爐氣量也達到最大值，當然鍋爐的蒸發強度也達到最大值，此時，汽包的水位上公升幅度也達到最大值。
當轉爐吹煉進入後期，雖然此時熔池溫度達到最大值，但是，供氧強度開始下降，爐氣量減少，此時，鍋爐的蒸發強度也開始降低，汽包水位由最高值開始下降。
4） 與轉爐煤氣是否**有關。轉爐在吹煉過程中產生的爐氣中的co，在吹煉的前燒期和後燒期內，為了盡可能減少co對大氣的汙染，要求在餘熱鍋爐內盡可能將爐氣的co都燒掉，這樣，餘熱鍋爐除了吸收爐氣的物理熱，還要大量吸收co燃燒的化學熱，餘熱鍋爐爐膛內最高理論燃燒溫度可以達到2600℃，此時，餘熱鍋爐的蒸發強度達到最大值，也就是汽包水位上公升幅度達到最大值。當轉爐吹煉進入**期，為了提高**的轉爐煤氣的質量，希望在餘熱鍋爐內co的燃燒份額越少越好，因此，爐膛內燃燒溫度比最高理論燃燒溫度低得多，餘熱鍋爐蒸發量就減少，汽包內的水位上公升幅度就比較低。
5） 與餘熱鍋爐受熱面面積有關。在同等爐氣條件下，鍋爐受熱面越大，則吸熱量就越大，鍋爐的蒸發量也就越大，汽包水位上公升幅度也越大。
6） 與汽包容積有關。在冶煉條件、鍋爐受熱面面積相同的條件下，汽包容積越大，水位上公升的幅度就越小，汽包容積越小，水位上公升幅度就越大。這是因為在蒸發量相等的條件下，水蒸氣體積的膨脹是一定的，容積越大，水蒸氣體積的膨脹量佔整個汽包體積的比例就越小，因此水位上公升的幅度就小，反之越大。
綜合上述分析，可以看出，汽包水位的公升降，是由多方面因素決定的。在轉爐生產週期的不同不同階段，出現大的水位波動，也就是人們常說的假水位，這在其它鍋爐只有在啟停階段才會出現，平常是不可能出現的，這也就是轉爐餘熱鍋爐與其它鍋爐的不同之處。
4.1吹氧前汽包水位的設定
吹氧前汽包內水位的設定非常重要。如果水位設定過低，當出現突然中止給水時，汽包內的有效水容積很難保證一爐鋼順利煉完，鍋爐有燒乾鍋的危險；如果吹氧前水位設定過高，當吹氧後水位進一步提高，汽包內的汽空間減少，影響汽水分離效果，造成蒸汽帶水而惡化蒸汽品質；另外由於汽包在高水位線上執行，給水調節閥門在吹氧後的較長時間內不會開啟，造成汽包在吹氧後的較長時間內不能補水，如果給水調節閥門在吹氧即將結束的時候才能開啟，就有可能因補水需要較長時間而影響下一爐鋼的吹煉，直接影響轉爐生產。再有，吹氧後汽包內的水位過高，就有可能將上公升管管口埋入水中，上公升管中帶來的迴圈動能使汽包內的水位更加不穩定，增大水位的波動範圍，使汽包內的汽空間進一步減小，蒸汽品質進一步惡化，同時有可能使汽包內的一次汽水分離裝置受到破壞，一次汽水分離失去作用，蒸汽品質更加惡化。
如果汽包在高水位線上執行時，上述幾種不利工況同時出現，除了影響轉爐煉鋼外，蒸汽帶水必然十分嚴重，影響蒸汽管道的安全執行，在實際生產過程中，很容易發生因轉爐餘熱鍋爐蒸汽帶水嚴重造成水擊使蒸汽管道破壞的現象。
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