邯钢西区蒸汽管网组合运行模型技术的应用

供稿|霍小刚 / HUO Xiao-gang

立项背景

邯钢西区为加强2次能源利用，在轧钢加热炉烟道增设余热锅炉，并实现了炼钢蒸汽稳定全部回收，如果按照现有的汽轮机发电，在正常生产中将出现大量蒸汽放散现象，造成大量余热余能不能有效利用。为使蒸汽得到有效利用，减少放散，技术人员考虑从对现有管网进行改造，从新布置，以期实现蒸汽最大限度的利用。

蒸汽管网现状

邯钢西区生产蒸汽管网向炼钢、炼铁高炉、炼铁烧结、能源中心脱盐水站、二冷轧、焦化厂提供气源的同时，还吸收热轧加热炉气化冷却、炼钢气化烟道余热锅炉、电厂气轮机抽气外送蒸汽。在生产过程中存在以下问题。

(1) 干熄焦锅炉、烧结余热锅炉由于压力等级和现场管网未合理设计连接，造成两系统与西区主蒸汽管网孤岛式运行。

(2) 用于焦化生产0.4 MPa生产蒸汽由西区1 MPa生产蒸汽在9#阀减压提供，造成高品质蒸汽低品质使用，浪费资源。

(3) 在两座转炉同时吹炼或蒸汽用户减量时存在大量蒸汽放散。

(4) 由于管网压力波动频繁，产生交变应力破坏管道造成重大安全隐患。

图1 项目实施前西区生产蒸汽管网布置示意图

解决途径

针对上述问题，结合老区一钢、大型厂改造、热轧主烟道新增余热锅炉及饱和蒸汽发电项目的实施，课题组按照蒸汽平衡、实现蒸汽梯级高效利用原则，成功开发出邯钢西区蒸汽管网组合运行控制模型，实现蒸汽的梯级高效利用并彻底杜绝蒸汽放散现象。项目实施后西区蒸汽管网布置如图2所示。

该技术建立在新设计一条饱和蒸汽管道基础上，通过大型轧钢厂加热炉汽化冷却、主烟道余热锅炉回收蒸汽、一炼钢汽化烟道余热蒸汽、热轧厂主烟道余热锅炉蒸汽并入饱和蒸汽发电蒸汽主管网。新增10#阀门及联通管实现干熄焦抽气送焦化生产用汽。新增11#、12#阀门及联通管实现烧结除湿用生产蒸汽由烧结余热锅炉提供。

图2 项目实施后西区蒸汽管网布置示意图

西区蒸汽管网控制模型为：运行压力P生=0.8～0.9 MPa；P饱=0.85～0.95 MPa。

P生气源通过热轧汽化冷却到达15#阀生成0.8～0.9 MPa饱和蒸汽。

当P生＜0.75 MPa时，自备电厂抽汽，1#压力调节阀补充；当P生＞0.85 MPa时，1#压力调节阀关闭；当P生＞0.95 MPa时，打开16#压力调节阀，蒸汽并入饱和蒸汽管网；当P生＜0.85 MPa，16#压力调节阀关闭。

P饱气源为热轧余热锅炉、大型厂汽化、大型余热锅炉、一钢、西区炼钢汽化烟道蒸汽，压力在0.85～0.95 Mpa。

当P饱＜ 0.75 MPa，生产蒸汽通过打开16#压力调节阀，进入饱和蒸汽管网；当P饱＞0.85 MPa，16#压力调节阀关闭。P饱＞1.1 MPa，西区炼钢蒸汽进入西区炼钢蓄热器，打开4#压力调节阀，蒸汽进入生产蒸汽管网；P饱＜0.85 MPa，4#压力调节阀关闭。

P生与P饱同时超过1.1 MPa，打开9#压力调节阀，蒸汽送焦化厂；P生与P饱其中一条管网压力＜1.1 MPa，关闭9#压力调节阀。

P生与P饱同时超过1.15 MPa，打开11#压力调节阀，蒸汽送烧结发电补汽；P生与P饱其中一条管网压力＜1.15 MPa，关闭11#压力调节阀。

经过改造，技术人员通过利用轧钢烟道余热烟气、1#、2#饱和蒸汽发电站等核心的设施，开发出邯钢西区特有的工业蒸汽管网组合运行控制模型，实现低品位蒸汽的梯级高效利用。