浅谈转炉炼钢汽化冷却系统常见问题及解决措施

王朝晖

摘 要：转炉汽化冷却系统是转炉炼钢工艺中的重要组成部分，该系统在转炉生产中起到了降低转炉烟汽温度，清除烟汽中的粉尘颗粒以及吸收蒸汽热能等多重作用，是确保转炉炼钢生产清洁环保、节能降耗，实现高产稳产的重要设备。由于转炉汽化冷却系统工作环境比较复杂恶劣，因此在系统运行中经常会出现“腐蚀、堵塞、结垢”等问题，继而影响系统的稳定运行和转炉的正常生产，对此必须引起高度的重视。本文主要对转炉炼钢汽化冷却系统在运行中的常见问题进行了分析，并提出了相应的解决措施。

关键词：转炉炼钢；汽化冷却系统；常见问题；解决措施

转炉汽化冷却技术是利用水的汽化吸热原理，带走被冷却对象热量，从而使其冷却降温的一种冷却方式，该方法在转炉炼钢烟汽冷却除尘环节具有广泛的应用，系统的安全稳定运行也是保证转炉顺产、稳产的重要因素。在实际的生产过程中，由于受高温、高湿等环境因素的影响，再加之操作维护不当，使得汽化冷却系统时常会出现“腐蚀、堵塞、结垢”等问题，不仅会影响设备的正常运行，而且还会缩短设备的使用寿命。对此，我们必须认真分析事故问题原因，积极采取有针对性的措施对这些事故问题加以解决，才能确保系统的安全稳定运行。

1 转炉汽化冷却系统运行中的常见问题分析

1.1 系统设备的腐蚀

设备的腐蚀是汽化冷却系统最常见的故障问题，造成设备腐蚀的原因主要是由于温度变化，以及水、氧、二氧化碳的共同作用。供给热力式除氧器的低温软水中溶解有一定量的氮、氢、氧及二氧化碳气体，其中氧与二氧化碳的存在会产生弱酸，使得冷却系统的泵组、锅炉、管网等在长期作用下容易发生严重的氧化腐蚀，尤其是在低于40℃的低温高氧水中，设备内部腐蚀情况更为突出。生产实践表明，没有除氧的软水对设备的腐蚀作用是经过充分除氧的数倍。若系统设备长期受到严重腐蚀，轻则可影响设备的使用寿命，严重的还会引起爆管漏水事故，造成生产中断。

1.2 设备内部结垢

汽化冷却系统内部结垢主要是因为其使用的软水中含有较多杂质物造成的。软水在送入除氧器之前都會用纯碱和石灰進行软化处理，以去除水的永久硬度和暂时硬度，在软化处理后，将软水送入汽化冷却系统前，如果再用磷酸三钠进一步消除硬度的话，则可使系统内部的结垢量减少很多。汽化冷却系统内部结垢的最直接影响就是导致系统传热效率降低，并且随着结垢厚度的增加，使内外传热不畅，继而在高温烟汽下造成烟道管束外表面的烧损。如果结垢未能得到及时、彻底的处理，在这种反复的烧损下，久而久之，则会造成设备使用寿命的降低，乃至造成局部爆管漏水事故。

1.3 供排水堵塞

堵塞问题主要包括供水、排水和排污部分堵塞，往往发生在处理各类生产事故之后的复产阶段。其中高压自然循环的堵塞容易通过监控系统及时发现，一般不会造成严重后果；而低压强制循环的堵塞则较难发现，因此，堵塞问题也多发生在低压强制循环设备上，如果堵塞问题没有及时发现并疏通排除的话，则会对生产和安全构成较大的危害。轻则可造成冷却系统设备的损坏，严重的可导致活动烟罩等部分的泄露，造成转炉停产。

2 转炉汽化冷却系统常见问题的解决措施

2.1 腐蚀的解决措施

汽化冷却系统腐蚀问题的解决，归根结底还是要想办法尽量减少软水中的氧和二氧化碳等气体。根据不同温度、压力下水的饱和氧量分析，通过控制分压力和水温可达到降低水中氧等气体的目的。降低水中氧含量应将除氧器排气头压力控制在0.02～0.04MP之间，除氧水温控制在102～104℃之间。这样就可使软水中的腐蚀性气体得到稳定、有效地排出，从而最大限度地控制和减缓软水中氧、二氧化碳等气体对系统设备的腐蚀。

2.2 结垢问题的解决

汽化冷却系统结垢问题的解决，关键还是要做好除氧后软水的再软化，使其软化更为彻底。其主要办法在前文已有提及，就是将经过纯碱、石灰软化处理和除氧合格后的软水在送入汽化冷却系统前用磷酸三钠进一步消除硬度。其反应方程式主要为以下：

3Ca（HCO3）2+2Na3PO4——Ca3（PO4）2↓+6NaHCO3

加入磷酸三钠不仅可以进一步消除水硬度，而且还能促进已沉积的老水垢逐渐溶解，消除结垢；同时，反应后还可在设备内壁形成一层致密的保护膜，使设备内壁与水中的腐蚀性物质相隔离，从而起到延缓腐蚀，保护设备的作用。通过生产实践，在加入一定量的磷酸三钠后，运行观察一段时间，发现汽化冷却系统设备的内壁结构现象基本消除，漏水率明显下降，传热性明显改善。

2.3 阻塞问题的解决

堵塞问题的解决关键在于密切观察、及时发现。通过对设备运行中堵塞事故的分析，发现低压强制循环中冷却管束和各子循环管道一般不易堵塞，堵塞现象主要发生在各子循环的进水阀门上。针对这种情况可采取以下对策：一是在各子循环进水阀门进、出口处分别安装排污阀，以便及时有效地检查进水阀前后软水流量的变化，从而可以在系统各类事故处理完毕恢复生产时准确判断其流量是否正常，是否存在堵塞；二是在各子循环进水阀门出口处加设直通式流量计，以实时、准确观察流量变化，及时判断和排除堵塞事故。通过采取以上措施，使堵塞问题得到了及时有效的处理，保障了设备的高效运行。

3 结语

腐蚀、堵塞、结垢是转炉炼钢汽化冷却系统运行中较为常见的事故问题，事故的原因也基本相同，由于这些问题对于系统运行具有较大危害，因此，必须认真对待，仔细观察，及时处理，才能确保汽化冷却系统的安全、稳定运行和转炉的正常生产。

参考文献

[1]王社斌，宋秀安.转炉炼钢生产技术[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]郑金星，王振光，王庆春.炼钢工艺及设备[M].北京：冶金工业出版社，2011.

[3]贾守忠，曲毅.加热炉汽化冷却技术的应用[J].工业炉，2001，23（3）：19-21.

（作者单位：河钢集团邯钢公司邯宝炼钢厂）