包鋼-干式VD在包鋼煉鋼廠的應用

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1、干式VD在包鋼煉鋼廠的應用前言為緩解蒸汽資源緊張局面，減少蒸汽消耗，降低煉鋼工藝能耗，包鋼于2011年對煉鋼廠1#120噸真空脫氣設備進行了改造，引入羅馬尼亞ADREMINVEST公司先進真空技術，將1#VD由多級蒸氣噴射泵真空脫氣改為干式真空泵脫氣。系統(tǒng)自2012年1月熱試至今已處理VD鋼600余爐，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，冶金效果達到蒸汽VD水平，能夠滿足工藝要求，節(jié)能效果尤其顯著。1.包鋼干式VD主要工藝參數(shù)及設備情況1.1工藝參數(shù)包鋼1#120噸VD為單車雙罐形式,年處理鋼水能力約100萬t。真空泵系統(tǒng)采用干式機械羅茨泵和螺桿泵。67Pa時最大抽氣能力300kg

2、/h，極限真空度達20Pa。包鋼120tVD干式(機械泵)真空泵系統(tǒng)由4組真空泵組和1臺啟動泵組成(見圖1)，每組干式真空泵組由3臺機械泵組成。第1級為螺桿泵;第2級和第3級為羅茨泵。啟動泵為自冷羅茨泵。螺桿泵、羅茨泵以電能作為能源介質(zhì)。1.2干式真空泵系統(tǒng)包鋼干式真空系統(tǒng)布置圖1.3除塵系統(tǒng)羅茨泵與螺桿泵要求被抽氣體的粉塵量<5mg/m3。包鋼干式真空系統(tǒng)過濾器采用旋風+布袋的除塵方式對廢氣進行過濾，以滿足真空泵對被抽介質(zhì)的需求,同時預防了煙塵向大氣排放。2.羅茨泵工作原理及特點2.1羅茨式真空泵的工作原理羅茨泵是一種雙轉(zhuǎn)子的容積式真空泵，其抽氣過程如下圖所

3、示。在泵腔內(nèi)有兩個形狀對稱的轉(zhuǎn)子，彼此朝相反方向旋轉(zhuǎn)，由軸端齒輪驅(qū)動同步轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子彼此無接觸，轉(zhuǎn)子與泵腔壁也無接觸，泵腔靠間隙來密封。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從吸氣口進入泵腔，被封閉在吸氣腔內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出泵外。兩個轉(zhuǎn)子的不斷運轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)了羅茨泵的抽氣過程。羅茨泵工作原理2.2羅茨泵的特點1）在一定的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速；2）轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與泵腔壁之間有間隙，泵內(nèi)運動件無摩擦，不必潤滑，泵腔內(nèi)無油；3）轉(zhuǎn)子形狀對稱，動平衡性能良好，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；4）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，通常選臥式結(jié)構(gòu)，泵腔內(nèi)氣體垂直流動，有利于被抽的灰塵或冷凝物的排除；5）運轉(zhuǎn)維護費用低。

4、6）在羅茨泵壓縮過程中產(chǎn)生的熱量被傳到轉(zhuǎn)子和泵體上，泵體的熱量很容易被散失到周圍大氣中，而轉(zhuǎn)子很難將熱量傳至泵外，因而轉(zhuǎn)子與泵體之間就出現(xiàn)了溫差。當泵負荷過大時，轉(zhuǎn)子因熱膨脹會造成與泵體的間隙消失，從而被卡死。3.干式VD實際應用效果3.1抽氣能力：真空壓力達到100Pa時間；平均4分30秒；極限真空度：10pa。3.2冶金效果：深真空（小于0.01Kpa）處理13min，脫氫率平均48.6%，最高67.8%；脫氧率平均40.6%，最高66.7%；脫氮率平均24.3%，最高52.8%。3.3設備穩(wěn)定性由于干式真空泵系統(tǒng)以電能作為能源，運行不受蒸氣溫

5、度、壓力的制約，不存在因蒸汽溫度或壓力波動造成的VD故障停機問題，因而設備運行穩(wěn)定，基本上免維護。3.4其它方面除塵系統(tǒng)采用干法除塵，不產(chǎn)生污泥，生產(chǎn)間歇只需15min左右清除過濾器除塵灰,方便快捷。由于系統(tǒng)相對獨立，不受外界條件影響，可根據(jù)實際情況隨時起停泵，生產(chǎn)組織方便。干式泵對水敏感，系統(tǒng)中不允許有大量水或水蒸氣存在，因而對新砌VD罐及罐蓋的烘烤質(zhì)量要求較高，另外也增加了VD清渣作業(yè)的難度。4.干式VD和蒸汽VD運行成本比較包鋼120噸干式VD爐主要消耗能源為電力。耗電設備共有13臺電機，一、二、三級泵各4臺，輔助泵1臺，全部采用先進的變頻調(diào)速技術控

6、制。因為所有電機都是變頻調(diào)速控制，其頻率、電流和功率是根據(jù)現(xiàn)場負載的情況實時改變的，不適合采用傳統(tǒng)的檢測方法計算耗能，故采用現(xiàn)場實時監(jiān)測功率、時間數(shù)據(jù)來計算干式VD耗電量。根據(jù)干式VD實時檢測結(jié)果，計算得出干式VD爐噸鋼能源費用為0.48元/t。包鋼2#VD爐容量為100t，主要消耗能源為蒸汽和電力，主要耗電設備為10臺泵。根據(jù)煉鋼廠實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，VD生產(chǎn)即抽真空時一次蒸汽流量消耗平均為12t/h，減溫除鹽水消耗為平均4t/h。計算噸鋼能源費用為6.5元/t。綜上所述，120噸干式VD運行費用噸鋼0.48元，100噸蒸汽VD運行費用噸鋼6.5元，干式VD噸鋼運行

7、費用較蒸汽VD減少6.02元，按年處理量100萬噸計算，可降低能源費用600余萬元，節(jié)能效果明顯。5.結(jié)論1)5個多月600多爐鋼的生產(chǎn)實踐表明，包鋼120t干式VD系統(tǒng)運行穩(wěn)定正常，VD處理采用干式真空泵系統(tǒng)可以滿足工藝要求，因而可以顯著緩解蒸汽供應壓力。2)干式VD噸鋼費用較蒸汽VD減少6.02元，按年處理量100萬噸計算，可降低能源費用600余萬元，節(jié)能效果明顯，具有很大的推廣應用價值。3)干式VD較蒸汽VD更加環(huán)保,生產(chǎn)組織靈活，設備維護量少AdremInvest公司在包頭鋼鐵公司煉鋼廠120噸VD改造項目中采用干式泵技術收到良好效果。雙方為了更好的推廣

8、干式泵技術，包鋼與Adr