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炼轧厂中板双蓄热式加热炉蒸汽并网外送改造效果研究

文档作者：马广群文档来源：甘肃酒泉钢铁（集团）宏兴股份公司炼轧厂		点击数：	更新时间： 2025年05月18日
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第３８ 卷第３ 期
２０１６ 年６ 月
甘　肃　冶　金
ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．，２０１６
文章编号：１６７２-４４６１（２０１６）０３-０１３６-０３
炼轧厂中板双蓄热式加热炉蒸汽并网外送改造效果研究
马广群
（甘肃酒泉钢铁（集团）宏兴股份公司炼轧厂，甘肃　嘉峪关　７３５１００）
摘　要：酒钢宏兴股份公司炼轧厂中板双蓄热式加热炉建成投产后蒸汽未实现并网外送。根据蓄热式加热炉蒸汽
系统的现状，对蒸汽回收装置从设备、工艺和管理角度进行经济性分析， 研究了改造的必要性并提出相应的改造方
案，予以实施；对实施后的效果进行论证。
关键字：双蓄热式加热炉；蒸汽并网外送改造；必要性；效果研究
中图分类号：ＴＧ３０７　　　　　　　文献标识码：Ｂ
On the Reform Effect of Steam Grid Delivery for the Double
Regenerative Heating Furnace in Steelmaking and Rolling Plant
ＭＡ Ｇｕａｎｇ-ｑｕｎ （Ｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｊｉｕｓｔｅｅｌ，Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｇｒｉｄ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｈａｓ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ -ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ ｐｌａｔｅ ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ ａｎｄ ｍｉｌｌ ｐｌａｎｔ ｏｆ ｊｉｓｃｏ ｈｏｎｇｘｉｎｇ ＡＧ ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ
ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ， ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｕｎｉｔ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ， ｐｒｏｃｅｓｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ， ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｒｅｆｏｒｍ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ａｎｄ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｉｍ -
ｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｅｆｏｒｍ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ．
Key Words： ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ；ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｇｒｉｄ ｄｅｌｉｖｅｒｙ；ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ；ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｒｅｆｏｒｍ ｅｆｆｅｃｔ
1　引言
炼轧厂中板作业区现有３ 台加热炉，其中，２＃、
３＃加热炉为双蓄热连续式推钢加热炉，１＃加热炉为
常规式。１＃、２＃炉１９９７ 年投用，３＃炉２００８ 年投用，３
台炉座两用一备（１＃加热炉原建于１９９７ 年，３＃加热
炉原建于２００８ 年，２＃加热炉改造于２００９ 年），单炉
最大产能为９０ ｔ／ｈ；３ 台加热炉均采用汽化冷却系
统进行冷却，３ 套汽化冷却系统设计可回收０．８～１．
１５ ＭＰａ 的饱和蒸汽。２０１１ 年以前，公司蒸汽富余，
未实现余热蒸汽外送，仅满足中板内部冬季采暖的
需要，其他时间蒸汽全部放散。２０１１ 年底，烧结余
热发电项目投运后，饱和蒸汽可用于发电，为中板余
热蒸汽外送创造了外部条件。中板汽化冷却设备经
过检修、耐压试验、设备改造，和外部管道连通后，即
可实现蒸汽外送，在一定程度上可缓解公司蒸汽供
应紧张的局面，达到节能降耗增效的目的。
2　汽化冷却系统主要设备
⑴软水制备系统主要设备：逆流再生钠离子交
换器、耐腐蚀离心盐水泵、软水离心泵、软水箱、汽－
水换热器、水－水换热器。
⑵加热炉汽化冷却系统主要设备：１＃、２＃、３＃汽
包、大气式热力除氧器、电动给水泵、汽动给水泵、定
期排污扩容器、连续排污扩容器、取样冷却器、排汽
消声器。
3　中板双蓄热式加热炉的主要技术
参数
　　酒钢炼轧厂中厚板生产线共有加热炉３ 座，其
中２＃、３＃为双蓄热连续式推钢加热炉，除轧制碳钢
外，另外轧制部分不锈钢中厚板，加热炉主要参数如
表１ 所示。
表１　双蓄热连续式推钢加热炉主要参数表
加热炉用途中厚板轧制前加热
炉型上下供热空、煤气双蓄热连续式推钢加热炉
冷却方式汽化冷却
炉底强度５１８ ｋｇ／ｍ２· ｈ（冷装） 加热钢种普碳钢、中碳钢、低合金钢、不锈钢
燃料种类及热值纯高炉煤气３６００～４０００ ｋＪ／Ｎ ｍ３ 空／煤气预热温度９５０～１０５０ ℃ 空／煤气预热方式陶瓷蜂窝体预热
装出料方式端进、端出
布料方式双排布料
排烟方式引风机强制排烟
燃烧方式空气、煤气双蓄热
钢坯出炉温度１ ０５０～１ ２５０ ℃ 钢坯尺寸（碳钢） 厚度：１６０～２２０ ｍｍ 宽度：１ ２５０～１ ５８０ ｍｍ 长度：１ ９００～２ ８００ ｍｍ 产量９０ ｔ／ｈ（冷装） 出炉板坯允许温差板坯中心与表面温度差：≤３０ ℃ 有效长度３１ ０５０ ｍｍ
4　存在问题
　　⑴冬季产生的蒸汽全部用于自用，造成蒸汽和
软水浪费。
⑵夏季产生的蒸汽全部放散，造成蒸汽和软水
浪费。
5　改造的必要性
汽化冷却系统在冶金行业中应用到轧钢加热炉
上较为普遍，它主要的优点就是：采用汽化冷却方式
可以节约工业用水，减轻坯料加热时形成的黑印，改
善坯料加热时的温度均匀性，汽化冷却系统产生的
蒸汽可以回收用来发电，在一定程度上缓解公司蒸
汽供应紧张的局面，达到节能降耗增效的目的。
炼轧厂中板３ 台加热炉各配备汽化冷却系统一
套，设计可回收０．８～１．０８ ＭＰａ 的饱和蒸汽，单台设
计最大蒸发量：夏季，１８ ｍ３ ／ｈ；冬季５１８ ｍ３ ／ｈ。
6　改造方案及改造计划
改造工程需要在不影响生产的前提下进行，具
体步骤如下：除氧器、水水换热器、汽水换热器设备
功能恢复；安全阀的更换以及整定压力、起跳压力设
定；汽包放散阀实现自动控制功能；计量器具安装、
管路布置及其它附属设施的设计、改造；中板汽化冷
却系统外网软水节供应软水接点；改造后，中板加热
炉所产蒸汽具备全部外送能力，在管路加装止回阀
防止外网波动对中板汽化冷却系统的影响，加热炉
汽包放散具备自动控制功能。
中板加热炉蒸汽外送项目改造内容：
⑴设备：中板汽化冷却系统，现有除氧器、水水
换热器、汽水换热器，利旧。
⑵邀请具有资质的设计院对中板蒸汽外送方案
进行设计论证。
⑶介质外线：蒸汽管线３００ ｍ 及其支架。
⑷仪控：三台加热炉自动放散仪表控制系统。
⑸监控：三台汽包的压力、水位、安全阀、放散阀
等主要控制阀门的运行状况。6．1　设计条件
中板汽化冷却设备工艺、参数。6．2　汽化冷却工艺过程
　　中板汽化冷却系统的组成：逆流再生钠离子交
换器→耐腐蚀离心盐水泵→软水箱→软水离心泵→
水－水换热器→汽－水换热器→定期排污扩容器→
连续排污扩容器→除氧器→多级离心给水泵→蒸汽
往复事故泵→汽包。
软水处理设备主要有三台ＬＷＮＹ－２０００ 型钠离
子交换器，中板除氧设备选用了喷雾式热力除氧器
一台，工作温度为１００～１０４ ℃。软水在进入除氧器
之前要进行两级加温，加温通过水－水换热器和汽－
水换热器使软水由常温逐级升至３０～５０ ℃和７０～
８０ ℃，软水以喷雾状态进入除氧器由蒸汽进行再加
温，使软水温度提升至１００～１０４ ℃，除氧后的软水
被储存在除氧水箱内，并由水箱保温管提供热源使
水温保持在１００ ℃以上，除氧软水通过给水泵被送
往汽化冷却汽包内。
为保证加热炉运行的安全及经济性，加热炉汽
包运行压力目前保持在０．８ ＭＰａ。汽化冷却系统设
备运行稳定。从设备设计能力来看，汽化冷却系统
具备在１．１～１．２ ＭＰａ 压力下运行的能力，汽包具备
外送０．９～１．０ ＭＰａ 蒸汽的能力。为保证汽化冷却系
统的安全运行，蒸汽外送后中板汽包运行压力拟提
高至１．０～１．１ ＭＰａ。外送蒸汽压力０．９～１．０ ＭＰａ。
目前在１＃、２＃、３＃汽包安全阀没有改变整定压力的
情况下，汽包压力可提高至１．０ ＭＰａ 下运行。待３
台汽包安全阀起跳压力整定压力到１．２ ＭＰａ 时，汽
包压力可提高至１．１ ＭＰａ 下运行，汽包安全阀整定
工作、汽包本体打压工作利用加热炉检修期间进行。6．3　蒸汽外送设备需改造的项目
⑴将内网Ｂ 列蒸汽主管线与加热炉南侧外网
蒸汽主管（ＤＮ２００）连接，加热炉产生蒸汽可通过加
热炉南侧主管接入到动力外网。
⑵在１＃炉北侧Ｂ 列蒸汽主管线加装ＤＮ２００ 闸
阀和泄压阀，用来调控内网蒸汽压力。
⑶加热炉南侧外送蒸汽管路加装流量孔板，用
来核定蒸汽外送量。
⑷三台加热炉安全阀更换，对安全阀整定压力、
启跳压力进行整定。
⑸三台加热炉汽包蒸汽主管加装止回阀，汽包
第３ 期　　　　　　 　　马广群：炼轧厂中板双蓄热式加热炉蒸汽并网外送改造效果研究　　　 １３７
放散加装电动调节阀，汽包放散实现自动控制功能。
改造方案见图１。6．4　项目实施计划
⑴联系设计院于２ 月底前完成方案初设，３ 月
底前交付设计图纸。
⑵２ 月１７ 日完成相关设备备件材料的采购汇
总。
⑶初步计划利用３、４ 月份２＃、３＃加热炉年修时
间，制定详细的年修及部分设备改造、测试方案，初
步完成中板蒸汽外送设备准备、功能恢复工作。
⑷７ 月１５ 日前完成蒸汽内网管路与汽包蒸汽
主管压力调节阀组接点工作，同时完成蒸汽管路改
造阀门、仪表、流量计等的安装、调试工作。
⑸７ 月１５ 日－１０ 月１５ 日，将加热炉汽包运行压
力提升至１．０～１．２ ＭＰａ，具备正式蒸汽外送条件。
图１　改造方案实施图（图框内部分）
7　组织设备调试、应急演练
１０ 月１５ 日，组织设备调试，组织事故状态演
练，验证实际使用效果。
8　改造效果研究
以上改造内容于２０１２ 年１０ 月完成，本改造方
案实施后，实现中板剩余余热蒸汽向蒸汽总管网的
外送，使剩余蒸汽得到了充分的利用，并可以减少蒸
汽的放散浪费和节约软水资源，可回收饱和蒸汽夏
季７．８ ｔ／ｈ，冬季２．８５ ｔ／ｈ，全年可外供蒸汽约４３ ５００
ｔ（按年生产３４０ ｄ），每年外供蒸汽可创直接经济效
益２１７．５ 万元，节约软水可创直接经济效益约１５．２３
万元，总计约２３２．７３ 万元。
蒸汽创效核算：年回收蒸汽量×蒸汽单价＝
４３５００×５０＝２１７．５ 万元。
软水创效核算：４３５００×３．５＝１５２２５０ 元。
蒸汽外送改造项目实施后的节能效果如表２ 所
示。
　　由表２ 可以看出，２０１２ 年１０ 月份１５ 日中板加
热炉汽化冷却系统蒸汽成功并入公司蒸汽总管网外
送后，通过３ 年多的运行，加热炉蒸汽回收量逐年递
增，正常情况下，除受公司铁水供应不足影响，对中
板进行限产，中板出现阶段性停产以及单炉生产情
况，无法保证加热炉蒸汽回收量等原因造成中板蒸
汽回收量不足外，其他时间段全部实现回收目标。
表２　２０１２-２０１５ 年蒸汽回收改造节能效果统计表
指标名称单位２０１２ 年２０１３ 年２０１４ 年２０１５ 年
蒸汽回收 ＧＪ／ｔ ０．０２ ０．１２ ０．１２ ０．１２ 蒸汽回收 ｍ３ ／ｔ ５．８５ ４２．６６ ４４．７８ ４１．９３ 工序能耗 ｋｇｃｅ／ｔ ０．５５ ４．０５ ４．２５ ３．９８ 节约标煤 ｔ ４９４．２５ ３ ５２２．２４ ４ ０１０．４４ ２ ８７５．２６ 动力成本 元／ｔ ０．３０ ２．２０ ２．３１ ２．１６ 节约成本 万元 ２６．８８ １９１．５７ ２１８．１３ １５６．３８ 产量 万 ｔ ８９．１５ ８７．０７ ９４．４５ ７２．３２ 9　结语
通过改造，中板蒸汽外送系统经过了３ 年多的
运行，截止目前运行状态基本稳定，达到了改造的目
的，实现了炼轧厂节能降耗、挖潜增效的管理目标。
收稿日期：２０１５-１２-２５
作者简介：马广群（１９６７-），工程师。
１３８ 　　　　　　　　　甘　肃　冶　金　　　　　　　　　　　　　　　　第３８ 卷

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