一种钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法

摘要

一种钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，属于管网压力调节方法技术领域，用于解决由于外部蒸汽用户用量不稳定而经常产生大幅波动导致的蒸汽公共管网压力稳定的问题，其技术方案是，设置在蓄热器之后的并网蒸汽调节阀的控制模式为阀后流量调节，设定的流量上限为30～35t/h；在汽轮机运行时，提高均压箱压力、提高均压箱温度、提高真空；采用电厂汽轮机“旋转隔板”抽汽替代减温减压装置给外部低压生产蒸汽管网进行供汽。这些措施提高了汽源设备的稳定性和适应性，最终达到在蒸汽管网中有较大波动的用户和回收用户中有大量波动时，仍然能够保证企业蒸汽管网压力的稳定，同时增加蒸汽回收量，提高能源综合利用的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁企业中低压生产蒸汽公共管网压力稳定的一种调整方法，属于管网压力调节方法技术领域。

背景技术

在钢铁企业中，蒸汽的有许多用户，有的用户蒸汽用量比较稳定，有的用户由于生产工艺的原因蒸汽用量极不稳定，最高和最低相差很多，因此造成蒸汽管网的压力波动很大，很难保证压力的稳定。同时，钢厂的有些用户对蒸汽压力的稳定性要求又很严，如炼钢要求供给的低压蒸汽压力必须在0.85～0.98MPa之间，其“汽化冷却”回收的余热蒸汽要并入外部蒸汽管网也要求管网的蒸汽压力相对稳定，才能有利于余热蒸汽的回收。

而在钢铁企业中，随着循环节能技术的发展，蒸汽的回收和有效利用成为节能降耗的趋势，所以蒸汽公共管网的汽源就形成了多种汽源并汽共同对蒸汽管网进行供汽的一种方式。如何解决各种蒸汽用户大幅波动和蒸汽回收对管网造成的冲击，保证管网压力的稳定成为各企业的工作任务和难题。

通常钢铁企业的低压生产蒸汽管网有三个主要的蒸汽供应源，分别是自备电厂、炼钢蒸汽回收、热轧蒸汽回收。蒸汽用户主要有：炼钢、炼铁、热轧、焦化、公辅系统等。其中炼钢由于生产工艺的特点，造成蒸汽的用量极其不稳定，最大40t/h，最小10t/h，而且变化极其频繁。在本发明实施以前，低压生产蒸汽管网的蒸汽供应主要由自备电厂减温减压装置将高温高压蒸汽减温减压至0.98～0.90MPa进行供送，此种方式在造成能源极大浪费的同时，由于减温减压装置对压力调节的迟滞性，使得蒸汽管网的压力大幅度波动。同时炼钢和热轧蒸汽的回收采取定压力控制模式，上述余热蒸汽回收量在突然发生变化或炼钢生产用蒸汽突然时，势必引起外部蒸汽管网压力突然波动，减温减压装置又不能及时精确地进行蒸汽压力的调节，更加加剧了蒸汽管网压力的波动。造成减温减压装置出口侧安全阀频繁起跳，减温减压装置出口侧阀门和外部蒸汽管网的管道，长期在大幅度交变的蒸汽压力作用下，多次出现阀门法兰垫泄露、蒸汽管网管道焊缝破裂等恶性事故，对炼钢的生产造成严重的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，这种方法能够解决多种蒸汽源并汽运行时，由于外部蒸汽用户用量不稳定而经常产生大幅波动导致的蒸汽公共管网压力稳定的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，它采用以下步骤：

(1)设置在蓄热器之后的并网蒸汽调节阀的控制模式为阀后流量调节，设定的流量上限为30～35t/h；

(2)在汽轮机运行时，将锅炉的高温高压新蒸汽通过手动阀引入均压箱，将送轴封汽温度控制为265～280℃，主蒸汽温度控制到540～532℃、轴封汽压力提高到0.08～0.085MPa、机组真空度为-80～-88Kpa。

上述钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，采用电厂抽凝式汽轮机可调整“旋转隔板”抽汽替代减温减压装置给外部低压生产蒸汽管网进行供汽：

(1)根据炼钢的需求，将抽汽的压力设定为0.90～0.95Mpa；

(2)汽轮机电液调节系统将检测到的蒸汽管网压力信号计算判断后输出PID电信号，同时将电信号转换成中压油动机的液压信号；

(3)以该液压信号控制汽轮机“旋转隔板”调整蒸汽外网的压力。

上述钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，所述抽凝式汽轮机可调整“旋转隔板”抽汽的压力设定为0.9～0.95Mpa。

上述钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，采用至少两台抽凝式汽轮机抽汽并汽共同对外进行供送蒸汽，当外网的蒸汽用户使用量突然增大时，两台汽轮机抽汽系统同时调整。

本发明所采用的这种钢铁企业低压生产蒸汽公共管网压力稳定的调整方法，具有以下有益效果：

1.炼钢蒸汽的回收由原来的定压力回收改为定流量回收，成功解决了炼钢余热蒸汽回收流量突然变化对蒸汽管网产生冲击；

2.汽轮机运行过程中，通过提高均压箱压力、提高均压箱温度、提高真空度的三种办法解决了汽轮机投抽汽量大幅度波动时，汽机负胀差超标跳闸的问题，改变了抽凝式汽轮机不能适应抽汽量大幅度变化的状态；

3.以抽凝式汽轮机可调整“旋转隔板”抽汽替代减温减压装置给外部低压生产蒸汽管网进行供汽，由于汽轮机抽汽能够及时跟踪、调节，大大降低了蒸汽外网的压力波动量，稳定了整个蒸汽外网的压力。

上述这些措施及效果提高了汽源设备的稳定性和适应性，最终达到在蒸汽管网中有较大波动的用户和回收用户中有大量波动时，仍然能够保证企业蒸汽管网压力的稳定，同时增加蒸汽回收量，提高能源综合利用的效率。

具体实施方式

本发明的具体实施方案如下：

(1)炼钢蒸汽的回收山原来的定压力回收，改为定流量回收模式，成功解决了炼钢余热蒸汽回收流量突然变化对蒸汽管网产生冲击的问题。炼钢厂余热回收产生的蒸汽压力为2.5～3.0MPa，外部蒸汽管网的压力为0.9～0.98MPa，如果采用炼钢蒸汽并入管网调节阀后压力控制并网蒸汽量的调节方式，会造成炼钢并网蒸汽量在转炉吹炼期间突然大幅增加(最大增大量40～60t/h)，引起蒸汽管网其他汽源点并网汽压升高，从而造成整个蒸汽管网压力大幅波动。考虑炼钢回收蒸汽在转炉吹炼和停吹期间压力流量变化大的特点，改变设置在蓄热器之后的并网蒸汽调节阀的控制模式，由阀后压力调节改为阀后流量调节。在投入炼钢蓄热器回收蒸汽的基础上，设定炼钢蒸汽并网调节阀后流量上限为30～35t/h，通过调节阀的开启控制回收蒸汽量，减少对外部蒸汽管网的冲击，调节阀和蓄热器相互配合延长了蒸汽并网的时间，稳定了外部蒸汽管网的压力。

(2)在汽轮机运行过程中，通过提高均压箱压力、提高均压箱温度、提高真空的三种主要办法解决了汽轮机投抽汽量大幅度波动时，汽机负胀差超标跳闸的问题，改变了抽凝式汽轮机不能适应抽汽量大幅度变化的现状。运行参数调整如下：将送轴封汽温度由160～180℃提高到265～280℃、适当控制主蒸汽温度到540～532℃、轴封汽压力由0.04～0.045MPa提高到现在的0.08～0.085MPa、提高机组真空度由-77～-75KPa提高到-86～-88KPa。

由于汽轮机为隔板式结构，即动叶片嵌装在轮盘的外缘上，喷咀装在隔板上，隔板的外缘嵌入汽缸内壁上相应的槽道内。此种结构造成汽轮机内的高温蒸汽只在汽轮机靠近汽缸的内壁附近流动，汽轮机内部蒸汽流量的变化对汽缸的加热(或冷却)作用比对转子的加热(或冷却)作用表现的更明显。在汽轮机抽汽量大量变化时，抽汽口以后的各级叶片通过的蒸汽流量会明显减少，汽缸外部的保温层能有效组织汽缸的冷却，汽轮机转子则通过轮盘的热传导作用“冷却下来”，造成汽轮机出现负胀差，当负胀差超过-2.5mm时跳闸。针对汽轮机的结构特点和负胀差形成的机理，本发明的措施是将锅炉的高温高压新蒸汽通过手动阀引入均压箱，将送轴封汽温度由160～180℃提高到265～280℃，同时运行中适当控制主蒸汽温度到540～532℃、轴封汽压力由0.04～0.045MPa提高到现在的0.08～0.085MPa、提高机组真空度由-77～-75KPa提高到-86～-88Kpa，通过这些方法，有效地控制了机组的胀差在-1.5～-1.8mm之间，明显低于报警值(-2.5mm)，提高了汽轮机向外网供汽的能力和机组的稳定性和对抽汽量变化的适应性。

(3)采用电厂抽凝式汽轮机可调整“旋转隔板”抽汽替代减温减压装置给外部低压生产蒸汽管网进行供汽。根据炼钢的需求，将抽汽的压力设定为0.9～0.95MPa，汽轮机电液调节系统WOODWARD 505E数字式调速器将检测到的蒸汽管网压力信号计算判断后输出PID电信号，同时将电信号转换成中压油动机的液压信号通过控制汽轮机的可调整“旋转隔板”来及时调整蒸汽外网的压力，由于汽轮机抽汽系统能够及时跟踪并调节送往蒸汽外网的蒸汽压力，大大降低了蒸汽外网的压力波动量，稳定了整个外网的压力。

(4)将自备电厂两台抽凝式汽轮机抽汽并汽共同对外进行供送蒸汽，以减少因外网蒸汽用户用汽量突然增大，造成汽轮机抽汽量突变对汽轮机的安全稳定运行造成影响，缓解抽汽量剧烈变化对汽轮发电机组胀差和振动的影响。如某相关的企业电厂同时建成并投运了3台相同型号的抽凝式汽轮发电机组，机炉采用母管制运行，汽轮机的控制系统配置完全相同，使得汽轮机旋转隔板抽汽的控制和抽汽运行压力的调整能够相互一致，运行过程中将至少两台汽轮机的抽汽同时投入并入低压蒸汽管网，当外网的蒸汽用户使用量突然增大时，两台汽轮机的抽汽系统同时调整，在提高蒸汽保障能力的基础上稳定了蒸汽压力。

本发明的突出特点在于：通过对蒸汽管网的汽源点供应方式和余热蒸汽回收的调节方式进行改进，对汽轮发电机组的关键辅助设备加以改造，提高汽源设备的稳定性和适应性，最终达到在蒸汽管网中有较大波动的用户和回收用户中有大量波动时，仍然能够保证企业蒸汽管网压力的稳定，同时增加蒸汽回收量，提高能源综合利用的效率。