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        熱值差異較大的N G與L N G互相切換時的技術(shù)要點

        2013-12-06 09:28:44何玉玲
        冶金動力 2013年2期
        關(guān)鍵詞:空氣量鋼種爐溫

        何玉玲

        (酒泉鋼鐵公司天風(fēng)不銹鋼公司,甘肅嘉峪關(guān) 735100)

        1 前言

        不銹鋼冷軋為確保退火酸洗后的板面質(zhì)量,冷、熱線退火爐在燃料種類的選擇上,打破酒鋼長久以來加熱燃料選用副產(chǎn)煤氣的現(xiàn)狀,首次引進(jìn)外購二次能源L N G(液化天然氣)。L N G是由N G(天然氣)經(jīng)過多級凈化、深冷、液化而成,氣質(zhì)純凈、組份穩(wěn)定,燃燒過程易于控制,為冷軋初級階段的生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的加熱保障。但相應(yīng)負(fù)面效應(yīng)是燃料成本較高,且受限于遠(yuǎn)距離汽車槽車運(yùn)輸風(fēng)險,對冷軋的連續(xù)生產(chǎn)是一種潛在隱患。

        國家西氣東輸二線的N G于2011年4月28日開始正式供應(yīng)酒鋼,不銹鋼冷軋的加熱燃料相應(yīng)由L N G轉(zhuǎn)換為N G,但在使用過程中遇到較多問題。

        2 L N G切換為N G后產(chǎn)生的主要問題

        L N G和N G兩種燃料在組份、熱值、雜質(zhì)含量等方面差異較大(見表1),在切換為N G時,制約了兩條處理線產(chǎn)能的正常發(fā)揮,同時也出現(xiàn)了一些燃?xì)獍唿c,影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

        表1 L N G和N G組份、熱值的相關(guān)數(shù)據(jù)

        在使用N G過程中出現(xiàn)以下多項問題:

        (1)爐壓升高失控

        熱退火酸洗線在生產(chǎn)304鋼種1250寬度規(guī)格,T V值達(dá)到200時,排廢風(fēng)機(jī)輸出功率已經(jīng)達(dá)到100%,爐壓保持在5P a以上;在生產(chǎn)1530規(guī)格,T V值達(dá)到180以上時,爐壓保持在5P a以上,致使熱線退火爐在1530帶鋼滿負(fù)荷生產(chǎn)時產(chǎn)生爐膛壓力無法控制的問題。

        (2)頻繁出現(xiàn)燃?xì)獍唿c。

        (3)空燃比失調(diào)。

        控制氧含量的問題主要集中在冷退火酸洗線生產(chǎn)430鋼種,主要原因是430鋼種退火溫度低,燃?xì)庀牧啃?,?dāng)燃?xì)庀牧窟^小時,助燃空氣量就會過剩,導(dǎo)致退火爐氧含量已經(jīng)不能通過單一的空燃比來調(diào)節(jié),而是要增加燃?xì)饬縼頋M足空燃比的調(diào)節(jié)范圍。

        (4)處理線產(chǎn)能下降。

        (5)冷線在生產(chǎn)430薄規(guī)格時必須切換至L N G才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。

        3 L N G切換為N G后采取的主要措施及技術(shù)要點

        3.1 找出影響爐壓的主要原因

        使用N G后,產(chǎn)生的煙氣量增加,超出排廢風(fēng)機(jī)的最大負(fù)荷能力。從理論上分析:

        (1)單位體積的低熱值N G完全燃燒所需的理論空氣量要低于高熱值L N G完全燃燒所需的理論空氣量。理論計算得出N G的空氣消耗量同比降低9%~10%。

        (2)退火爐每個加熱區(qū)助燃空氣輸入量有最小值,而燃?xì)廨斎肓孔畹涂梢詾椤?”,當(dāng)各區(qū)燃?xì)饬康陀谀程囟ㄖ担ㄅc燃?xì)獾某煞钟嘘P(guān))時就會出現(xiàn)空氣量過剩、氧含量持續(xù)偏高的問題。

        3.2 采取的控制措施

        (1)燃燒比例系數(shù)調(diào)整

        在使用該N G之后,系統(tǒng)存在以下問題:①燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)置的空/燃比不適用于現(xiàn)在的N G,相比相同的燃?xì)饬髁?,現(xiàn)在需要較少的空氣量;②需要修改工藝軟件程序中的燃燒比例系數(shù);③較大的空氣流量造成爐子爐壓升高、熱效率降低;④在滿足爐子相同的熱量要求時,燃?xì)忾y門的開度需要增大。

        (2)調(diào)整過程相關(guān)數(shù)據(jù)分析

        ① 熱線過程數(shù)據(jù)的分析見表2。

        表2 A P H過程數(shù)據(jù)

        ②冷線過程數(shù)據(jù)的分析見表3。

        表3 A P C過程數(shù)據(jù)

        A P H:通過修改工藝軟件程序中的燃燒比例系數(shù),將原來的9.5修改為9.0后,熱線退火爐在正常生產(chǎn)過程中,殘氧量下降4%~5%,退火爐爐壓有明顯下降,平均下降2~3P a。

        A P C:冷線304鋼種生產(chǎn)過程與L N G時差異不大,各項指標(biāo)均能滿足生產(chǎn)需求;在生產(chǎn)430鋼種時,爐內(nèi)6#、7#加熱段氧含量難以控制,通過修改6#、7#助燃空氣最小流量后,各項指標(biāo)也均能滿足生產(chǎn)需求。

        3.3 燒嘴壓力檢測以及燒嘴燃燒狀態(tài)調(diào)控、分析

        (1)熱線檢測情況匯總

        表4 熱線燒嘴壓力檢測數(shù)據(jù) ×100P a

        依據(jù)表4中檢測數(shù)據(jù),分析熱線燒嘴壓力,可以判定調(diào)整后熱線所有燒嘴壓力滿足正常使用要求。

        (2)冷線檢測情況匯總

        依據(jù)表5中檢測數(shù)據(jù),分析冷線燒嘴壓力分布主要是受到各區(qū)天然氣使用量不同,導(dǎo)致助燃空氣流量存在差異,從而出現(xiàn)壓力分布偏差較大。

        (3)燒嘴燃燒狀態(tài)分析

        ①火炬長且燃燒顏色為橘黃色。形成此種火焰的原因是:助燃空氣量配比不足,天然氣不充分燃燒,火焰溫度低。主要是在冷線生產(chǎn)430鋼種時,爐溫低,爐內(nèi)殘氧量控制偏低,因此易出現(xiàn)此種現(xiàn)象。

        易造成表面缺陷:火焰花紋、燃?xì)獍唿c。

        ②火炬短且燃燒顏色為淡藍(lán)色。此種火焰表明助燃空氣與天然氣充分混合,燃燒完全,火焰溫度高,爐溫控制穩(wěn)定性和精度高,熱效率高,不易出現(xiàn)火焰花紋、燃?xì)獍唿c等缺陷。

        表5 冷線燒嘴壓力檢測數(shù)據(jù) ×100P a

        (4)控制措施

        ①加大空燃比,提高助燃空氣流量,提高助燃空氣溫度和壓力使之與天然氣更好地充分混合燃燒。

        ②穩(wěn)定工藝速度,減少退火爐燃?xì)饬康膭×易兓?/p>

        3.4 熱線產(chǎn)能恢復(fù)問題

        (1)針對熱線產(chǎn)能受限問題,采取的主要措施:①熱線退火爐燃?xì)獗壤禂?shù)修改為9.0,使退火爐爐壓得到一定控制。

        ②對退火爐圓盤輥輥架進(jìn)行密封改造,改造后提高了熱效率,爐壓進(jìn)一步得到控制。

        (2)跟蹤檢測爐溫、爐壓,驗證措施效果

        系統(tǒng)調(diào)整后,跟蹤統(tǒng)計爐溫、爐壓,具體數(shù)據(jù)見表6(僅以1250帶鋼為例)。

        數(shù)據(jù)分析結(jié)論:從表61250寬度帶鋼退火爐數(shù)據(jù)可以看出,在210至220的T V值范圍,爐壓保持穩(wěn)定,最高達(dá)到9.6P a,在控制允許范圍。爐溫最高設(shè)定到1215℃,材溫都控制在1150℃左右,滿足帶鋼性能需要。

        表61250寬度帶鋼退火爐退火能力跟蹤

        使用管道天然氣后,退火爐爐壓一直偏高,最高達(dá)到18P a,影響了退火爐的退火能力。我們使用保溫棉把1#、2#圓盤輥塞住后,爐壓得到了控制,從統(tǒng)計的退火爐爐壓數(shù)據(jù),可以看出爐壓都在15P a以下。

        (3)數(shù)據(jù)分析結(jié)論

        通過對1250寬度帶鋼的退火爐數(shù)據(jù)的分析,1250寬度帶鋼在滿T V值生產(chǎn)時,爐溫最高設(shè)定到1215℃,熱線退火爐退火能力滿足需要,各項工藝參數(shù)都在控制范圍。

        3.5 系統(tǒng)調(diào)整后冷線燃?xì)獍唿c的控制情況

        燃燒系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整后,結(jié)合實際排產(chǎn)計劃,重點跟蹤了冷線空燃比調(diào)整前后,爐子加熱區(qū)燃燒情況及產(chǎn)品表面質(zhì)量。

        通過優(yōu)化冷線空燃比,在304不銹鋼板面上出現(xiàn)的燃?xì)獍唿c已經(jīng)得到控制,生產(chǎn)跟蹤過程中未出現(xiàn)此缺陷。連續(xù)退火爐運(yùn)行穩(wěn)定。

        表7 冷線燃燒系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)

        4 結(jié)論

        通過采取以上逐項措施及跟蹤調(diào)整,可以將使用N G后出現(xiàn)的多項問題全部解決,同時,冷、熱線退火爐的燃料氣可以在L N G與N G之間互相切換,基本可以確保切換過程安全、平穩(wěn)、短時。全力確保了冷軋大幅降低燃料成本、連續(xù)生產(chǎn)的目標(biāo)。

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