一、技術名稱：鋼水真空循環脫氣工藝干式（機械）真空系統應用技術
二、技術所屬領域及適用范圍：鋼鐵行業 煉鋼真空精煉技術領域的 RH、VD 及VOD 工藝
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
目前，國內外的鋼水真空循環脫氣工藝（RH 工藝）所用真空系統均為濕式真空系統，即多級蒸汽噴射真空泵系統。近年來，國外 VD 及 VOD 工藝有較少部分采用干式機械真空系統，國內尚無先例。濕式真空系統的能耗和水耗約為干式機械真空系統的 10 倍。目前該技術可實現節能量 1 萬 tce/a，CO2 減排約 3 萬 t/a。
四、技術內容
1.技術原理
鋼水真空循環脫氣系統工藝（RH 工藝）是一種重要的鋼水爐外精煉方法，具有脫氣、脫碳、溫度補償、均勻鋼水溫度及成分、去除鋼中夾雜物等功能。由于鋼水真空循環脫氣系統工藝要求的真空度高、廢氣量大，因此采用兩級羅茨泵串聯之后再與干式螺桿泵串聯，組成真空泵組。該泵組是一種將羅茨泵與干式泵相結合的機械真空泵系統，利用羅茨泵的超高抽氣能力對 RH 工藝廢氣”增壓”來滿足高抽氣量的要求，利用干式螺桿泵的高壓縮比將工藝廢氣”壓縮”至大氣壓之上后排至大氣，并滿足快速抽真空的要求。
2.關鍵技術
（1）滿足大型 RH 裝置抽氣能力的干式機械真空泵組的組態技術；
（2）干式機械真空泵組安全運行技術；
（3）適應 RH 高溫、高 CO、含 O2 煙氣過濾及除塵系統技術；
（4）干式機械真空泵組與 RH 精煉模式的匹配控制技術。
3.工藝流程
該技術的工藝流程見圖 1。
1 鋼水包 2 真空槽 3 水冷彎 4 氣冷器 5 過濾器 6 真空泵組 6A 羅茨泵
6B 冷卻器 6C 羅茨泵 6D 冷卻器 6E – 螺桿泵 6F – 冷卻器 7 – 廢氣處理器
圖 1 干式機械真空系統流程簡圖
五、主要技術指標
該技術的主要指標見表 1。
表1 RH 干式機械真空系統主要技術參數
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術已成功申請了 2 項發明專利及 13 項實用新型專利。2011 年，該技術獲得中國鋼鐵協會和中國金屬協會頒發的冶金科學技術一等獎，入選《世界金屬導報》評出的”2011 世界鋼鐵工業十大技術要聞”。2012 年，該技術又入選了第十五屆北京科博會、中國能源戰略高層論壇暨第三屆節能中國推介活動評選的”2012 節能中國十大應用新技術”。
目前，210t RH干式機械真空系統已在重鋼成功應用，投運以來，系統運行穩定、運行成本低，能耗、水耗較傳統的多級蒸汽噴射泵真空系統降低約90%，噸鋼節能約9.34kgce。該技術的成功應用，原則上可以實現”取消綜合蒸汽管網”，轉爐產生的飽和蒸汽回收后可全部用于發電。2012 年6月，山東萊蕪鋼鐵公司也開始在其110t VD裝置中采用干式機械真空系統。
七、典型應用案例
典型用戶：重慶鋼鐵（集團）有限責任公司
典型案例 1
技術提供單位：北京世紀源博科技股份有限公司，重慶鋼鐵集團設計院有限公司
建設規模：與 210t RH 配套、在 67PaA 條件下抽氣能力為 800 kg/h(20℃干空氣)的干式機械真空系統。主要技改內容：新建干式機械真空系統，與傳統的濕式真空系統相比，去掉了蒸汽供應系統（快燒鍋爐或飽和蒸汽過熱用燃氣鍋爐）、級間冷凝器、污水、污泥處理系統、龐大的循環冷卻水系統。主要設備為氣冷器 2 套、粉塵過濾器 4 套、真空泵組 18 套、氮氣貯罐 1 臺、氮氣貯罐 1 臺。節能技改投資額 與傳統的蒸汽噴射式真空系統相比增加 1750 萬元，建設期 8 個月。每年可節能20539tce，年節能經濟效益為 1703 萬元，投資回收期 1 年。
典型案例 2
技術提供單位：北京世紀源博科技股份有限公司，重慶鋼鐵集團設計院有限公司
建設規模：與 150t RH 配套，在 67PaA 條件下抽氣能力為 507 kg/h(20℃干空氣)158的干式機械真空系統。主要技改內容：新建干式機械真空系統，主要設備包括氣冷器1 套；粉塵過濾器 3 套；真空泵組 14 套（13 用 1 備）；氮氣貯罐 2 臺；變頻器56 臺；DCS 控制系統 1 套。節能技改投資額與傳統的蒸汽噴射式真空系統相比 增加 1562 萬元，建設期 1 年。每年可節能 14207tce，年節能經濟效益 1037 萬元，投資回收期 1.5 年。
八、推廣前景及節能減排潛力
RH 真空精煉裝置是鋼水二次精煉系統中最為復雜的裝置，其廢氣成分復雜，含有高濃度的 O2 和 CO。截至 2011 年，我國 RH 二次精煉裝置總裝設臺數約有 80余臺套，其中重點鋼鐵企業爐外精煉處理比例 71%。預計未來 5 年，該技術在行業內的推廣潛力可達到 10%，預計投資總額 6.6 億元，年節能能力 8 萬 tce/a，二氧化碳減排能力 21 萬 tCO2/a。
|
