钢铁行业余热锅炉技改案例：科创星光如何帮助芜湖富鑫钢铁实现水汽近乎 100%在线监测？

一、背景与挑战：芜湖富鑫钢铁余热锅炉的水汽监测技改需求

余热锅炉项目概况

芜湖市富鑫钢铁有限公司是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体的民营钢铁联合企业，位于安徽省芜湖市繁昌区。公司积极响应国家节能减排政策，配套建设了大烟道余热锅炉和环冷机余热锅炉，用于回收烧结机大烟道废气和环冷机中低温余热，产生蒸汽并入厂区蒸汽管网或用于发电。两套余热锅炉已连续运行多年，是钢铁厂降本增效、降低碳排放的关键设备。

技改项目背景

两套余热锅炉原有的水汽取样及监测系统存在严重问题：

1、取样装置老化，冷却效果差，样水温度波动大（最高达50℃）

2、无在线化学仪表或仪表因样水不稳而频繁报警，锅炉炉水、蒸汽品质处于“盲管”状态

3、运行人员只能每天人工取样2-3次送至化验室，滞后严重

4、曾因炉水磷酸根失控导致余热锅炉管束结垢，换热效率下降，被迫停炉酸洗

公司于2024年启动余热锅炉水汽集中取样自动化技改项目，目标是对两台余热锅炉的汽包炉水、饱和蒸汽等关键点位实现全自动在线监测。

三大核心痛点

1. 人工取样安全风险高

余热锅炉虽参数低于电站锅炉，但汽包压力仍可达1.6-2.5MPa，蒸汽温度250-350℃。原取样系统冷却水流量不稳定，样水温度经常超过45℃，取样人员需开启高温排污阀，存在烫伤风险。原系统无任何自动保护功能，完全依赖人工操作。

2. 水质监测滞后，导致结垢和效率下降

炉水磷酸根、pH、硬度等指标变化直接关系余热锅炉结垢倾向。原方案以人工取样送厂区化验室检测为主，每班1-2次，从取样到获得结果需2-4小时。一旦水质异常，无法及时调整加药，往往发现时已造成结垢。

3. 多点位取样管理粗放，无连续数据

两套余热锅炉共计4个取样点（每台锅炉的汽包炉水、饱和蒸汽）。原系统取样管路分散，冷却器并联布置相互干扰；无在线仪表或仪表长期故障，运行人员无法掌握炉水磷酸盐、pH、电导率的实时变化趋势。

二、破局方案：科创星光钢铁余热锅炉水汽集中取样技改方案

问题根源

原系统取样预处理能力严重不足，无法在两台余热锅炉负荷波动的工况下，为后端分析仪表提供连续、稳定、低温的代表性样水。

三大实施路径

路径1：安全升级 —— 两级降温 + 自动切断保护

实施：为每个取样点配置独立的“高温预冷+主冷却器”两级降温模块，样水出口温度稳定控制在25℃±1℃。引入主路切断样水闭环保护系统，实时监测冷却水流量及样水温度。

产品：XG098水汽取样分析装置在检测到冷却水中断或样水超温时，自动关闭高温进样阀门，杜绝蒸汽喷溅。

路径2：全参数在线监测 —— 集成仪表群

实施：以XG098装置保障每路样水恒温、恒压、恒流（三恒）后，成套配置在线分析仪表。

恒温：25℃±1℃

恒压：0.1-0.5MPa

恒流：800-2000ml/min（适配余热锅炉低产汽量工况）

产品：包括磷酸根监测仪（炉水）、pH分析仪、电导率表（炉水/蒸汽）、溶解氧分析仪（给水）。所有仪表集中布置在仪表屏内，数据可上传现有控制系统。

路径3：运维简化及可扩展性

实施：全不锈钢高温架、高低温区物理隔离、二级过滤体系（免维护返冲高温高压过滤器+仪表精密过滤器）。

产品：有效防止颗粒物堵塞仪表流路，支撑季度检查而非每周拆洗，大幅降低检修频次。

三、成效验证：技改后数据对比

客户反馈（芜湖富鑫钢铁设备部负责人）

“科创星光这套XG098系统投用后，余热锅炉的水质终于能实时看到了。以前炉水磷酸根全靠猜测，现在在线数据直接传进操作室，运行人员根据磷酸根、pH值调节加药泵，再也不用等化验结果。目前两台余热锅炉运行平稳，再没出现过结垢问题。自动切断保护也让取样操作安心多了。”

—— 芜湖市富鑫钢铁有限公司 设备部负责人

四、行业启示：钢铁余热锅炉水汽监测技改的关键方向

1. 余热锅炉虽小，水汽监督不可缺位

钢铁行业余热锅炉（烧结大烟道、环冷机、转炉、轧钢加热炉等）承担着重要的节能任务，但普遍面临监测手段落后的问题。XG098装置通过“三恒”预处理解决了样水不稳的源头问题，使在线仪表真正发挥作用。

2. 取样自动化是消除人员接触高温介质的有效手段

钢铁厂余热锅炉取样点多位于高温、粉尘环境中，采用自动切断保护与集中取样装置，可以从物理上减少人员接触机会，比单纯依靠操作规程更加可靠。

3. 集成式技改方案对连续生产影响小

XG098及配套仪表采用屏柜式整体设计，现场安装周期仅需5-7个工作日，可利用余热锅炉短期停炉检修窗口完成改造，对钢铁厂连续生产影响极小。

本技改方案同样适用于烧结余热、环冷机余热、转炉余热、轧钢加热炉等钢铁行业各类余热回收锅炉的水汽监督系统升级改造。

以下介绍科创星光自主研发生产的水汽取样分析装置，仪器特点如下介绍：

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本文关键字：XG096氢电导率电去离子(EDI)交换器，XG098水汽取样分析装置，XG099自动加药装置