宣鋼3#高爐節(jié)能改造

袁曉東

（宣化鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河北宣化075100）

1 引言

宣鋼3#高爐2010年大修由原爐容1350m3擴(kuò)容到2000m3，大修采用推移技術(shù)，熱風(fēng)爐、干除塵、噴煤等全部更新改造采用新技術(shù)。經(jīng)過大修改造3#高爐于2011年6月投產(chǎn)，在生產(chǎn)過程高爐及其附屬設(shè)備暴露出可靠性和精確性不足，能源消耗和浪費(fèi)等問題。

2 高爐爐頂系統(tǒng)主要存在的問題

（1）爐頂放料準(zhǔn)確率低，造成氮?dú)庀牧扛?；按照設(shè)計(jì)要求，放料準(zhǔn)確率誤差應(yīng)該在0.2左右，但是3#高爐投產(chǎn)后精度誤差在1左右，為保證布料準(zhǔn)確性，爐頂依靠罐內(nèi)沖氮放料，氮?dú)庀妮^高。

（2）氣密箱“U”型水封投產(chǎn)后頂壓上升到180k Pa時(shí)即被擊穿，休風(fēng)對(duì)“U”型水封進(jìn)行了改造，水封被擊穿效果時(shí)斷時(shí)續(xù)，必須采取加大氮?dú)饬康姆绞竭M(jìn)行解決以保證氣密箱溫度。嚴(yán)重影響氣密箱溫度和布料準(zhǔn)確性以及職工生命安全。需要進(jìn)行徹底的改造。

（3）3#高爐爐頂液壓系統(tǒng)采用中冶邁克液壓系統(tǒng)，油箱及油管路和閥臺(tái)等設(shè)計(jì)沒有考慮在線濾油、保溫和檢修等需要，沒有伴熱保溫，使管路內(nèi)油溫管段不恒定影響比例閥精度，影響閥和液壓系統(tǒng)的正常工作，導(dǎo)致高爐減風(fēng)甚至休風(fēng)等故障，必須進(jìn)行改造。

（4）爐頂各閥軸承潤(rùn)滑和軸封密封靠干油泵集中供給黃油，原設(shè)計(jì)靠分配器依靠壓力差來分配潤(rùn)滑油，存在著分布不均和浪費(fèi)等問題，需要改造解決潤(rùn)滑和密封。

3 高爐外圍系統(tǒng)存在的主要問題

（1）3#高爐爐前除塵卸灰裝置采用螺旋卸灰機(jī)，通過對(duì)螺旋倉(cāng)內(nèi)打水滿足防止二次揚(yáng)塵需要，但是實(shí)施生產(chǎn)中不能很好的混合，造成現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵嚴(yán)重而卸灰機(jī)水量消耗仍然很高的問題，需要進(jìn)行改造完善。

（2）3#高爐爐前除塵1600k W電機(jī)采用變頻調(diào)速控制，由于涉及原因造成變頻器C 3單元多次發(fā)生燒毀事故，電機(jī)不得不采用市電加風(fēng)門控制調(diào)節(jié)，造成電能浪費(fèi)。同時(shí)由于涉及爐前各操作閥門不能實(shí)現(xiàn)集中控制，需要采用集中控制——降低吸塵點(diǎn)，節(jié)約風(fēng)機(jī)運(yùn)行開度，從而節(jié)約電能。

（3）3#高爐截門房由于處于地下10m的地方，周圍漏水嚴(yán)重，經(jīng)常性淹沒截門房?jī)?nèi)設(shè)備，采用每周抽水的方式截門管道溝由于地下水的滲漏，造成管道溝積水嚴(yán)重，多次采取堵漏措施效果均不理想，為保證管道溝、截門房等的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，每周都必須進(jìn)行2次抽水作業(yè)，大量的清水被排入下水井，每周抽水排入下水道的水約2000t，造成水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，必須進(jìn)行改造，節(jié)約用水。

（4）3#高爐循環(huán)水泵站采用蒸發(fā)式空冷器，在運(yùn)行中由于工藝需要每天需外排水量800～900t，直接排入污水管道，造成很大浪費(fèi)。

（5）3#高爐氮?dú)庠?#高爐噴煤房頂分開3個(gè)支路分別供3#高爐和原3#高爐噴煤、4#高爐和噴煤、3#高爐新建噴煤。每個(gè)支路上均設(shè)一個(gè)蘑菇閥用以調(diào)節(jié)各處壓力和流量，并各設(shè)一個(gè)旁通之路，直接用閘閥控制，在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常發(fā)生氮?dú)饽⒐介y故障時(shí)不能及時(shí)切換或者是切換后直接使用中壓氮?dú)庠斐珊蠓皆O(shè)備承受超過額定壓力，損壞設(shè)備和密封，存在著很大的設(shè)備安全隱患和生產(chǎn)隱患，必須進(jìn)行改造。

（6）3#高爐空壓機(jī)水泵房由于集中供水改造停止使用，但是由于空冷器與新供水管路存在交叉盲端，造成冬季11月～次年4月必須長(zhǎng)流水防止凍害發(fā)生，造成浪費(fèi)，舊3#高爐噴煤由于室內(nèi)管路多年且走向復(fù)雜，造成工業(yè)水浪費(fèi)，必須進(jìn)行改造節(jié)約用水。

（7）3#高爐大修后熱風(fēng)爐采用頂燃式熱風(fēng)爐，各閥均采用液壓系統(tǒng)控制，設(shè)獨(dú)立的液壓站，由兩臺(tái)油泵控制，開爐后由于油泵頻繁啟動(dòng)（平均3s啟動(dòng)一次）造成燒毀多臺(tái)油泵，液壓站壓力也無法正常，必須進(jìn)行改造。

綜上所述，高爐外圍及其附屬設(shè)備是高爐能源消耗的大戶，其節(jié)能改造對(duì)于高爐降低成本、安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，所以對(duì)于外圍設(shè)備的節(jié)能改造必須進(jìn)行以滿足高爐生產(chǎn)和低成本戰(zhàn)略的需要。

43#高爐節(jié)能改造的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

高爐及其附屬設(shè)備是高爐能源消耗的大戶，其穩(wěn)定、準(zhǔn)確、環(huán)保、節(jié)能運(yùn)行是高爐生產(chǎn)和降成本的關(guān)鍵，為保證設(shè)備穩(wěn)定可靠和節(jié)能運(yùn)行，需要從設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)、材質(zhì)、能力以及現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境及狀態(tài)等多個(gè)方面進(jìn)行研究篩選，并結(jié)合具體情況進(jìn)行具體分析對(duì)待，最終找到行之有效的解決方案，滿足高爐高強(qiáng)度冶煉的需要。經(jīng)過認(rèn)真研究，決定采取如下方案：

（1）對(duì)料流閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和優(yōu)化，完善料流開度、速度、反饋信號(hào)和協(xié)調(diào)一致性，合理調(diào)整回轉(zhuǎn)、傾動(dòng)的圈數(shù)和行程，保證了放料的準(zhǔn)確性，使合格率達(dá)到100%以上，準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。從而杜絕了依靠氮?dú)鈮毫?qiáng)行放料的問題，減少了氮?dú)庀牧俊?/p>

（2）對(duì)上料速度進(jìn)行了有效壓縮，對(duì)上密開關(guān)時(shí)間、料頭料尾檢測(cè)時(shí)間以及沖壓時(shí)間進(jìn)行了壓縮，保證上料速度合理可靠，單罐短時(shí)間內(nèi)不虧料線。使煤氣和氮?dú)鉀_壓時(shí)間時(shí)間明顯減少，降低了煤氣和氮?dú)庀牧俊?/p>

（3）氣密箱水冷改造是結(jié)合開式與閉式水封的不同性能進(jìn)行了，即保留了開式水封冷卻效果好的特點(diǎn)，又保證各種氣體、水等介質(zhì)閉路循環(huán)，解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領(lǐng)先地位。對(duì)氣密箱水冷系統(tǒng)進(jìn)行改造，變開式水封為閉式水封，有效壓縮氮?dú)庀?，由原來的每小時(shí)3000m3壓縮到1000m3。

（4）液壓系統(tǒng)增加測(cè)壓裝置與計(jì)算機(jī)相連，增加在線濾油裝置接口在線濾油，增加必要的閥門進(jìn)行蓄能器和主油路控制分開，保證能正常檢修，增加料流閥、下密等有關(guān)油路的保溫和伴熱，保證油液能夠恒溫，不發(fā)生波動(dòng)和壓縮影響料流精度。

（5）潤(rùn)滑系統(tǒng)改造是在各支路上安裝控制截門，必要時(shí)單點(diǎn)單動(dòng)，解決了聯(lián)動(dòng)部分密封點(diǎn)打不進(jìn)油的故障，保證了爐頂設(shè)備的良好潤(rùn)滑和密封。同時(shí)減少潤(rùn)滑油泵開關(guān)時(shí)間和減少潤(rùn)滑油脂消耗。

（6）對(duì)二均氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行了改造，把沖壓閥和減壓閥進(jìn)行了位置互換，提高了沖壓閥的使用壽命和密封效果，并節(jié)約了氮?dú)鉀_壓時(shí)間，減少了氮?dú)饬肯摹?/p>

（7）爐前除塵器二次揚(yáng)塵問題采用伸縮式套筒卸灰閥改造方案，分別根據(jù)3#、4#高爐卸灰機(jī)高度采用9節(jié)和8節(jié)套筒，可以直接放置到卸灰汽車車廂頂部，并采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部泄灰，外部聯(lián)結(jié)除塵管路，可以有效解決揚(yáng)塵問題，并有效節(jié)約使用打水量，僅需要卸完灰后在外邊打水能固定住即可。

（8）爐前除塵變頻器控制單元問題采用變頻器升級(jí)措施，有效解決了變頻器故障，保證了變頻調(diào)速的正常運(yùn)行。把現(xiàn)場(chǎng)操作控制引入除塵機(jī)房?jī)?nèi)，在高爐不出鐵時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的控制閥門，保證除塵效果的同時(shí)降低除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，節(jié)能降耗。

（9）為解決3#高爐截門房?jī)?nèi)的滲水浪費(fèi)的問題，需要把管道溝內(nèi)抽水用的清水泵的出口接入高爐沖渣水池，使水泵抽上的清水直接流回沖渣回水池作為補(bǔ)水。

（10）3#爐循環(huán)水空冷器排水管不直接排到污水管，而是排到水沖渣涼水塔水池，作為水沖渣補(bǔ)水，需要從3#高爐循環(huán)水空冷器外排水總管連接一根到水沖渣涼水塔水池的管道，并保持一定的坡度，便于自流和正常使用。

（11）在各支路旁通管路上各安裝一個(gè)蘑菇閥，與原管路上的蘑菇閥同時(shí)處于電腦控制之中，一用一備，一旦一個(gè)發(fā)生故障造成后端氮?dú)獍l(fā)生波動(dòng)降低到一定值后，備用系統(tǒng)直接開啟，保證了后續(xù)氮?dú)鈮毫Φ姆€(wěn)定。同時(shí)把各個(gè)控制系統(tǒng)由4#高爐噴煤控制改造到分別分開到各高爐區(qū)域控制，保證了控制系統(tǒng)能夠隨高爐檢修。改造后沒有發(fā)生斷氮?dú)獾那闆r和超壓的情況。設(shè)備運(yùn)行良好。

（12）針對(duì)3#高爐空壓機(jī)房空冷器和舊3#高爐噴煤工業(yè)水消耗，均采用切斷方式，在進(jìn)水管根部安裝截門，并砌井防凍保溫，可以保證冬天不存水，使用時(shí)仍可開截門使用。

5 改造效果

3#高爐節(jié)能改造起止時(shí)間為2011年8月到2012年4月，改造后收到了良好的節(jié)能和環(huán)保效果，主要表現(xiàn)在：

（1）壓縮上料速度、二均氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行了改造、提高料流精度均有效節(jié)約爐頂?shù)獨(dú)庀牧?，每小時(shí)可節(jié)約氮?dú)庀牧?000m3。氣密箱水冷改造是結(jié)合開式與閉式水封的不同性能進(jìn)行的，既保留了開式水封冷卻效果好的特點(diǎn)，又保證各種氣體、水等介質(zhì)閉路循環(huán)，解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領(lǐng)先地位。有效壓縮氮?dú)庀?，由原來的每小時(shí)3000m3壓縮到1000m3。爐頂液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)改造可有效提高液壓系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)備使用壽命，降低潤(rùn)滑油和液壓油消耗，并降低潤(rùn)滑油泵運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電能。

（2）除塵卸灰方式改變后，二次揚(yáng)塵現(xiàn)象被杜絕，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境明顯改善，同時(shí)對(duì)于打水和現(xiàn)場(chǎng)沖洗用水節(jié)約效果明顯，兩個(gè)爐前除塵每天節(jié)約用水量在30t左右。

（3）爐前除塵變頻器2012年2月升級(jí)后故障消除，保證了變頻調(diào)速的安全運(yùn)行，可有效降低電能消耗，3#高爐除塵電機(jī)1600k W，按照故障2011年6到12月故障3次，修復(fù)時(shí)間合計(jì)33天計(jì)算，變頻器按照轉(zhuǎn)速降低50%計(jì)算，年可有效降低電能消耗1600×0.5×33×2=52800k W·h。集中控制后可有效控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，年可節(jié)約電能1600×0.5×365=292000k W·h，合計(jì)年可節(jié)約電能344800k W·h。

（4）3#高爐截門房改造后可有效節(jié)約每周抽水排入下水道的水的水資源約2000t。

（5）3#爐循環(huán)水空冷器排水改造徹底解決了空冷器噴淋水排入污水管道，造成大量浪費(fèi)問題，使噴淋水得到二次利用。

（6）氮?dú)鈿庠纯刂聘脑旄脑旌蠊收下拭黠@降低，干除塵每年減少損壞布袋2200條，節(jié)約儀表元件和機(jī)電設(shè)備。

（7）3#高爐空壓機(jī)和舊3#高爐噴煤安裝截門控制后，從流量計(jì)和水池標(biāo)記顯示年可節(jié)約工業(yè)水211m3，節(jié)水效果明顯。