提高本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的途徑探討

白晶萍

（本鋼板材股份有限公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117021）

提高本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的途徑探討

白晶萍

（本鋼板材股份有限公司燃?xì)鈴S，遼寧本溪117021）

通過對本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收現(xiàn)狀的分析，找出了影響本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收的因素，提出了提高本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的有效途徑。

轉(zhuǎn)爐煤氣；回收量；途徑

1 本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝及現(xiàn)狀

本鋼板材股份有限公司經(jīng)過“十五”、“十一五”發(fā)展規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)，新建了4臺(tái)180 t轉(zhuǎn)爐，改擴(kuò)建了3臺(tái)150 t～180 t轉(zhuǎn)爐，實(shí)現(xiàn)了年鋼產(chǎn)量1000萬t以上的生產(chǎn)目標(biāo)。

本鋼煉鋼采用的是OG法回收轉(zhuǎn)爐煤氣，主要特點(diǎn)是采用濕法雙文煤氣凈化工藝，通過濕法凈化處理后的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)管網(wǎng)進(jìn)入燃?xì)鈴S管轄內(nèi)的轉(zhuǎn)爐煤氣柜、電除塵器、鼓風(fēng)機(jī)加壓后送往用戶。

伴隨著煉鋼轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的新建、改擴(kuò)建，2004年配套4#、5#、6#轉(zhuǎn)爐新建，燃?xì)鈴S新建了8萬m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜一座，板式電除塵器4臺(tái)，D600離心式煤氣加壓機(jī)4臺(tái)及其他配套設(shè)施；2010年配套7#轉(zhuǎn)爐新建、1#～3#轉(zhuǎn)爐擴(kuò)建，燃?xì)鈴S利舊原有8萬m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜，新建了板式電除塵器3臺(tái)，D800離心式煤氣加壓機(jī)4臺(tái)及其他配套設(shè)施。上述兩套回收系統(tǒng)入柜前的煤氣管網(wǎng)雖有聯(lián)通，但目前的運(yùn)行方式是進(jìn)柜前管網(wǎng)、煤氣柜、電除塵器、加壓調(diào)節(jié)都是獨(dú)立運(yùn)行，兩個(gè)系統(tǒng)加壓后煤氣最終并入去轉(zhuǎn)爐煤氣用戶總管網(wǎng)。流程圖如圖1。

目前本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收的現(xiàn)狀是∶因轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)、柜容限制，近3年轉(zhuǎn)爐煤氣回收年平均80 m3/t鋼，還有很大的提升空間；轉(zhuǎn)爐煤氣熱值5862 kJ/m3～6699 kJ/m3，與先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；入柜轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量在400 mg/m3～600 mg/m3，電除塵器出口轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量在100～200 mg/m3，造成煤氣加壓機(jī)頻繁檢修，對煤氣質(zhì)量要求高的用戶無法使用轉(zhuǎn)爐煤氣；本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣用戶有熱連軋廠加熱爐、煉鋼廠中間包烘烤、發(fā)電廠燃?xì)忮仩t、礦渣廠回轉(zhuǎn)窯，消耗總量11萬m3/h～13萬m3/h，轉(zhuǎn)爐煤氣用戶有待開發(fā)；兩個(gè)系統(tǒng)相對獨(dú)立，需要科學(xué)管理，互相配合，保證轉(zhuǎn)爐煤氣總管壓力穩(wěn)定。

圖1 本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝流程

2 影響本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收的因素

2.1 轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量不均衡性

轉(zhuǎn)爐煉鋼是不均衡的、間歇性的，故轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量也是不均衡間歇性的，這種生產(chǎn)工藝性質(zhì)在某種程度上本身就影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。

本鋼煉鋼系統(tǒng)共有7臺(tái)轉(zhuǎn)爐，每臺(tái)爐容均為180 t，在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)工藝上，1#、2#、3#、7#4臺(tái)轉(zhuǎn)爐為一個(gè)回收入口管道進(jìn)入1#煤氣柜。4#、5#、6#3個(gè)轉(zhuǎn)爐為一個(gè)入口管道進(jìn)入2#煤氣柜。隨著本鋼煉鋼產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大，煉鋼系統(tǒng)負(fù)荷也逐步提高，加上鐵水集中到達(dá)，產(chǎn)生同時(shí)煉鋼、同時(shí)吹氧、同時(shí)回收，使入口管道產(chǎn)生振動(dòng)給安全生產(chǎn)帶來威脅，故每次3臺(tái)爐同時(shí)回收的情況下，制定了不丟爐，丟回收時(shí)間的規(guī)定，造成轉(zhuǎn)爐煤氣放散，減少回收量。

2.2 用戶用量變化的影響

本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣主要供熱連軋加熱爐、發(fā)電廠21#、22#燃?xì)鉅t，煉鋼廠鋼錠烘烤及本鋼礦渣廠回轉(zhuǎn)窯等用戶作燃料，每臺(tái)爐窯均有固定檢修周期。一熱軋共有4臺(tái)加熱爐使用轉(zhuǎn)爐煤氣，每周定期安排一次12 h定修，在每周定修期間加熱爐停止加熱，停止使用煤氣，在此期間轉(zhuǎn)爐煤氣有近3萬m3/h回到氣柜內(nèi)，而且每周檢修只是熱軋單獨(dú)檢修，轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量沒有減少，原有平衡被破壞，造成轉(zhuǎn)爐煤氣回收量減少。發(fā)電廠共有21#、22#兩臺(tái)燃?xì)鉅t使用轉(zhuǎn)爐煤氣，而且用量比較大，每臺(tái)用量最大可達(dá)60000 m3/h，在定期檢修時(shí)，最少有40000 m3/h的轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)回，無法平衡。盡管發(fā)電鍋爐定檢次數(shù)較少，但每季度均有2次檢修，而且時(shí)間較長每次定檢均在3天以上，影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。公司每年均有2～3次大型聯(lián)合檢修，在每次聯(lián)合檢修過程中熱軋系統(tǒng)、發(fā)電鍋爐系統(tǒng)均有配套檢修項(xiàng)目，尤其是一熱軋，每次檢修均為10天以上不能使用轉(zhuǎn)爐煤氣，如果發(fā)電廠21#、22#燃?xì)鉅t有檢修，有近50%的轉(zhuǎn)爐煤氣沒有用戶，影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。用戶設(shè)備突發(fā)故障，加熱爐、鍋爐停止使用轉(zhuǎn)爐煤氣，而且轉(zhuǎn)爐氣柜處于高位狀態(tài)，系統(tǒng)來不及調(diào)整，勢必造成轉(zhuǎn)爐煤氣回收量減少。如：發(fā)電廠一臺(tái)鍋爐故障停止使用煤氣有40000 m3/h煤氣調(diào)回。而且轉(zhuǎn)爐氣柜柜位接近70000 m3時(shí)，不能回收轉(zhuǎn)爐煤氣，為保證氣柜安全運(yùn)行，轉(zhuǎn)爐煤氣在煉鋼廠放散，造成轉(zhuǎn)爐煤氣回收量降低。

2.3 設(shè)備性能容量的影響

本鋼7臺(tái)180 t轉(zhuǎn)爐共用2座80000 m3威金斯氣柜，公積容積8萬m3的煤氣柜去掉上下保安量外，實(shí)際可利用運(yùn)行空間每座氣柜只有5萬m3。本鋼鋼產(chǎn)量按1000萬t/年計(jì)算，噸鋼回收量按90 m3/t計(jì)算，則轉(zhuǎn)爐煤氣回收量為13萬m3/h，乘以1.2的體積糾正系數(shù)后實(shí)際流量為15.6萬m3/h。以上所計(jì)算的是平均小時(shí)煤氣回收量，如多臺(tái)轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收煤氣，回收量會(huì)經(jīng)常在20萬m3/h～30萬m3/h之間，即使不考慮老氣柜的設(shè)備狀況，目前兩座8萬 m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜也無法全部回收轉(zhuǎn)爐煤氣。

2.4 壓力調(diào)節(jié)跟蹤不及時(shí)的影響

（1）從工藝流程圖可知，兩套回收系統(tǒng)入柜前的煤氣管網(wǎng)雖有聯(lián)通，但目前的運(yùn)行方式是進(jìn)柜前管網(wǎng)、煤氣柜、電除塵器、加壓調(diào)節(jié)都是獨(dú)立運(yùn)行，兩個(gè)系統(tǒng)加壓后煤氣最終并入去轉(zhuǎn)爐煤氣用戶總管網(wǎng)。為確保煤氣用戶管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，兩套系統(tǒng)加壓機(jī)出口壓力要保持一致，當(dāng)一套轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)回收量大，另一套轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)回收量小時(shí)，需要對兩套加壓機(jī)出入口循環(huán)管及風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)不及時(shí)影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收。

（2）本鋼一熱軋加熱爐使用高、焦、轉(zhuǎn)三種煤氣混合形式運(yùn)行，當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣量正常時(shí)，一熱軋以轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合完成加熱燃燒，當(dāng)轉(zhuǎn)爐量不足時(shí)，由高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣三種煤氣混合完成加熱爐燃燒加熱，這樣存在二加與三加配合調(diào)節(jié)，如調(diào)節(jié)不及時(shí)不得當(dāng)，高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣混合多，轉(zhuǎn)爐煤氣送量勢必減少，降低轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。另外在熱值調(diào)整上如果第二加壓站焦?fàn)t煤氣送量大，為達(dá)熱值穩(wěn)定，轉(zhuǎn)爐煤氣勢必用量少，同樣會(huì)影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。

2.5 轉(zhuǎn)爐煤氣回收質(zhì)量的影響

入柜轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量在400 mg/m3～600 mg/m3，電除塵器出口轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量在100 mg/m3～200 mg/m3。因煉鋼來源轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量指標(biāo)沒有達(dá)到小于200 mg/m3的設(shè)計(jì)值，造成電除塵（除塵能力：入口200 mg/m3，出口10 mg/m3）出口煤氣含塵量高，煤氣加壓機(jī)頻繁檢修。轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量不好，直接影響用戶的開發(fā)和使用，影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收。

3 提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的有效途徑

3.1提升設(shè)備能力

隨著企業(yè)的發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量不斷攀升，轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)量也隨之增加，現(xiàn)有設(shè)備能力是限制煤氣回收的重要環(huán)節(jié)。

（1）1#、2#、3#、7#4座轉(zhuǎn)爐共用同一條入口回收管道。當(dāng)3座轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收煤氣時(shí)由于流速過大，管道會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，威脅安全，而煉鋼在生產(chǎn)過程中4座轉(zhuǎn)爐中3座同時(shí)冶煉的幾率很大，經(jīng)燃?xì)鈴S、設(shè)計(jì)院共同研究探討，利用1#、2#、3#轉(zhuǎn)爐改造過程中重新鋪設(shè)一條轉(zhuǎn)爐煤氣入口管道，形成了1#、2#轉(zhuǎn)爐共用一條入口管道，3#、7#共用一條入口管道，這樣就不存在3座轉(zhuǎn)爐同時(shí)冶煉不能回收的狀態(tài)，該項(xiàng)目于2011年實(shí)施并投入使用，大大提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，同時(shí)解決了管道系統(tǒng)的不安全因素。

（2）為提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，在設(shè)備功能投入上進(jìn)行了改善，首先對轉(zhuǎn)爐煤氣回收信號系統(tǒng)操作畫面增設(shè)了聲光報(bào)警；其次，對轉(zhuǎn)爐煤氣柜運(yùn)行時(shí)的上下限做了調(diào)整，增設(shè)了上下限聲光報(bào)警、高罐位時(shí)三通閥放散連鎖裝置等，達(dá)到了多回收轉(zhuǎn)爐煤氣的目的。2012年利用集團(tuán)公司聯(lián)合檢修的有利時(shí)機(jī)，對轉(zhuǎn)爐煤氣新系統(tǒng)氣柜、鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了全面檢修，更換了煤氣柜的配重導(dǎo)輪、鋼絲繩，對氣柜的密封膠簾進(jìn)行了粘補(bǔ)，對氣柜頂板、側(cè)板進(jìn)行了補(bǔ)焊，對鼓風(fēng)機(jī)出入口閥門進(jìn)行了更換等一系列檢修項(xiàng)目，使系統(tǒng)回收、輸送能力增強(qiáng)，設(shè)備效率得到了充分的發(fā)揮，為提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收創(chuàng)造了好的設(shè)備條件。

（3）本鋼現(xiàn)有2座8萬m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜，一座始建于1991年，距今已22年，經(jīng)歷了3次大修，目前柜底板、側(cè)板、支撐結(jié)構(gòu)等腐蝕嚴(yán)重。另一座隨4#、5#、6#轉(zhuǎn)爐工程建于2004年。煤氣柜儲(chǔ)氣能力不足已嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐煤氣全部回收，新建1座大型轉(zhuǎn)爐煤氣柜勢在必行，是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的必要條件。

3.2 提高轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量開發(fā)新的轉(zhuǎn)爐煤氣用戶

本鋼轉(zhuǎn)爐煤氣熱值低、含塵量大，影響新用戶的開發(fā)。建議煉鋼廠加強(qiáng)現(xiàn)場操作管理，通過降罩高度和爐口壓力來控制空氣吸入系數(shù)，實(shí)現(xiàn)爐口微正壓自動(dòng)調(diào)節(jié)以達(dá)到最佳狀態(tài)，提高轉(zhuǎn)爐煤氣中CO含量，從而相應(yīng)提高轉(zhuǎn)爐煤氣熱值。

建議公司痛下決心，對煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣凈化工藝進(jìn)行改造，達(dá)到轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量小于200 mg/m3的設(shè)計(jì)指標(biāo)；或?qū)θ細(xì)鈴S電除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，電除塵器的處理能力由入口的400 mg/m3～600 mg/m3，達(dá)到出口為10 mg/m3以下，解決由于來源轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量高，造成煤氣加壓機(jī)頻繁檢修，影響轉(zhuǎn)爐煤氣用戶生產(chǎn)的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量提高了，三熱軋等對煤氣質(zhì)量要求高的用戶就可以使用轉(zhuǎn)爐煤氣了，開發(fā)新的轉(zhuǎn)爐煤氣用戶，是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的有效途徑。

3.3 實(shí)施動(dòng)態(tài)煤氣平衡管理調(diào)整工藝運(yùn)行方式

（1）按煤氣平衡計(jì)劃和煤氣變化量，合理安排轉(zhuǎn)爐煤氣用戶減量順序，減量幅度，轉(zhuǎn)爐煤氣減量第一用戶為發(fā)電廠21#燃?xì)忮仩t，第二是一熱軋，第三是本鋼礦渣廠，21#燃?xì)鉅t在減轉(zhuǎn)爐煤氣同時(shí)補(bǔ)充部分高爐煤氣，一熱軋轉(zhuǎn)爐氣減量同時(shí)，增加高、焦混合煤氣，只有科學(xué)合理安排好減量順序和減量幅度才能充分合理回收利用轉(zhuǎn)爐煤氣，同時(shí)滿足用戶生產(chǎn)需求，進(jìn)一步達(dá)到提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的目標(biāo)。

（2）為確保煤氣用戶管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，當(dāng)1#、2#、3#、 7#轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)回收量大，4#、5#、6#轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)回收量小時(shí)，操作人員要開大1#、2#、3#、7#轉(zhuǎn)爐加壓機(jī)出入調(diào)節(jié)閥，關(guān)小4#、5#、6#轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥進(jìn)行粗調(diào)，依靠兩個(gè)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)出、入口管道循環(huán)管進(jìn)行微調(diào)，來保證兩個(gè)系統(tǒng)送出的煤氣壓力一致穩(wěn)定。

（3）一熱軋加熱爐在煤氣使用上正常狀態(tài)下由轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合，轉(zhuǎn)爐煤氣減量幅度大時(shí)，由轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣三種煤氣混合，且轉(zhuǎn)爐煤氣由第三加壓站轉(zhuǎn)供，高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣由第二加壓站轉(zhuǎn)供，需要二個(gè)加壓站協(xié)調(diào)配合才能完成，配合點(diǎn)有壓力、熱值、流量。如有一方掌握不當(dāng)，另一個(gè)站受影響。如二加高、焦混合煤氣量過大，壓力過多、轉(zhuǎn)爐煤氣送量勢必少，為了最大限度回收轉(zhuǎn)爐煤氣，滿足用戶生產(chǎn)需求，兩個(gè)加壓站運(yùn)行方式，由廠調(diào)度室統(tǒng)一協(xié)調(diào)，只有這樣才能兼顧不存在各自為戰(zhàn)情況，才能保證多回收轉(zhuǎn)爐煤氣。

（4）調(diào)整工藝運(yùn)行方式，增加轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。充分利用氣柜有效運(yùn)行空間，摸索輸出量，容量最佳控制值。參考往年運(yùn)行數(shù)據(jù)和其他鋼廠運(yùn)行情況，與本鋼煉鋼廠相結(jié)合，對轉(zhuǎn)爐煤氣柜容上、下限進(jìn)行調(diào)整。下限由30000 m3改為25000 m3，上限由70000 m3改為73500 m3，使氣柜有效利用空間增加8500 m3，達(dá)到多回收轉(zhuǎn)爐煤氣量的目的。

3.4 確定用戶檢修模式多回收轉(zhuǎn)爐煤氣

本鋼熱軋廠加熱爐每周均有一次12 h定檢，在定檢期間煤氣用量少，所以檢修模式非常關(guān)鍵。首先確定一熱軋、發(fā)電廠21#、22#燃?xì)鉅t不能同時(shí)檢修。其次，發(fā)電廠鍋爐檢修應(yīng)安排在冬季。第三，一熱軋檢修時(shí)加熱爐處于保溫狀態(tài)，不止火，煤氣以轉(zhuǎn)爐煤氣為主配少許焦?fàn)t煤氣實(shí)現(xiàn)低熱值保溫，集團(tuán)公司聯(lián)合檢修根據(jù)用戶配套情況重新作煤氣平衡，以確保其他用戶正常。

3.5 完善制度，科學(xué)管理

（1）在日?；厥者^程中，要求崗位人員實(shí)施“三勤”原則。勤觀察：觀察轉(zhuǎn)爐氣柜柜位，隨時(shí)處于最有效、最大量回收轉(zhuǎn)爐煤氣位置。勤調(diào)整：根據(jù)柜位情況，要與煉鋼回收爐數(shù)、時(shí)間做及時(shí)調(diào)整，風(fēng)機(jī)輸出量與氣柜容量相配合，達(dá)到最佳狀態(tài)。勤聯(lián)系：一方面勤聯(lián)系煉鋼廠煉鋼情況煉鐵廠鐵水供應(yīng)情況，隨時(shí)了解掌握煉鋼變化，作好調(diào)整，另一方面與二加聯(lián)系配合作好高、焦、轉(zhuǎn)三種煤氣合理配比，滿足各用戶生產(chǎn)工藝需求。

（2）建立信息溝通制度，實(shí)行信息共享，隨時(shí)了解掌握轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生單位、用戶單位生產(chǎn)工藝設(shè)備變化情況，通過發(fā)生量、用戶使用量變化情況，隨時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)爐氣柜容量重新平衡，使轉(zhuǎn)爐煤氣回收、輸送始終處于一個(gè)最佳平衡狀態(tài)，既達(dá)到多回收轉(zhuǎn)爐煤氣同時(shí)又能更好滿足用戶生產(chǎn)需求。

4 經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

轉(zhuǎn)爐煤氣回收指標(biāo)從2011年93.17 m3/t，2013年增加到104.84 m3/t。兩年時(shí)間同比增加了11.67 m3/t。年節(jié)能量2.368萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，年節(jié)能效益2368萬元（標(biāo)準(zhǔn)煤按1000元/t計(jì)算）。

5 結(jié)束語

提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量和為用戶提供穩(wěn)定的管網(wǎng)壓力、高質(zhì)量的轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐煤氣回收工作永遠(yuǎn)的主題。

A Discussion on the Ways to Increase the Recovery Rate of Converter Gas at Benxi Steel

BAI Jingping
(The Gas Plant of Benxi Iron&Steel Co.,Ltd.,Benxi,Liaoning 117021,China)

Through analysis of the current state of gas recovery at Benxi Steel converter, factors affecting the recovery of converter gas were found out and effective ways to increase the gas recovery rate were put forward.

converter gas;recovery rate;way

X756

B

1006-6764(2014)06-0025-04

2014－02－18

白晶萍（1962－），女，1983年畢業(yè)于太原冶金工業(yè)學(xué)校煉鐵專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事燃?xì)鈱I(yè)技術(shù)工作。