轉(zhuǎn)爐煤氣放散點(diǎn)火系統(tǒng)優(yōu)化改造

賈永坡

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼西區(qū)煉鋼廠,河北邯鄲 056000)

轉(zhuǎn)爐煤氣放散點(diǎn)火系統(tǒng)優(yōu)化改造

賈永坡

(河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼西區(qū)煉鋼廠,河北邯鄲 056000)

邯寶公司轉(zhuǎn)爐煤氣放散系統(tǒng)有DN2800凈煤氣放散塔和自動點(diǎn)火控制系統(tǒng)組成,點(diǎn)火伴燒氣源是焦?fàn)t煤氣。轉(zhuǎn)爐煤氣放散煙囪頂部處在距離地面80米平臺,由于暴露在低溫的大氣環(huán)境下,即使有伴燒火焰存在的情況下,也會產(chǎn)生無法點(diǎn)燃直接被放散的情況,造成嚴(yán)重的大氣污染,甚至?xí)鹬卸臼鹿实陌l(fā)生,因此轉(zhuǎn)爐煤氣必須采用點(diǎn)燃放散的形式排向大氣。

轉(zhuǎn)爐煤氣 放散塔 火炬 改造

1 改造前狀況

自1#、2#、3#轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)以來，放散點(diǎn)火系統(tǒng)一直不穩(wěn)定，經(jīng)常存在點(diǎn)不著火的現(xiàn)象。經(jīng)分析點(diǎn)不著火有以下幾種原因：(1)常明燈點(diǎn)燃后存在熄火現(xiàn)象：由于雨季或進(jìn)入冬季后，嚴(yán)寒的氣候使得放散的氣體所含的水汽迅速冷凝成水，冷凝水部分進(jìn)入到常明燈內(nèi)并進(jìn)入燃料氣管道形成積液，對常明燈正常使用的供氣量造成影響，加上杯閥轉(zhuǎn)回收時(shí)，吹氮?dú)夥乐够鼗鸺案呖沾箫L(fēng)的作用，會引起常明燈的熄滅。(2)常明燈熄滅后無法可靠點(diǎn)燃：常明燈熄滅后，可以通過安裝在常明上的點(diǎn)火電極再次將常明燈點(diǎn)燃，但是，由于放散其它的冷凝水及燃料氣管道內(nèi)的水汽的雙重作用，使得點(diǎn)火電極失效無法拉弧，造成常明燈無法點(diǎn)燃。(3)轉(zhuǎn)爐放散煤氣中的CO含量熱值降低，放散煤氣的熱值降低是轉(zhuǎn)爐煤氣無法著火的根本原因。

(4)由于主火炬拌燒的焦?fàn)t煤氣壓力降低，火焰高度不夠，焦?fàn)t煤氣主管網(wǎng)壓力約為0.25MP，但由于放散塔較高，且設(shè)計(jì)的管徑較小為DN40，加之焦?fàn)t煤氣中的焦油、萘等雜質(zhì)會沉浸在管道內(nèi)壁，使得管道的阻損比較大，因此到達(dá)火炬頂部時(shí)焦?fàn)t煤氣壓力很低。(5)當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣放散量較大時(shí)，還會出現(xiàn)伴燒火焰被熄滅的情況。

2 解決措施

邯寶公司低壓焦?fàn)t煤氣管網(wǎng)采用干式稀油密封封煤氣柜并網(wǎng)運(yùn)行的方式穩(wěn)定壓力，因此管網(wǎng)壓力不可能大幅度提高。若采用加壓后的焦?fàn)t煤氣，雖能保證焦?fàn)t煤氣的壓力，但不是經(jīng)濟(jì)型的方案。

經(jīng)聯(lián)系某廠家，得知可直接采用放散的轉(zhuǎn)爐煤氣作為點(diǎn)火伴燒氣源。經(jīng)分析一方面在沒有增加額外介質(zhì)消耗的情況下得以滿足放散點(diǎn)火的需要。另一方面可以節(jié)約高品位的焦?fàn)t煤氣使用。因此公司考慮應(yīng)用此技術(shù)對放散煙囪火炬的改造。

3 改造具體措施

3.1 我公司轉(zhuǎn)爐煤氣放散煙囪系統(tǒng)原設(shè)計(jì)概述

(1)放散燃燒器：火炬主體內(nèi)筒、外筒防風(fēng)罩等組成。(2)點(diǎn)火燃燒器：常明燈燒嘴、點(diǎn)火燒嘴、點(diǎn)火槍、高能點(diǎn)火器、高壓電纜等。(3)點(diǎn)火控制柜：西門子S7-300、火焰檢測裝置等。(4)防回火裝置：氮?dú)獯祾吖艿?、快速切斷閥。5)拌燒裝置：焦?fàn)t煤氣管道、手動蝶閥。(6)放散介質(zhì)：轉(zhuǎn)爐煤氣。(7)點(diǎn)火介質(zhì)：焦?fàn)t煤氣。

應(yīng)用轉(zhuǎn)爐放散煤氣作為點(diǎn)火伴燒氣源的技術(shù)，主要對放散塔改造如下：(1)在80米平臺放散管頭部安裝3套高空點(diǎn)火伴燒器(點(diǎn)火氣源使用自身放散的轉(zhuǎn)爐放散煤氣)，以保證放散的高爐煤氣能夠點(diǎn)燃并且安全、可靠的充分燃燒。(2)在80米平臺放散管道頭部分別安裝3只K型熱電偶，檢測火焰燃燒狀態(tài)，將火焰溫度通過信號線傳輸給地面火焰檢測控制柜。

(3)在60米平臺安裝具有高壓調(diào)理功能的高壓發(fā)生調(diào)理器，從而保證了高壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。前者是產(chǎn)生高壓，后者是對高壓進(jìn)行調(diào)理。兩者配合使用。高壓發(fā)生調(diào)理器輸入220V交流電信號，輸出13000V的高壓電，經(jīng)高壓調(diào)理器的輸出是2-3萬伏。功耗為500W左右。(4)安裝高溫高壓引擎系統(tǒng)，從高壓發(fā)生調(diào)理器到高空點(diǎn)火伴燒器的高壓引線和支撐引線的部分稱為高壓引擎系統(tǒng)。每一臺高壓發(fā)生調(diào)理器到自維燃燒高空點(diǎn)燃伴燒器都配置一路耐高溫、高電壓的石英絕緣子及高壓導(dǎo)線，共配置3路。石英絕緣子及高壓導(dǎo)線沿放散塔架外側(cè)焊接和敷設(shè)。(5)在電氣室內(nèi)安裝就地式控制柜一臺，柜內(nèi)裝有S7-200PLC和各種信號處理器、驅(qū)動器、電源等，控制器面板上有更重信號指示燈，按鈕，硬手動點(diǎn)火開關(guān)等。控制器是該系統(tǒng)的控制核心，已形成了一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，只需要供給220V單相交流電源連接各種現(xiàn)場輸入輸出控制信號，便可以獨(dú)立工作，可實(shí)現(xiàn)全自動、半自動、硬手動點(diǎn)火的功能。(6)修改PLC程序，增加點(diǎn)火成功信號輸入點(diǎn)和點(diǎn)火命令信號輸出點(diǎn)。

3.2 系統(tǒng)運(yùn)行過程闡述

當(dāng)轉(zhuǎn)爐氧氣閥門開、放散杯閥開到位、回收杯閥關(guān)到位、點(diǎn)火成功取反點(diǎn)，當(dāng)以上幾點(diǎn)同時(shí)具備時(shí)再與CO作比較，如果CO含量大于20%則主PLC控制系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火命令，輸出給點(diǎn)火控制器，控制高壓發(fā)生調(diào)理器輸出高壓電，使高空點(diǎn)火伴燒器內(nèi)的電梯發(fā)生裝置產(chǎn)生面裝電弧電源，在高空點(diǎn)火伴燒器的腔體內(nèi)與來自放散管內(nèi)放散的轉(zhuǎn)爐煤氣與空氣的混合氣體相遇、點(diǎn)燃。從高空點(diǎn)火伴燒器上部噴出火焰，引燃放散管放散出的轉(zhuǎn)爐煤氣。

放散點(diǎn)燃后，由對應(yīng)的火焰檢測組件熱電偶檢測到設(shè)定溫度達(dá)100-200度時(shí)，反饋給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)停止向高空點(diǎn)火拌燒器供高壓電，系統(tǒng)處于監(jiān)控巡檢狀態(tài)。

當(dāng)某種原因，放散點(diǎn)火管意外熄滅，轉(zhuǎn)爐放散煤氣依然存在時(shí)，系統(tǒng)將自動重新點(diǎn)火。以保證放散管放散的氣體可靠、充分的燃燒，確保系統(tǒng)的安全。

4 效果評價(jià)

放散煙囪火炬系統(tǒng)經(jīng)改造運(yùn)行至今，基本能夠穩(wěn)定點(diǎn)火運(yùn)行。通過使用轉(zhuǎn)爐放散煤氣自身作為伴燒氣源對放散煙囪火炬系統(tǒng)進(jìn)行改造，能夠安全可靠地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后放散，減少了對大氣的污染及直接對空放散可能引起的中毒事故的危險(xiǎn)。

由于采用了轉(zhuǎn)爐煤氣代替焦?fàn)t煤氣作為點(diǎn)火伴燒氣源，大大節(jié)約了高品質(zhì)的焦?fàn)t煤氣。原來放散煙囪點(diǎn)火伴燒焦?fàn)t煤氣用量為1000立方米/小時(shí)，按我公司焦?fàn)t煤氣定價(jià)0.97元/立方米來計(jì)算，每年可節(jié)約焦?fàn)t煤氣折合人民幣為：1000*0.97*24*365=8497200元。

[1《]鋼鐵企業(yè)燃燒設(shè)計(jì)參考資料》編寫組《.鋼鐵企業(yè)燃燒設(shè)計(jì)——煤氣部分》.

[M《]中國鋼鐵工業(yè)環(huán)保工作指南》冶金工業(yè)出版社.

[2]《工業(yè)廢氣凈化與利用》化學(xué)工業(yè)出版社與環(huán)境科學(xué)與工業(yè)出版中心,2005年.

[3]成立良《.煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收與利用技術(shù)》中國環(huán)境科學(xué)出版社出版,1991年3月.