鋼企煤氣系統(tǒng)安全增效運(yùn)行研究

晏　桃

前言

在鋼產(chǎn)能力為350萬(wàn)t/年的鋼企，配套一套焦?fàn)t煤氣加壓系統(tǒng)（焦?fàn)t煤氣站）和三套轉(zhuǎn)爐煤氣加壓系統(tǒng)（2#、3#加壓站）。煤氣加壓系統(tǒng)和鋼鐵產(chǎn)量是配套的。近幾年鋼鐵企業(yè)受市場(chǎng)環(huán)境影響，產(chǎn)能不均衡，尋求節(jié)能降耗方能使鋼企在走出困境的路上事半功倍，目前煤氣用戶對(duì)壓力需求不均，煤氣系統(tǒng)安全能耗增加，造成能源浪費(fèi)。因此節(jié)能降耗就成為我們研究的重點(diǎn)。

根據(jù)煤氣系統(tǒng)目前的布局和近幾年的運(yùn)行我們提出了：

（1）對(duì)分散的加壓站實(shí)現(xiàn)集中值守，通過(guò)安全系統(tǒng)升級(jí)、增加視頻監(jiān)控、提高自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)加壓站集中值守，降低人為安全隱患，減少人力資源成本。

（2）燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組所使用焦?fàn)t煤氣在煤氣回收線上實(shí)行冷鼓風(fēng)機(jī)直供，優(yōu)化二次加壓成本。

1　目前存在問(wèn)題

（1）煤氣加壓站較為分散，人員難以管控，存在的安全風(fēng)險(xiǎn)較大。

（2）目前焦?fàn)t煤氣加壓系統(tǒng)負(fù)荷較大，受負(fù)荷影響，加壓機(jī)進(jìn)口管道壓力較低，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)受此影響，發(fā)電消峰調(diào)谷也不可實(shí)施，極大影響經(jīng)濟(jì)效益。目前焦?fàn)t煤氣二次加壓機(jī)出口壓力為12～15 kPa，燃?xì)忮仩t使用焦?fàn)t煤氣壓力要求為不低于4 kPa，鍋爐煤氣的使用為調(diào)閥減壓后使用，存在壓縮功浪費(fèi)現(xiàn)象，焦化冷鼓風(fēng)機(jī)出口壓力為4～5 kPa，正好滿足發(fā)電鍋爐壓力使用條件。

2　技術(shù)方案

2.1　加壓站集中值守運(yùn)行

（1）編制INTOUCH畫面，經(jīng)雙冗余工業(yè)網(wǎng)，將2#加壓站監(jiān)控信息傳輸至3#加壓站，實(shí)現(xiàn)2#加壓站設(shè)備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）設(shè)計(jì)安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。在易燃易爆區(qū)域（配電室、加壓機(jī)房、進(jìn)出口閥門區(qū)域）安裝煙感探頭、溫感探頭，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置緊急報(bào)警按鈕，主機(jī)安裝至主控室，可實(shí)時(shí)監(jiān)控火災(zāi)等事故情況。

（3）設(shè)計(jì)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)2#加壓站全方位監(jiān)控。在配電室、加壓機(jī)房、氣柜、閥門組等重要位置安裝高清攝像頭，配套照明等設(shè)備，視頻信號(hào)引至2#加壓站主控室、3#加壓站主控室，實(shí)現(xiàn)2#加壓站區(qū)域全方位監(jiān)控。

（4）根據(jù)設(shè)備情況，變更部分聯(lián)鎖設(shè)置，編制Step 7程序，更改INTOUCH畫面，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全運(yùn)行。加壓機(jī)全停時(shí)，加壓機(jī)進(jìn)口閥門處于自動(dòng)狀態(tài)，則閥門自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)煤氣可靠切斷，保障安全；閥門關(guān)閉時(shí)，加壓機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，保障設(shè)備安全使用。

（5）更改進(jìn)線電源柜為雙冗余自動(dòng)備投柜，當(dāng)主電源故障時(shí)，備用電源可自動(dòng)切換，保障低壓電源可靠。

（6）2#加壓站院內(nèi)及外管網(wǎng)CO檢測(cè)信號(hào)傳輸至PLC系統(tǒng)，信號(hào)傳輸至3#加壓站，實(shí)現(xiàn)2#加壓站及3#加壓站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保煤氣泄漏可及時(shí)發(fā)現(xiàn)，保障設(shè)備、管網(wǎng)安全運(yùn)行。

2.2　焦?fàn)t煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐

首先對(duì)直供形式進(jìn)行驗(yàn)證，在充分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上確保改造后的可行性。在改造前利用整個(gè)輸送系統(tǒng)檢修機(jī)會(huì)對(duì)直供進(jìn)行試驗(yàn)，前后3次試驗(yàn)結(jié)果表明，在氣柜配合進(jìn)氣量調(diào)整及控制回收壓力波動(dòng)的情況下，冷鼓后焦?fàn)t煤氣壓力完全可以保證發(fā)電鍋爐的安全使用。

考慮到直供時(shí)用戶的安全性，在直供管道配套氧氣分析儀，參與氧氣超標(biāo)的連鎖，同時(shí)還可以與氣柜、焦化氧氣分析儀形成參考、比較，對(duì)安全運(yùn)行更有利，而且更具有運(yùn)行的可操控性。

在直供管道加設(shè)可靠切斷閥組，從焦?fàn)t煤氣回收線直引管道至鍋爐供氣總管，改造時(shí)利用先進(jìn)成熟的帶壓開(kāi)孔技術(shù)，做到對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)零影響。

在運(yùn)行期間將氣柜進(jìn)口調(diào)閥壓力設(shè)定為4.2 kPa，放散以調(diào)節(jié)放散為主，水封放散為輔，設(shè)定調(diào)閥放散壓力為5.5 kPa以緩解焦化換方時(shí)壓力波動(dòng)，水封放散調(diào)整放散壓力為6.5 kPa。

3　總體性能比較和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

該項(xiàng)目通過(guò)煤氣加壓站集中值守以及焦?fàn)t煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐在滿足了用戶使用煤氣的前提下，壓縮能耗降低從而實(shí)現(xiàn)了煤氣系統(tǒng)安全運(yùn)行成本降低，從根本上達(dá)到了煤氣系統(tǒng)安全運(yùn)行中的節(jié)能降耗效果。提供了煤氣系統(tǒng)安全節(jié)能降耗新思路。

加壓站集中值守提高了煤氣系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，提高了煤氣場(chǎng)所安全性，保證了設(shè)備、運(yùn)行的雙重穩(wěn)定，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)人力資源優(yōu)化降本。

焦?fàn)t煤氣冷鼓直供發(fā)電輸送實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，為煤氣系統(tǒng)節(jié)能降耗潛能提供了新的思路和空間，對(duì)同類挖潛增效、降低成本具有借鑒意義。相同焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量的情況下，焦?fàn)t煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐減少二次加壓成本，節(jié)能降耗方面的優(yōu)越性效果明顯，同時(shí)也給后續(xù)系統(tǒng)帶來(lái)延伸的經(jīng)濟(jì)效益，降低成本具有借鑒意義，為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)可以一次性節(jié)約加壓設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、人力資源投入。

4　總結(jié)

在以安全為天的煤氣系統(tǒng)運(yùn)行中，打破了煤氣系統(tǒng)傳統(tǒng)值守和供應(yīng)模式，通過(guò)細(xì)致的理論研究，在實(shí)踐中把握住操作關(guān)鍵點(diǎn)，使煤氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)在節(jié)能方面，還做到了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降本增效。