煤氣系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)在重鋼的應(yīng)用

烏云圖雅 張朋

摘 要：通過對煤氣管網(wǎng)、工藝、管理、用戶、自動化系統(tǒng)等的一系列優(yōu)化改造技術(shù)后，大大提高了煤氣利用率，促進(jìn)自產(chǎn)煤氣的合理利用，提高自發(fā)電量，降低能源消耗，給公司帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：重鋼；煤氣系統(tǒng)；優(yōu)化改造

1 前 言

高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣是煉鐵工藝和焦化工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重要二次能源，具有很高的利用價值。但之前因公司生產(chǎn)方式、管網(wǎng)設(shè)置、控制系統(tǒng)等諸多因數(shù)影響，導(dǎo)致大量煤氣無法充分被利用，而只能將多余的煤氣通過燃燒方式進(jìn)行放散，不僅白白浪費(fèi)了能源，大大增加了生產(chǎn)成本，而且燃燒產(chǎn)生的SO2、CO2等污染因子對環(huán)境造成污染。

提高煤氣綜合利用水平，降低各類煤氣放散率是鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的重要途徑之一。與國內(nèi)其他鋼鐵聯(lián)合企業(yè)一樣，在重鋼的自產(chǎn)煤氣中， 生產(chǎn)使用煤氣與發(fā)電使用煤氣未能形成互補(bǔ)調(diào)節(jié)關(guān)系，調(diào)節(jié)用戶有效調(diào)節(jié)能力不足，導(dǎo)致高、焦煤氣產(chǎn)生不必要的放散，造成浪費(fèi)。為提高鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣利用率，重鋼通過對煤氣管網(wǎng)、工藝、管理、用戶、自動化系統(tǒng)等的一系列優(yōu)化改造技術(shù)后，大大提高了煤氣利用率，促進(jìn)自產(chǎn)煤氣的合理利用，提高自發(fā)電量，降低能源消耗，給公司帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2 重鋼煤氣系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)

通過對高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣放散率的現(xiàn)狀分析，要降低煤氣放散率必須對煤氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，優(yōu)化方式的根據(jù)是：①通過高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣放損率研究，確定降低放損率相應(yīng)對策。②對煤氣用戶使用情況分析，總結(jié)出提高煤氣綜合利用率的最佳工藝參數(shù)。③分析不同類型煤氣介質(zhì)特性，提出進(jìn)一步提高煤氣利用率的工藝改造理論基礎(chǔ)。

基于以上理論分析，公司開展技術(shù)攻關(guān)，對煤氣系統(tǒng)實施了一系列優(yōu)化改造。

2.1煤氣輸送管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造

（1）改造前，中節(jié)能所需高爐煤氣的供應(yīng)方式僅由從煤氣柜出來的一條煤氣管道進(jìn)行輸送。而高爐煤氣柜設(shè)計的最大吞吐量為40萬m3/h，而在中節(jié)能3臺三菱燃機(jī)+1臺GE燃機(jī)+1臺130t鍋爐的運(yùn)行模式下，高爐煤氣需求量可達(dá)60萬m3/h，僅有煤氣柜向中節(jié)能輸送煤氣完全不能滿足現(xiàn)實需求。此外，在高爐煤氣柜大檢修時，中節(jié)能所有發(fā)電設(shè)備也必須停運(yùn)，造成更多的煤氣不能充分利用而被大量放散。

為解決上述問題，必須對高爐煤氣管網(wǎng)實施優(yōu)化改造，增加一條可安全、自由向中節(jié)能輸送煤氣的管道。經(jīng)過現(xiàn)場勘察和攻關(guān)組反復(fù)研究論證，決定在高爐煤氣柜加旁路管道，并成功實施優(yōu)化了改造，解決了高爐煤氣柜吞吐量對中節(jié)能高爐煤氣用量的限制，大大增加了高爐煤氣利用量，減少了高爐煤氣放散。

（2）在混合煤氣用戶（型鋼、棒線廠）管網(wǎng)上增加轉(zhuǎn)爐煤氣管道，加強(qiáng)高、焦、轉(zhuǎn)爐煤氣的動態(tài)調(diào)節(jié)。在焦?fàn)t煤氣有缺口而轉(zhuǎn)爐煤氣富裕時，將混合煤氣用戶（型鋼、棒線材）倒換成轉(zhuǎn)爐煤氣，充分增加煤氣利用率，提高發(fā)電量。

（3）在4#高爐與3#高爐增加高爐煤氣聯(lián)通管。為解決4#高爐冷煤氣不能直接進(jìn)入熱煤氣管網(wǎng)中，供中節(jié)能220t鍋爐熱煤氣用戶使用，然而現(xiàn)有熱煤氣產(chǎn)量又不能滿足用戶需要。實施煤氣管網(wǎng)改造，增加聯(lián)通管后，不僅可以減少對熱煤氣冷卻降溫過程中心消耗的成本，煤氣的熱能白白浪費(fèi)掉，又可以減少冷煤氣的產(chǎn)生量，進(jìn)一步減少了剩余煤氣的放散。

2.2對高爐煤氣柜的活塞油溝油位液位監(jiān)控技術(shù)攻關(guān)改造

高爐煤氣柜的活塞油溝油位一直波動較大，嚴(yán)重影響煤氣柜的正常生產(chǎn)安全運(yùn)行，煤氣不能按照設(shè)計正常生產(chǎn)運(yùn)行。高爐煤氣柜活塞油溝油位監(jiān)測設(shè)計采用的是雷達(dá)液位計。投運(yùn)以來，活塞油溝油位一直波動較大，并先后對設(shè)備的量程、罐高等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了重新設(shè)定，對二次儀表也進(jìn)行了檢查，但一直未找到原因。

為確保高爐煤氣的充分利用，對其進(jìn)行攻關(guān)改造。并經(jīng)攻關(guān)組多次技術(shù)分析、討論，最后找到了設(shè)計不合理的原因。由于雷達(dá)液位計有導(dǎo)波桿，在安裝時候，又在導(dǎo)波桿上增加了一個鐵的圓柱型圓桶把導(dǎo)波桿套住，影響了設(shè)備信號的接收。把8個活塞油溝油位的圓柱型圓桶取消后，將參數(shù)進(jìn)行了設(shè)定。經(jīng)過對高爐煤氣柜的活塞油溝油位液位監(jiān)控技術(shù)成功改造后，解決了一直以來活塞油溝油位檢測不穩(wěn)定的安全隱患。保證了煤氣柜的正常生產(chǎn)安全運(yùn)行，保證了煤氣高效利用。

2.3對高爐煤氣噴淋降溫裝置系統(tǒng)的工藝和控制系統(tǒng)優(yōu)化改造

高爐噴淋降溫裝置作用是將高爐產(chǎn)生的煤氣通過在管道噴淋灑水進(jìn)行降溫后送給公司生產(chǎn)廠用戶，經(jīng)常發(fā)生出口溫度過高現(xiàn)象，導(dǎo)致高爐煤氣無法進(jìn)柜回收利用，嚴(yán)重影響到煤氣的回收利用。在改造前有4個泵（每個泵控制2支噴槍），只有一套PLC控制系統(tǒng)，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，噴淋降溫裝置將無法安全運(yùn)行。為了達(dá)到降溫效果，保證煤氣的高效回收，遂對其進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后保證了管網(wǎng)出口煤氣溫度有效控制，減少了煤氣放散。

2.4對煤氣柜的通訊系統(tǒng)及上位機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改造

為防止數(shù)據(jù)采集堵塞，保證能中調(diào)度系統(tǒng)提供動態(tài)實時真實數(shù)據(jù)，為有效、合理調(diào)度提供準(zhǔn)確信息，進(jìn)行平衡調(diào)度，減少煤氣放散提高了必要條件。

2.5加強(qiáng)煤氣系統(tǒng)運(yùn)行管理控制

（1）中節(jié)能是最大的高、焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)用戶。及時按生產(chǎn)動態(tài)安排中節(jié)能啟、停發(fā)電機(jī)和鍋爐，做到發(fā)電量最大化，煤氣放散量最小化。

（2）通過經(jīng)常觀察煤氣熱值，進(jìn)行時時調(diào)節(jié)，平衡煤氣，保證共給用戶符合標(biāo)準(zhǔn)的煤氣，減少煤氣放散。

（3）為合理調(diào)配煤氣，平衡煤氣用戶，對焦化進(jìn)行倒焦管理。在高爐煤氣多或焦?fàn)t煤氣不夠用的的時候，要求焦?fàn)t使用高爐煤氣，不實用焦?fàn)t煤氣。

3經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和社會效益分析

3.1主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

通過不斷對煤氣系統(tǒng)優(yōu)化，順利完成了各項技術(shù)改造項目。經(jīng)半年的實際運(yùn)行情況，煤氣系統(tǒng)優(yōu)化后，提高了煤氣利用率，節(jié)能降耗效果明顯。

通過煤氣系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)攻關(guān)后，進(jìn)行改造前后同期比較，高煤放散率降低4.92%，焦煤放散率降低7.85%。

3.2社會效益

（1）提高了煤氣綜合利用率，降低了煤炭資源的消耗，并大大減少了煤氣燃燒放散時產(chǎn)生的SO2、CO2等污染物的排放，降低了對環(huán)境造成的一系列污染，起到了明顯的節(jié)能減排效果。

（2）重鋼煤氣系統(tǒng)優(yōu)化項目，實現(xiàn)煤氣的精細(xì)調(diào)整，將煤氣放散量大量的轉(zhuǎn)化成發(fā)電量，促進(jìn)自產(chǎn)煤氣的合理利用，確保提高自發(fā)電量，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

（3）通過在高爐煤氣柜上加旁路管道、混合煤氣用戶（型鋼、棒線廠）管網(wǎng)上增加轉(zhuǎn)爐煤氣管道等一系列優(yōu)化改造技術(shù)在重鋼的應(yīng)用，節(jié)能減排效果非常明顯，具有良好的示范和很好的推廣應(yīng)用前景。

作者簡介：

1、烏云圖雅：女，出生于1987年9月，大學(xué)本科，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事環(huán)境監(jiān)測工作.

2、張朋：男，出生于1987年1月，大學(xué)本科，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事環(huán)保咨詢、監(jiān)測工作.