降低轉(zhuǎn)爐煤氣柜滿放散的控制措施

王自龍，鄧明勝

(上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210039)

引言

梅鋼公司煤氣系統(tǒng)有高爐煤氣、焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣三種煤氣組成，其中高煤、焦煤的產(chǎn)生具有連續(xù)性的特點，高煤、焦煤的發(fā)生量有在線的監(jiān)控表計，給動力調(diào)度在線平衡煤氣提供重要依據(jù)，而轉(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)生具有間隙性的特點。轉(zhuǎn)爐在冶煉不同鋼種時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣量不盡相同，轉(zhuǎn)煤回收通過轉(zhuǎn)爐控制室與加壓站、鋼廠調(diào)整組與動力調(diào)度聯(lián)系。常常會發(fā)生柜滿放散或供應不足的問題。所以提出了掌握鋼廠作業(yè)的及時有效信息、摸索冶煉不同鋼種與產(chǎn)氣量的關(guān)系以及制定轉(zhuǎn)煤用戶的調(diào)節(jié)控制措施的方法提高轉(zhuǎn)爐煤氣的回收率，有效降低環(huán)境污染和對轉(zhuǎn)煤用戶生產(chǎn)的影響。

1 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)

1.1 轉(zhuǎn)爐煤氣簡介

轉(zhuǎn)爐煤氣是轉(zhuǎn)爐冶煉過程中的副產(chǎn)品，為鋼鐵企業(yè)內(nèi)部中等熱值的氣體燃料，其成分主要包括一氧化碳60%～80%，二氧化碳15%～20%，以及氮、氫和微量氧，熱值約7 500 kJ/m3左右[1]，可以單獨作為工業(yè)窯爐的燃料使用，也可和焦爐煤氣、高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣配合成各種不同熱值的混合煤氣使用。雖然轉(zhuǎn)爐煤氣是中等熱值的燃料，但是產(chǎn)量巨大、能源價值可觀，同時煤氣直接放散會產(chǎn)生大量的有害氣體和粉塵，對大氣造成污染。突發(fā)的煤氣緊缺很容易導致設備熄火和用戶停產(chǎn)。合理的轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)運行管理對降低噸鋼能耗、減輕環(huán)境污染、確保系統(tǒng)安全具有重大意義。

1.2 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)工藝流程

轉(zhuǎn)爐煤氣工藝如圖1所示。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過凈化冷卻、三通閥后進入氣柜，經(jīng)過電除塵、加壓機后送至石灰窯、電廠鍋爐、4#高爐熱風爐等用戶。

圖1 轉(zhuǎn)爐煤氣工藝流程圖

1.3 轉(zhuǎn)爐煤氣柜運行參數(shù)

梅鋼公司有2座轉(zhuǎn)煤氣柜，1座8 萬m3轉(zhuǎn)煤柜和1 座12 萬m3轉(zhuǎn)煤柜，氣柜位于能環(huán)部三加壓轄區(qū)內(nèi)，由三加壓值班人員在動力調(diào)度指令下操作，能源調(diào)度中心有氣柜監(jiān)控畫面，表1 為轉(zhuǎn)爐氣柜相關(guān)參數(shù)。煤氣柜的作用主要是以盈補缺、穩(wěn)定管網(wǎng)壓力、保證生產(chǎn)安全。能源調(diào)度中心在設備運行、實時監(jiān)控、系統(tǒng)調(diào)整、管理體制等方面不懈地探索和實踐，積累了大量的經(jīng)驗，使得梅鋼轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)運行管理日趨完善和成熟。

表1 轉(zhuǎn)爐煤氣氣柜運行標準

2 減少轉(zhuǎn)爐煤氣柜滿放散的具體措施

為了提高轉(zhuǎn)煤回收率，減少對石灰窯的限量次數(shù)，降低柜滿放散爐數(shù)，降低噸鋼綜合能耗，從鋼廠作業(yè)信息，鋼種與產(chǎn)氣量之間關(guān)系以及對用戶調(diào)節(jié)管控入手提出相應的解決方案。

2.1 及時掌握鋼廠作業(yè)的有效信息

一般在轉(zhuǎn)爐主吹6～8 min 后有煤氣回收，回收時間在10 min 左右，在副槍采樣時將結(jié)束回收。將“煉鋼L3”程序傳至動力調(diào)度臺，動力調(diào)度通過“煉鋼L3”上的“轉(zhuǎn)爐作業(yè)計劃”在線掌控出鋼記號、爐次狀態(tài)、轉(zhuǎn)爐號、鐵水準備情況、具體的吹煉開始時間，同時根據(jù)“工序狀態(tài)跟蹤”了解鐵水處理狀況、轉(zhuǎn)爐吹煉狀態(tài)、連鑄作業(yè)狀態(tài)。通過上述信息動力調(diào)度準確獲知煤氣回收節(jié)奏。

2.2 摸索不同鋼種與產(chǎn)氣量的關(guān)系

目前生產(chǎn)的鋼種系列分為：冷成型、碳素結(jié)構(gòu)、花紋板、焊瓶、汽車結(jié)構(gòu)、石油管線、耐腐蝕等。不同的鋼種所產(chǎn)生的煤氣量不同，在實際工作中動力調(diào)度由于對冶煉鋼種變化所引起的轉(zhuǎn)煤發(fā)生量變化估計不足，造成用戶限量和柜滿放散，因此充分掌握鋼種冶煉與煤氣發(fā)生量的關(guān)系具有重要意義。動力調(diào)度可根據(jù)“煉鋼L3”上的出鋼記號（如表2 所示）來掌控轉(zhuǎn)煤發(fā)生量的變化，提前做好轉(zhuǎn)爐煤氣的平衡準備。常規(guī)冶煉工藝，冷成型、碳素結(jié)構(gòu)、低合金高強度、集裝箱等鋼種煤氣產(chǎn)氣量較為穩(wěn)定，正常約在12 000 m3/爐；由于品種鋼冶煉工藝要求，合金添加量較多，花紋板、耐腐蝕、焊瓶等鋼種煤氣產(chǎn)氣量較低，波動較大，正常在4 500～9 500 m3/爐。掌握這些初步規(guī)律，指導能源調(diào)度中心可以有效控制柜容。

表2 鋼種與產(chǎn)氣量之間的關(guān)系

2.3 制定轉(zhuǎn)煤用戶的調(diào)節(jié)控制措施

轉(zhuǎn)爐煤氣用戶有4 家分別為石灰窯、熱軋加熱爐、熱電廠鍋爐、4#高爐熱風爐，其中石灰窯為轉(zhuǎn)煤的首要用戶，鍋爐、加熱爐、熱風爐為轉(zhuǎn)煤的調(diào)節(jié)用戶，調(diào)整順序原則：按照先減鍋爐、再減加熱爐、最后減熱風爐，動力調(diào)度根據(jù)冶煉節(jié)奏、鋼種與產(chǎn)氣量之間的關(guān)系，及時調(diào)整轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)節(jié)用戶的用量來保證轉(zhuǎn)爐煤氣首要用戶的正常使用，同時控制轉(zhuǎn)煤柜柜容在5 萬m3左右，減少柜滿放散的產(chǎn)生，具體的調(diào)節(jié)原則見圖2。

圖2 轉(zhuǎn)爐煤氣平衡調(diào)節(jié)

3 實施效果

該措施實施后，為調(diào)度員在線實時控制提供了依據(jù)，改變了平衡滯后性，提高了工作效率，大大降低了石灰窯限制次數(shù)，為生產(chǎn)質(zhì)量合格的石灰提供了燃料保障。表3 所列轉(zhuǎn)煤柜1～4 月份放散72 爐，改進后5～9 月只有16 爐，柜滿放散爐數(shù)有大幅度下降。

表3 2020年實施前后放散對照表

轉(zhuǎn)煤回收率也有了顯著提升，每年可增效260萬元。另外動力調(diào)度員增強了品質(zhì)意識、創(chuàng)新意識、分析問題及運用分析工具解決問題的能力。

4 結(jié)論

通過掌握轉(zhuǎn)爐吹煉節(jié)奏、研究鋼廠轉(zhuǎn)爐冶煉不同的鋼種所產(chǎn)出的煤氣量，便于調(diào)度員超前掌握轉(zhuǎn)爐煤氣回收量情況，對轉(zhuǎn)爐煤氣在線控制和平衡有著普遍指導作用，同類企業(yè)能源調(diào)度在線轉(zhuǎn)爐煤氣平衡時可以借鑒。