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        轉(zhuǎn)爐煤氣回收能力不足的原因分析及改進(jìn)措施

        2014-03-09 03:24:08
        冶金與材料 2014年2期
        關(guān)鍵詞:煙氣設(shè)計

        楊 帆

        (東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限公司, 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

        目前國內(nèi)各鋼鐵廠大量采用轉(zhuǎn)爐進(jìn)行鋼水冶煉,轉(zhuǎn)爐煉鋼效率高、成本低、見效快,轉(zhuǎn)爐煤氣屬于二次能源范疇,它是發(fā)熱值較高、無公害的能源。由于能源供應(yīng)日趨緊張和對環(huán)保的要求越來越高,所以轉(zhuǎn)爐煤氣的回收已經(jīng)受到人們的重視。為了發(fā)展生產(chǎn),利用二次能源和解決環(huán)境污染,因此,國內(nèi)外各鋼鐵企業(yè)非常重視轉(zhuǎn)爐煤氣回收。特別是能源緊缺的中國,更是千方百計地設(shè)法提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收效率,節(jié)約一次能源?,F(xiàn)東北特鋼集團(tuán)北滿特殊鋼有限責(zé)任公司(以下簡稱北滿特鋼)新建一座80tVOD爐、一座80tLF爐及相應(yīng)的公輔設(shè)施,年產(chǎn)鋼水能力83萬t。煉鋼過程伴隨著副產(chǎn)大量轉(zhuǎn)爐煤氣,由于轉(zhuǎn)爐煤氣的發(fā)生和煤氣的使用在時間上存在著極大的不平衡性,為此,需設(shè)置煤氣儲配站,用以調(diào)節(jié)煤氣供需不平衡及升壓的需要。新建30000m3煤氣柜一座,采用橡膠膜密封型干式氣柜,煤氣儲配各設(shè)施按t鋼回收煤氣90m3進(jìn)行設(shè)計。煤氣儲配站內(nèi)設(shè)有煤氣柜、電除塵器、煤氣加壓站。新建煤氣柜調(diào)試后正式投入運行,而運行后煤氣t鋼回收能力僅為39m3,與設(shè)計要求相差很大,回收率極低,每天有近5萬元的煤氣資源被白白扔掉。因此,提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收效率,是北滿特鋼面臨的新課題。

        1 主要技術(shù)方案及措施

        實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣回收達(dá)到設(shè)計要求必須解決3個主要技術(shù)難題。

        (1)解決轉(zhuǎn)爐煤氣輸出壓力的問題

        轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過增壓機(jī)加壓后輸送到煤氣柜,由煤氣再向管網(wǎng)輸送時,最終輸送點壓力小于管網(wǎng)壓力,需對鼓風(fēng)機(jī)、加壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn),增大設(shè)備自身能力。

        (2)解決轉(zhuǎn)爐煤氣入網(wǎng)點的問題

        轉(zhuǎn)爐煤氣輸出后在進(jìn)入煤氣總管網(wǎng)前有4個用點,造成轉(zhuǎn)爐煤氣大量泄壓后,輸出點壓力小于管網(wǎng)壓力,所以必需解決管道阻力損失過大問題。

        (3)需完成回收參數(shù)的調(diào)整

        原設(shè)計轉(zhuǎn)爐煤氣回收一氧化炭含量35%,經(jīng)與行業(yè)專家論證,一氧化炭回收參數(shù)還有調(diào)整的空間,需解決通過調(diào)整設(shè)計參數(shù),來達(dá)到煤氣回收的最大量。

        1.1 工藝流程

        來自旋風(fēng)脫水器的轉(zhuǎn)爐煙氣→鼓風(fēng)機(jī)→三通切換閥→水封逆止閥→U形水封→轉(zhuǎn)爐煤氣柜→輸出管網(wǎng)→管網(wǎng)入網(wǎng)點。

        1.2 工藝技術(shù)特點

        (1)為了節(jié)能,采用變頻調(diào)速,風(fēng)機(jī)高、低速與轉(zhuǎn)爐傾動連鎖,設(shè)有自動和手動兩種操作方式,風(fēng)機(jī)可在風(fēng)機(jī)房操作,也可在爐前操作室操作,確保安全生產(chǎn)。風(fēng)機(jī)檢修與煉鋼轉(zhuǎn)爐檢修同步,即一個爐役檢修一次。

        (2)在爐前操作室和風(fēng)機(jī)房操作室均能監(jiān)控風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)后三通閥和水封閥的操作情況。

        (3)煙氣中微量氧和一氧化碳成分連續(xù)自動分析和自動控制。當(dāng)煙氣中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2%時,能自動發(fā)生報警信號,同時自動切換三通閥進(jìn)行放散,當(dāng)煙氣中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%、w(CO)大于35%時,自動切換三通閥回收煤氣。

        (4)鼓風(fēng)機(jī)葉片、三通閥、水封逆止閥均設(shè)有沖水裝置,自動和手動操作。

        (5)煤氣回收和放散與工藝操作連鎖,三通切換閥的轉(zhuǎn)換與放散管吹掃、閥的沖水、燃燒裝置點火及氣柜等進(jìn)行連鎖。

        (6)風(fēng)機(jī)出口管道設(shè)取樣裝置,對放散煙氣及回收的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行分析,確保放散煙氣含塵量達(dá)標(biāo)。

        1.3 原因分析及采取的措施

        1.3.1轉(zhuǎn)爐煤氣輸出壓力的問題

        (1)原因分析

        輸出工藝選用D300型轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)兩臺,一用一備。D300型轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)主要技術(shù)規(guī)格:進(jìn)口流量18 000m3/h;介質(zhì)密度1.368kg/Nm3;進(jìn)口壓力1.0~2.0kPa;出口壓力14~15kPa;電機(jī)功率110kW;電機(jī)電壓380V。

        而轉(zhuǎn)爐煤氣輸出入網(wǎng)點的壓力為13~15kPa,考慮沿程阻力損失后,輸出壓力與管網(wǎng)壓力基本相當(dāng),故造成煤氣輸出受阻,大量煤氣放散而無法回收利用。

        (2)采取措施

        新購置了兩臺出口壓力20kPa的煤氣加壓機(jī),對原有加壓機(jī)進(jìn)行了替換,使煤氣加壓機(jī)能力加大,在克服沿程阻力損失的情況下,保證了輸送壓力大于管網(wǎng)壓力。

        1.3.2 轉(zhuǎn)爐煤氣入網(wǎng)點的問題

        (1)原因分析

        技術(shù)人員系統(tǒng)分析,對原設(shè)計方案參數(shù)進(jìn)行論證,發(fā)現(xiàn)原設(shè)計上存在一定缺陷和不足。原設(shè)計為轉(zhuǎn)爐煤氣輸出后在進(jìn)入煤氣總管網(wǎng)前有4個用點供北興公司冶煉使用,造成轉(zhuǎn)爐煤氣大量泄壓后,再向總管網(wǎng)輸出煤氣,輸出壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以高爐摻混為主的總管網(wǎng)煤氣壓力。經(jīng)分析當(dāng)時轉(zhuǎn)爐煤氣輸出的煤氣僅限于供北興冶煉使用,無法實現(xiàn)向總管網(wǎng)輸送轉(zhuǎn)爐煤氣的目的。

        (2)采取措施

        技術(shù)人員跳出了原設(shè)計的誤區(qū),將轉(zhuǎn)爐煤氣入網(wǎng)點與北興公司斷開,向煤氣壓力較低而急需高熱值燃?xì)獾腻戜摴据斔汀=?jīng)過近一個月的緊急設(shè)計與施工,完成了新輸送管路的敷設(shè)與對接。大大減少輸送管路上的沿程阻力損失。

        1.3.3 轉(zhuǎn)爐回收煤氣參數(shù)的調(diào)整問題

        (1)原因分析

        目前北滿特鋼已基本取消發(fā)生爐煤氣,利用天然氣與高爐煤氣摻混代替原有的發(fā)生爐煤氣,另新建了一臺30t/h的燃?xì)忮仩t,對煤氣回收量的需求加大。轉(zhuǎn)爐煤氣回收原設(shè)計一氧化炭質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%,經(jīng)與行業(yè)專家論證,一氧化炭回收參數(shù)還有調(diào)整的空間,通過調(diào)整設(shè)計參數(shù),來達(dá)到煤氣回收的最大量。

        (2)采取措施

        公司聘請北京國金恒信管理體系認(rèn)證公司的節(jié)能專家李博士,指導(dǎo)轉(zhuǎn)爐煤氣回收一氧化炭參數(shù)的調(diào)整,一氧化炭質(zhì)量分?jǐn)?shù)由35%調(diào)到20%。提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,在煤氣回收已達(dá)到設(shè)計要求的情況下,t鋼回收量由95m3提高至110m3。

        2 經(jīng)濟(jì)效益分析

        通過對轉(zhuǎn)爐煤氣輸出壓力及煤氣入網(wǎng)點的問題采取改進(jìn)措施,使轉(zhuǎn)爐煤氣鋼回收能力從39m3提高到95m3,達(dá)到了設(shè)計要求。通過對轉(zhuǎn)爐回收煤氣參數(shù)的調(diào)整,使轉(zhuǎn)爐煤氣鋼回收能力從95m3提高到110m3,回收資源成本計算如下。

        (1)彌補原設(shè)計缺陷不足帶來的經(jīng)濟(jì)效益。通過彌補原設(shè)計缺陷,轉(zhuǎn)爐煤氣鋼回收能力從39m3提高到95m3,t鋼回收煤氣增加了56m3,2013年全年北滿特鋼轉(zhuǎn)爐產(chǎn)鋼568 239t,全年多回收轉(zhuǎn)爐煤氣31821km3,每千立方米轉(zhuǎn)爐煤氣價格為

        360元。全年創(chuàng)效1 145萬元。

        (2)通過對轉(zhuǎn)爐回收煤氣參數(shù)的調(diào)整,帶來的經(jīng)濟(jì)效益。通過對轉(zhuǎn)爐回收煤氣參數(shù)的調(diào)整,使轉(zhuǎn)爐煤氣鋼回收能力從95m3提高到110m3。噸鋼回收煤氣增加了15m3,同時解決了煤氣質(zhì)量高品低用的現(xiàn)象,該項措施于2013年11月份實施,根據(jù)2014年計劃產(chǎn)量,預(yù)計2014年多回收煤氣12 300km3,每千立方米轉(zhuǎn)爐煤氣價格為360元,預(yù)計全年創(chuàng)效443萬元。

        3 結(jié)語

        經(jīng)過對轉(zhuǎn)爐煤氣回收能力不足的原因分析及改進(jìn)措施,對轉(zhuǎn)爐煤氣回收設(shè)計方案提出改進(jìn),彌補設(shè)計缺陷,使轉(zhuǎn)煤氣回收利用率達(dá)100%。優(yōu)化了用能結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了資源回收綜合利用,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣全部回收利用。該項措施的實施,年節(jié)約資金1 588萬元,同時為企業(yè)全面實現(xiàn)清潔能源提供了有力的保障。

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