趙立軍,孟凡杰,姜彥冰,李偉偉,宋守強(qiáng)
(鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司,遼寧 營口115007)
高爐生產(chǎn)是高壓狀態(tài)下的連續(xù)運(yùn)行過程,在對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)時(shí),必須停止生產(chǎn)并待至常壓休風(fēng)狀態(tài)[1]。為了保證檢修人員和設(shè)備的安全,防止事故的發(fā)生,并為施工創(chuàng)造有利條件,休風(fēng)作業(yè)程序中要求,完成除塵凈化系統(tǒng)的煤氣處理和爐頂點(diǎn)火作業(yè)后,才能進(jìn)行爐頂設(shè)備檢修[2]。傳統(tǒng)除塵凈化系統(tǒng)煤氣處理時(shí)間較長,直接影響高爐休風(fēng)時(shí)間,休風(fēng)時(shí)間長,則高爐產(chǎn)量損失大。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉鐵部(以下簡稱鞍鋼鲅魚圈)為了解決高爐傳統(tǒng)除塵凈化系統(tǒng)煤氣處理時(shí)間長的問題,對除塵凈化系統(tǒng)進(jìn)行了改造,應(yīng)用分段處理煤氣方法替代傳統(tǒng)處理煤氣方法,效果良好。
鞍鋼鲅魚圈有兩座4038 m3高爐,分別于2008年9月和2009年4月開爐投產(chǎn)。初始設(shè)計(jì)的高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)中,粗除塵部分采用重力除塵器除塵,精細(xì)除塵部分采用高爐煤氣環(huán)縫洗滌塔(比肖夫法)除塵,均為典型的濕法除塵工藝[3]。該方法是將整個高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)內(nèi)的煤氣全部處理完畢后進(jìn)行爐頂點(diǎn)火[4],處理時(shí)間為2.5~3 h。過長的煤氣處理時(shí)間將影響爐頂點(diǎn)火作業(yè),致使檢修作業(yè)無法盡快進(jìn)行,同時(shí)也延長了整個高爐的休風(fēng)檢修時(shí)間。
為了節(jié)省能源并提高煤氣溫度,分別于2013年和2014年對兩座高爐的煤氣除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造,將精細(xì)除塵部分由濕法除塵改為干法除塵。改造后,按照國家安全標(biāo)準(zhǔn)化(《GB6222-2005工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》)要求,點(diǎn)火前必須首先對整個煤氣凈化系統(tǒng)通氮?dú)膺M(jìn)行管路吹掃,導(dǎo)致煤氣處理時(shí)間有所增加。1#高爐多次休風(fēng)處理煤氣記錄的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,濕法時(shí)處理煤氣時(shí)間為160~170 min左右,改為干法處理后為230~250 min,增加了70 min左右。為了保證每次定修設(shè)備檢修項(xiàng)目的順利完成,將定修時(shí)間由原來的16 h增加到18 h,即每次檢修作業(yè)將造成高爐產(chǎn)量損失300~500 t。
為了避免檢修時(shí)間延長對高爐產(chǎn)量造成的影響,鞍鋼鲅魚圈對高爐煤氣處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造,應(yīng)用分段處理煤氣方法替代傳統(tǒng)處理煤氣方法。高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
煤氣除塵凈化系統(tǒng)中直接和高爐爐頂聯(lián)通的只有荒煤氣管道和回壓管道,如果荒煤氣管道和回壓管道與煤氣除塵凈化系統(tǒng)的其他部分之間有可靠的切斷裝置,處理煤氣時(shí)只要將荒煤氣管道和回壓管道的煤氣處理完畢,就可以進(jìn)行爐頂點(diǎn)火。因此,提出分段處理煤氣的方式,將煤氣凈化系統(tǒng)分成五段:
第一段為連接高爐爐頂與粗除塵設(shè)施的荒煤氣管道(切斷閥1到高爐);
第二段為高爐爐頂上料使用的回壓管道及均排壓系統(tǒng)(切斷閥3到稱量罐);
第三段為粗除塵設(shè)施(重力除塵器)和連接粗除塵設(shè)施與精細(xì)除塵設(shè)施的半凈煤氣管道 (切斷閥 1、2 之間);
第四段為精細(xì)除塵設(shè)施 (干法除塵各箱體)(切斷閥 2、4 之間);
第五段為連接精細(xì)除塵設(shè)施與煤氣管網(wǎng)的凈煤氣管道(切斷閥4、5之間)。
在以上五段之間安裝可靠的切斷裝置 (切斷閥1~5),各切斷閥均為盲板閥,是可靠的切斷裝置符合《GB6222-2005工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》、《AQ 2048-2012煤氣隔斷裝置安全規(guī)范》要求。其中高爐重力除塵器切斷閥(切斷閥1)將荒煤氣管道與重力除塵器和半凈煤氣管道分開,使荒煤氣管道成為單獨(dú)的一段;干法除塵各箱體出入口閥(切斷閥2、4)使重力除塵器和半凈煤氣管道成為單獨(dú)的一段,干法除塵各箱體成為單獨(dú)的一段;干法除塵各箱體至煤氣管網(wǎng)入口盲板閥(切斷閥5)為單獨(dú)的一段;2014年 5~6月分別將 2#高爐和 1#高爐的回壓管道改到凈煤氣管道,同時(shí)增加了盲板閥(切斷閥3),使回壓管道及均排壓系統(tǒng)也成為單獨(dú)的一段,除塵系統(tǒng)基本具備分段處理煤氣的條件。
分別在每段安裝一路氮?dú)?,高爐休風(fēng)處理煤氣時(shí),關(guān)閉各切斷閥,分別使用氮?dú)鈱γ慷蝺?nèi)的煤氣進(jìn)行處理,即分段處理煤氣得以實(shí)施。
采取分段處理煤氣方法后,由原來把整個高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)的煤氣全部處理完畢再進(jìn)行爐頂點(diǎn)火作業(yè),改為把煤氣除塵凈化系統(tǒng)分為五段分別進(jìn)行處理。當(dāng)高爐休風(fēng)需要處理煤氣時(shí),關(guān)閉重力除塵器切斷閥1和回壓管道與凈煤氣管道之間的切斷閥3后,只需使用氮?dú)馓幚碇苯雍透郀t爐頂聯(lián)通的荒煤氣管道和回壓管道內(nèi)的煤氣后就可以進(jìn)行爐頂點(diǎn)火。半凈煤氣管道和重力除塵器的煤氣、凈煤氣管道的煤氣、干法除塵各箱體的煤氣可根據(jù)需要進(jìn)行處理,不必每次都處理,即便是需要處理也不影響爐頂點(diǎn)火,能夠有效縮短高爐休風(fēng)檢修時(shí)間。
鞍鋼鲅魚圈兩座高爐經(jīng)過煤氣除塵系統(tǒng)改造以及安裝可靠閥門和吹掃介質(zhì)后,均開始采用分段處理煤氣方法進(jìn)行煤氣處理,其中1#高爐煤氣除塵系統(tǒng)傳統(tǒng)方法處理煤氣時(shí)間、分段方法處理煤氣時(shí)間分別如表1、表2所示,1#高爐煤氣除塵系統(tǒng)改造前后指標(biāo)情況如表3所示。
表1 1#高爐煤氣除塵系統(tǒng)傳統(tǒng)方法處理煤氣時(shí)間 min
表2 1#高爐煤氣除塵系統(tǒng)分段方法處理煤氣時(shí)間 min
表3 1#高爐煤氣除塵系統(tǒng)改造前后技術(shù)指標(biāo)情況
結(jié)合表1、2看出,1#高爐自分段處理煤氣技術(shù)開始實(shí)施以來,煤氣處理時(shí)間由原來的的247 min以上縮短為70 min左右,節(jié)省了約3 h,爐頂點(diǎn)火時(shí)間和高爐爐頂設(shè)備的檢修作業(yè)均提前,大大地提高了工作效率。由表3看出,1#高爐煤氣系統(tǒng)改造后,高爐休風(fēng)時(shí)間縮短了3.5 h,高爐產(chǎn)量損失平均降低了349 t/d;而且提前對電動鼓風(fēng)機(jī)停機(jī),高爐電耗和風(fēng)耗分別減少了2.04 kW·h/t、30 m3/t。
高爐冶煉工藝中處理煤氣是一項(xiàng)重要的作業(yè)程序,由于煤氣凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,為了保障生產(chǎn)和檢修的安全,處理煤氣時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝技術(shù)規(guī)程,在爐頂點(diǎn)火前對整個煤氣凈化系統(tǒng)通氮?dú)膺M(jìn)行管路吹掃。鞍鋼鲅魚圈高爐原采用干法傳統(tǒng)煤氣處理方法,由于處理煤氣時(shí)間長,影響高爐生鐵產(chǎn)量,提出對煤氣除塵凈化系統(tǒng)進(jìn)行改造,將煤氣凈化系統(tǒng)分為五段,每段之間安裝完全切斷裝置(切斷閥)并安裝吹掃介質(zhì)。分段處理煤氣技術(shù)實(shí)施后,煤氣處理時(shí)間節(jié)省了3 h,爐頂點(diǎn)火時(shí)間提前,提高了工作效率,高爐休風(fēng)時(shí)間縮短了3.5 h,高爐產(chǎn)量損失平均降低了349 t/d,高爐電耗和風(fēng)耗分別減少了2.04 kW·h/t、30 m3/t,使得工藝更加靈活,具有推廣意義和借鑒價(jià)值。