转炉煤气回收

2024-10-13

转炉煤气回收（共8篇）

转炉煤气回收篇1

0 引言

河南安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂(以下简称安钢二炼轧厂)运行车间一次风机房主要承担3座150 t转炉产生煤气的回收和放散任务。随着安钢二炼轧厂炼钢节奏的加快会产生更多的煤气,为了更好地利用煤气,选择合理的转炉煤气回收生产工艺显得十分重要。

安钢二炼轧厂成立于2005年6月10日,设计产能为粗钢500×104 t/a,卷材350×104 t/a、板材110×104 t/a。是向1 000×104 t/a钢铁大厂迈进和把安阳钢铁股份有限公司做大、做强的重要工程。

1 转炉煤气回收的工艺流程

安钢二炼轧厂的工艺流程见图1。

转炉烟气经过OG系统“二文三脱” 湿式除尘后,由风机加压达到回收要求的,进入10×104 m3煤气柜进行回收,达不到回收要求的进行点火放散。风机由电机驱动,通过液力耦合器进行调速运行,风机开3个备用1个[1]。该工艺的主要流程包括转炉在生产时降下活动烟罩,通过喉口微差压系统指令液压调节喉口开度控制炉口吸入的空气量,从而减少CO的燃烧量,所产生的CO烟气通过溢流文式管和RD矩形可调文式管进行降温冷却、除尘。然后,通过在一次风机房的O2和CO分析仪分析含量。当满足回收条件时,气动三通阀自动切换到回收状态,这时转炉煤气通过水封逆止阀输送到10×104 m3煤气柜回收利用。当O2和CO含量不满足回收条件时,气动三通阀自动切换到放散状态,进行点火放散。

1.1 转炉煤气回收系统

转炉煤气回收主要由1次除尘系统组成。1次除尘系统主要由“二文三脱”、一次风机、三通阀、水分逆止阀、放散点火装置等组成。“二文三脱”主要由溢流文氏管、重力脱水器、矩形可调文氏管、90o弯头脱水器、湿旋脱水器组成[2]。转炉煤气含量参数见表1。风机、风机配套电机设备规格型号见表2。

1.2 点火装置设备技术参数

设备型号为FFC-120T-A2,放散点火装置安装高度为60 m,放散管直径为2 120 mm(内径),引燃点火介质为焦炉煤气,其压力>4 kPa,吹扫介质为蒸汽,点火条件为煤气达不到回收条件。

2 转炉煤气回收要点

a) 冶炼开始,通知柜区作好回收前准备;b) 机房区具备回收条件后,联系柜区确认同意回收后,将三通阀置“自动”位(之前在“手动”位);c) 回收过程中,与柜区联系核对CO,O2含量检测是否准确;d) 炉次回收结束后,三通阀自动转至“放散”位后,通知柜区,并将三通阀置“手动”位;e) 回收过程中出现异常,优先使用“紧急放散”按钮。

3 效果分析

转炉煤气回收充分利用了转炉在炼钢过程中产生的副产品——煤气,安钢二炼轧厂有3座150 t转炉,单炉回收量大约15 000 m3,吨钢回收量可达100 m3/t以上。通过煤气柜储存将其转化为给该公司生活区的采暖、工厂加热炉、电厂等生产的能源,2010年实际回收转炉煤气34 450.4 m3,增加效益7 578.67×104元。既充分利用了能源,节约了成本,又减少了煤气放散对环境的污染。排放指标符合国家环保要求。

4 结语

资源的合理利用、循环使用,不仅可降低企业成本,提高企业的市场竞争力,更是企业必须承担的促进社会资源循环利用和环境保护的重要责任。安钢二炼轧厂转炉煤气采用先进的回收工艺技术,不仅改善了企业的生产环境,且满足了国家的环保要求。为广大职工创造了良好的工作环境,使企业实现了节能降耗,降本增效的目标[3]。为企业和职工赢得丰厚的收入,也同时产生了良好的社会效益。这种转炉回收技术值得推广和应用。

参考文献

[1]魏平,程振楠.煤气作业人员安全技术培训教材[M].北京:中国建材工业出版社,1999:1-2.

[2]宋吉国,王京连,纪红德,等.青钢发展循环经济的实践[J].山东冶金,2007(1):51-53.

[3]向晓东.现代除尘理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,2004:50-73.

转炉煤气回收篇2

(太原钢铁(集团)有限公司．山西太原030003)

【摘要】介绍了转炉煤气干法净化回收的工艺、设备等，并与OG湿法净化回收工艺进行比较，得出干法净化回收工艺在环保、节能、回收率等方面均有明显的优势。

【关键词】转炉煤气；干法净化回收；除尘效率【中图分类号】x757

【文献标识码】B

【文章编号】1006―6764

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强化管理实现转炉煤气回收创水平篇3

2013年以来, 燃气车间深刻领悟并认真落实能源中心“系统思考、主动作为、明确责任、延伸管理”理念, 领导干部带领职工扑下身子抓落实, 实现了煤气回收创水平, 转炉煤气吨钢回收在130 m3/t的目标的基础上, 又突破了140 m3/t, 为邯钢和能源中心的生产发展了做出积极贡献。

精细管理抓落实, 实现煤气回收创水平

能源中心燃气车间八万柜现有8万m3转炉煤气柜1座, 2台电除尘, 3台D1000-11离心式煤气鼓风机, 负责三钢转炉煤气回收和外送任务, 在实现邯钢二次能源综合利用、实现节能减排方面发挥了重要的作用。八万柜现外送用户有:西部轧钢、5#高炉热风炉、8#高炉热风炉、6万发电机组、140T锅炉和75T锅炉。现在平均外送达8万m3/h。

为完成转炉煤气吨钢回收率140 m3/t以上的目标, 实现能源的综合利用、减少煤气放散对环境造成的污染, 燃气车间将提高八万柜转炉煤气回收作为车间的一项重点工作, 严抓管理不放松。车间领导班子和车间技术人员强化责任心, 关注转炉煤气回收中的细节, 做到每天到现场检查及时了解八万柜转炉煤气回收情况, 要求职工按照操作规程, 精心操作, 及时调整工况。如:有无高柜位、高柜位几次、什么原因造成的高柜位、回收炉数、吨钢回收量是多少、柜位情况、外送情况等等。燃气车间将前天转炉煤气的回收情况作为当天早调会的重点汇报内容。八万柜班组长作为设备运行和维护的第一负责人, 每天到岗后, 首先了解转炉煤气回收情况、设备运行情况, 并对设备存在的问题及时处理。如:八万柜班组长认真负责, 在第一时间内发现了气柜柜底板的漏点, 迅速上报中心有关科室。同时在车间的积极安排下, 对气柜柜底板漏点采取了有效防护措施, 避免了煤气人员CO中毒和设备事故的发生。他们加强巡检, 时刻观察漏点的变化, 有效地避免了故障扩大。八万柜岗位职工共同努力, 精心调整, 将底板漏点对煤气回收的影响降到了最低。

加强设备维护, 实现安全长周期运行

燃气车间以公司推行TPM管理和能中推行设备包机制度为契机, 加强设备的自主和专业保全。加压机振动超标时, 就及时安排检修, 避免加压机带病运行。加强对八万柜电除尘的重点监管, 做到对重点运行参数和电除尘重点部位一小时一巡检。对发现的电除尘水压偏低和壁板漏点等问题及时上报处理。严格执行每月进柜检查制度, 测量活塞倾斜程度, 检查橡胶膜状态, 并对规定导轮和钢丝绳逐一检查, 发现问题及时安排解决。每半年对电除尘进行倒运清洗喷头, 保证每月的转炉煤气含尘量指标100%合格, 保证在10 mg/m3以下。正是由于在做好八万柜转炉煤气回收一系列工作中把握住了每一个细节, 才有气柜的安全稳定运行, 才有转炉煤气回收目标的完成。在八万柜的回收过程中, 车间领导和岗位职工积极响应公司、中心的节能号召, 优化运行方式, 继续运行两台变频加压机, 既有利于岗位运行操作, 又节约了大量的电能, 月可实现节约电费4万元左右。

精心操作, 保煤气生产供应

八万柜党员干部积极发挥模范带头作用, 带领职工克服种种的客观因素保生产供应。三钢生产节奏快, 转炉煤气产量足、气柜柜容偏小、电除尘频繁出现漏点、机前管道阻损大等, 在日常操作中, 党员干部 (班长张炳军) 积极与能源中心调度、三钢风机房联系, 采取措施加强调整减少并杜绝高柜位次数, 提高转炉煤气回收炉数。如:八万柜柜容在4.5万m3~5万m3时, 岗位工观察三钢转炉煤气回收数据画面, 如果有1~2个炉子回收, 要求岗位工立即通知调度协调增加外送量2万m3/h。如果3个炉子同时回收, 10分钟可以回收3.6万m3。当气柜柜容在3.5万m3左右时就要增加外送约2万m3/h。能源中心调度积极与用户协调, 合理制定各个用户的用气优先程度, 实现配送最佳的外送量。每班的转炉煤气回收情况和该班的人员的责任心有很大的关系, 岗位工的一个不留神、不在意, 就很有可能造成气柜高柜位放散煤气。现在正是由于他们的认真负责, 八万柜平均外送达8万m3/h, 杜绝了煤气放散。

转炉煤气回收装置安全性分析篇4

1 转炉煤气回收装置简介

转炉煤气回收装置如图1所示, 从炉口裙罩开始吸收冶炼过程产生的烟气, 烟气中包含大量的CO和烟尘, 并含有少量O2、N2。吸入的烟气经过烟罩后在上部锅炉和下部锅炉处进行热交换而产生大量可回收的蒸汽, 随后烟气进入一级文氏管和二级文氏管进行两级除尘, 经除尘的烟气通过诱引风机和消音器后根据情况回收入煤气柜或通过放散塔燃烧放散。在钢铁冶金的各类事故中, 煤气事故是最频发的事故类型, 从宝钢85年投产至08年的23年间, 厂区内先后发生煤气事故82起, 涉及人员158名。因而, 转炉煤气回收装置的安全性对于炼钢的安全生产十分重要。

2 危害分析

2.1 毒性分析

转炉煤气是炼钢过程的副产品, 其产出是间歇式的, 主要集中在吹炼期, 虽在吹炼期其各种组分的含量不同, 但转炉煤气中的CO含量远远大于其他煤气, 且转炉煤气中的CO、N2、CO2的含量占到了总含量的96%, 而N2、CO2并不会燃烧、爆炸, 因而转炉煤气的危害就基本全部来自CO, 因而其毒性相对其他煤气来说有以下特点:

1) 重度大, 易积聚。转炉煤气重度大于空气。一旦发生泄漏不易向上扩散, 易在不通风处积聚。2) 无气味, 易中毒。转炉煤气中的CO、N2、CO2均为无色、无臭、无味的气体, 难以觉察, 易造成人员中毒事故。3) 含量高, 危害大。转炉煤气CO含量高, 吸入相同体积的气体时, 相对其他煤气对人体的危险度最高。

2.2 火灾和爆炸危险

由工厂煤气爆炸极限我们可以知道转炉煤气的爆炸极限上限为83.22%, 下限为18.22%, 当转炉煤气泄漏并处于爆炸极限之内时, 易引起火灾、爆炸。

3 安全性分析

转炉煤气回收装置的安全性直接与转炉的安全生产密切相关, 首先整个回收装置要有较高的密封性避免冶炼过程的煤气泄漏。其次控制煤气中的组份含量, 降低回收过程爆炸的可能性。最后要考虑到煤气放散的安全性。同时要考虑前期预防管理和事故发生后的控制措施以减少事故的伤害。以下从设备、工艺和管理上对回收装置的安全性进行分析。

3.1 设备安全

1) 密封:回收装置各部件有着不同的功能和作用, 部件与部件之间的密封主要根据生产工艺的要求而进行, 在可移动部件处采用水封, 在孔洞处采用氮封, 在变形较大处采用了波纹管、膨胀节的技术, 为了检修方便, 在上下烟罩之间采取砂封, 既有效进行了密封, 又便于生产维护。从各种密封效果来看, 总体的密封性能较为良好, 作业过程也较为安全。

a.水封。裙罩和下烟罩之间、水封逆止阀、V型水封处均采用水封。由于裙罩在吹炼过程需要根据情况进行上下移动, 因而采用水封, 一方面可以通过移动控制炉口的烟气压力, 另一方面也可以有效进行密封从而与空气隔绝。水封逆止阀和V型水封处采用水封可以在煤气放散时防止不合格煤气进入煤气柜, 同时可以防止煤气柜的煤气倒灌。b.氮封。氧枪孔、投料孔处因长期处于开状态, 无法采用其他的密封措施, 而采用氮封。可以避免烟气的泄露, 同时也避免空气被吸入到回收的煤气中, 并且氮气不可燃、不爆炸从而不会对回收结果造成危险。c.波纹管、膨胀节。有些部件经常处在高温环境, 部件产生形变, 采用波纹管、膨胀节, 可以达到密封的效果, 同时可以避免因受热膨胀而造成的部件开裂问题。d.砂封。由于在炉修过程下烟罩要移开一定位置, 采用砂封可以起到有效密封的效果, 也便于检修作业维护。

2) 其他安全设施:煤气回收装置在上部锅炉处和诱引风机前分别设有安全阀, 防止设备故障而导致内部爆炸损坏回收管道及设备。

3.2 工艺安全

在工艺设计及操作中为有效回收煤气同时保证回收装置的安全性采用了微差压技术, 并且在放散塔顶部设置了点火装置。

1) 微差压技术。为了防止炉气从转炉炉口与烟罩间逸出或空气侵入, 通过微差压控制在±2mm水柱范围。2) 烟气放散。放散塔高度80米, 高于厂房, 避免放散的煤气在未燃情况下导致人员中毒;同时烟囱采用长明火, 确保放散煤气燃烧后再放散。3) 温度、气体含量检测。为保证回收煤气的合格, 降低煤气爆炸的可能性, 设有温度、O2、CO等检测装置。

3.3 管理安全

煤气作业为高危作业, 为了保证正常生产作业过程的安全, 从管理方面有以下几方面:1) 划定煤气区域。根转炉煤气回收装置的情况, 共划分了14个煤气危险区域, 作为日常作业的安全重点, 并要求作业人员进入此区域携带检测器。2) 制度管控。通过制订煤气安全管理制度、检修作业安全管理制度、密闭空间作业安全管理制度等完善煤气作业安全管理, 减少和降低煤气事故的危害。

4 建议

1) 落实责任, 提高执行。首先要落实责任, 使各项安全附件、设施有效发挥作用。2) 加强管理, 落实标准。从原料控制、操作控制、点检维护、检修等方面都要强化和落实标准, 不能为了短期的产量忽视了工艺要求, 为以后的生产安全埋下隐患。3) 讲求科学, 提高技能。一方面提高煤气设备操作人员的技能, 降低出现危害的可能;另一方面提高自我救护的技能, 减少危害发生后的影响。

参考文献

[1]能源技术室, 煤气安全与防护知识汇编, 宝钢分公司能源环保部, 2005.

[2]姜振波.氧气转炉炼钢工艺设备安全化, 炼钢厂, 1985.

试论转炉煤气回收湿式精除尘技术篇5

一转炉煤气回收湿式精除尘设备

当烟气除尘要求为100mg/Nm3的时候, 通常采用的是4电场的高温布袋除尘器或者电除尘器;当烟气除尘要求为50mg/Nm3的时候, 一般采用超过6电场的高温布袋除尘器;当烟气除尘要求为20mg/Nm33的时候, 一般采用的是12电场的高温覆膜布袋除尘器或者电除尘器;若烟气除尘要求小于10mg/Nm33时, 只能使用湿式点除尘器。

转炉煤气回收湿式精除尘设备除尘原理为:首先进行分子离子化, 将电荷传递给灰尘颗粒, 从气流中将灰尘颗粒分离出来, 促使其能够沉降到沉淀级上, 接着用水将沉淀极上的灰尘冲洗下来, 并将电除尘器中这些含灰尘水排出电除尘器外。

二转炉煤气湿法OG除尘系统技术控制要点

(一) 转炉的生产负荷

各个生产企业为了提高其产量, 增加其经济效益, 使转炉经常处于一种超负荷的生产状态, 实际煤气产生量要大于设计的煤气量, 同时在实际冶炼过程中, 转炉最大的铁水装入量与吹氧的强度都比设计参数大, 因转炉的炉气量和转炉的最大降碳速度、铁水装入量成为正比, 其吹氧的时间也会相应的缩短。

若采用氧化铁皮或者矿石作为其冷却剂的时候, 很容易影响最大炉气量和最大的降碳速度, 并且如果矿石的加入量大且集中的话, 炉气量很可能是正常煤气量的1.5倍, 从而造成风机的抽风能力不够, 使熔池过于沸腾、出现喷渣以及炉口大量冒烟等现象。因此, 为了有效的避免这些问题的出现, 其采用的控制要点可以为:规范转炉工艺的操作, 分多批加料。

(二) 炉口和烟罩的结合

转炉煤气的净化系统大多都是按照未燃法设计, 但是在实际的生产过程中, 因转炉冶炼喷渣, 转炉的炉口经常会沾满钢渣, 难以及时地进行清理, 导致炉口和烟罩结合不够严实, 甚者一些钢厂活动烟罩由于某些原因被弃之不用。同时当转炉在吹炉的时候, 炉气中的CO就会大量的燃烧, 加大了煤气量且煤尘的颗粒微细, 使系统的净化效率大大下降, 烟罩不能及时收集这些煤尘, 使其散于车间, 严重污染了周围的环境。此外, 由于转炉生产过程中, 炉气被燃烧, 其煤气温度也被相应地提高, 严重时还会将汽化冷却烟道烧穿。因此, 转炉在冶炼生产过程中, 为了防止这些问题的发生可以实施降罩操作, 增强烟罩维护工作。

(三) 二文候口以及喷水雾化效果

大部分的转炉煤气净化系统中的二文候口采用的均是电动可调喉口, 由于堵塞等原因, 在使用过程中其故障出现的频率较高, 使得阀芯被撤除最终成为空喉口, 另外由于二文喷水采用的是内喷水, 其雾化的效果比较差, 二文除尘的效率比较低。因此, 为了提高喷水雾化效果, 二文喉口可采用液压传动矩形的可调喉口, 其阀芯可以采用米粒形的阀芯、线形调节, 而喉口喷水可以使用侧喷, 喷孔应该带防堵筒针, 从而提高其煤气净化效率和喷水雾化效果。

(四) 回收阀门站

要想实现转炉煤气回收, 煤气回收阀门站是必不可少, 回收阀门站主要是由旁通阀、三通切换阀、V形水封以及水封逆止阀组成。三通切换阀在接收到煤气信号以后, 将通向煤气柜的管路接通, 待回收煤气结束以后, 再将通向煤气柜管路切断, 并将通向放散烟囱管路打开, 烟气在经过燃烧器燃烧以后放散, 若三通切换阀出现故障, 坚决不能进行煤气回收作业, 同时在此时烟气就会通过旁通阀放散。水封逆止阀作为一种安全装置, 一般设置在三通切换阀之后, 以此避免在检修过程中或者非吹炼时煤气从煤气柜倒流或者有空气侵入到煤气柜中。在转炉停炉的时候, 为了检修水封逆止阀以及相关的设备, 应该在水封逆止阀后的煤气管路上进行V形水封的设置, 以此将通向煤气柜的管路切断。

(五) 煤气鼓风机的选用以及节能调速装置

由于OG除尘系统煤气量随时都在变化, 冶炼后期其烟气量比较少, 为了能够节约电能, 防止电机过于频繁启动, 促使电机的使用寿命延长, 首先要做好煤气鼓风机的选用工作, 所选用的鼓风机不仅要具备防爆、耐腐蚀性、耐磨等特征, 同时还要具备较好的密封性能, 其风机特性曲线要平坦, 喘振点应该远离系统的工作区;其次是对鼓风机进行适当地调速, 鼓风机的调速可以采用变频器或者液偶来实现。

三结束语

综上所述, 在实施试论转炉煤气回收湿式精除尘技术时, 笔者认为首先要做好系统的设计工作, 其次是规范其工艺操作, 加强对系统设备的维护和管理, 提高除尘系统的运行效果, 从而有效地控制转炉煤气的污染, 提高其经济效益。

参考文献

[1]潘秀兰, 常桂华, 冯士超等.转炉煤气回收和利用技术的最新进展[J].冶金能源, 2010, 29 (5) :37-42.

[2]高恺, 陈显著, 王兆平等.炼钢厂转炉煤气回收误差操作分析研究[J].科技创新导报, 2010, (30) :33.

转炉煤气回收篇6

1 转炉煤气回收系统简介

唐钢第一钢轧厂现有3座150吨顶底复吹转炉。转炉煤气的回收采用0G法, 即湿法除尘, 回收流程如图1所示。 (1) 转炉烟气经汽化冷却烟道进入一文、二文, 进行进一步降温除尘处理。 (2) 经风机到三通阀, 若转炉煤气合格, 则进入回收系统;不合格, 则进行放散处理。

2 影响转炉煤气回收的主要因素

2.1 生产组织调度的影响。

煤气回收设备与煤气消耗设备的运行状态直接影响转炉煤气回收水平的高低, 特别是煤气柜容量和用户用气量的合理调配。当煤气回收供大于求时, 会造成煤气柜饱和不能回收而放散, 造成能源的浪费。生产节奏调度协调不好, 发生两炉座以上同时吹炼会给煤气管道瞬时增大压力, 造成设备使用寿命的降低。

2.2 冶炼操作的影响。

双渣操作过程中的提枪、降枪操作对煤气回收存在一定的影响, 通过对实际生产煤气回收的数据进行统计分析, 双渣操作炉次比单渣炉次每炉回收时间缩短100秒。

2.3 铁水原料条件和钢水C含量的影响。

转炉煤气主要是由铁水脱C过程中碳氧化产生的, 通过对转炉正常生产条件下生产数据统计分析, 计算得出原料条件中铁水比变化±1%, 影响煤气回收量±1.016m3/t钢以及原料与钢水C含量变化±0.1%, 影响煤气回收时间35秒, 影响煤气回收量±0.65m3/t钢。

2.4 空气吸入量的影响。

吹炼期炉口与烟罩之间间隙是转炉烟气与外界接触的唯一通道, 控制吹炼过程中空气的吸入量对于转炉煤气回收的质与量都存在很大影响。在生产操作中, 空气吸入量主要受裙罩与炉口间隙的大小以及炉口微差压的影响。转炉冶炼中, 减少烟罩与炉口之间的距离、保证炉口处实现微正压, 能有效控制空气吸入量, 提高煤气回收量。

2.5 供氧强度的影响。

在转炉吹炼过程中, 冶炼中期为转炉煤气产生量最大时期, 在此时间段内铁水中C元素开始大量氧化, 而C元素的氧化速度主要取决于氧枪供氧强度。通过提高供氧强度, 能够提高转炉烟气中CO含量的上升速率, 延长达到煤气可回收条件下的煤气回收时间, 从而实现提高煤气回收量。

2.6 煤气计量的影响。

煤气计量数据及分析数据的准确性、及时性直接影响到煤气回收工作的顺利进行。煤气计量设备的状况直接会影响到计量数据的准确性, 进而影响回收量。煤气数据的有效分析为公司生产管理活动提供数据支撑。

3 改进措施

合理组织生产调度、优化供氧制度、合理控制氧枪枪位, 兼顾转炉脱C、造渣及煤气回收之间的关系, 延长达标煤气回收时间, 加强煤气计量和管理。具体的做法如下:

(1) 合理组织生产调度, 确保煤气生产、使用通道畅通, 积极开发新能源消耗用户, 避免出现煤气过剩放散现象;合理安排炉座间先后吹炼顺序避免出现同时吹炼现象。由于目前许多企业将环保作为一项工作重点, 不建议减少必要双渣操作以实现增加煤气回收量的目的。

(2) 严格执行降罩操作, 调控炉口微压差。

在转炉吹炼过程中严格实行降罩操作, 将活动烟罩降至最低位, 减少空气吸入造成二次燃烧, 确保烟气中CO的含量;同时, 要合理调控二级文氏管喉口重坨, 保持炉口微正压, 目前我厂执行保持微正压5-10Pa, 限制空气吸入量, 提高转炉煤气品质。

(3) 优化供氧制度, 实施高效冶炼

优化供氧制度, 合理控制枪位, 实现吹炼前期尽早化渣、化透, 缩短开吹至具备煤气回收条件的时间。唐钢第一钢轧厂转炉的供氧强度为3.25m3/ (min·t) , 出于安全考虑, 一般控制在3.5m3/ (min·t) 以下。因此, 在保障冶炼安全的前提下, 若将供氧强度提高至3.5m3/ (min·t) , 吨钢煤气回收量增加4.5m3。

(4) 改进操作方法与煤气回收条件, 通过延长煤气回收时间生产实践发现, 由于煤气回收三通阀从接受指令到完全动作到位需要一定时间, 因此回收中存在滞后效应, 延迟了回收时间, 造成部分煤气得不到回收。需要操作职工增强责任心, 减少不必要的浪费。目前, 一钢轧厂执行煤气回收条件为ψ (CO) ≥25%且ψ (Oz) <0.5%, 若将煤气回收条件执行ψ (CO) ≥20%且ψ (Oz) <0.1%, 可提高吨钢煤气回收2.25m3。

(5) 依托唐钢能源计量网络平台, 提高转炉煤气计量的准确性、及时性。运用科学的计算方法, 及时汇总分析煤气回收量, 为公司生产和管理活动提供有效的数据支撑。

4 结束语

通过研究影响转炉煤气回收的主要因素, 结合唐钢第一钢轧厂现有转炉煤气的回收水平, 从完善软硬件设备、优化工艺操作制度、提高煤气回收职工业务水平等方面提出的改进措施, 有效地实现了较大幅度提高转炉煤气的回收量, 减少了煤气排放量, 提高了经济效益和社会效益, 对钢铁行业节能降耗的相关工作具有一定的借鉴性。

参考文献

[1]左建平.转炉煤气回收过程中出现的问题及分析处理.冶金动力, 2007年第6期.

转炉煤气回收篇7

关键词：转炉煤气,回收,优化,能源综合利用

0 引言

当前钢铁行业形势严峻, 在行业大形势不能改变的情况下, 唯有通过工艺优化、技术升级等手段, 降低生产成本, 提高系统运行效率, 才能在行业“严冬期”不被淘汰。提高能源综合利用水平是钢铁企业降本增效的有效途径之一, 炼钢转炉冶炼过程中产生的转炉煤气发热值为6 250~8 200 k J/Nm3 (1 500~1 960 kcal/Nm3) , 是高炉煤气发热值的2倍多, 在钢铁副产煤气中是热值仅次于焦炉煤气的宝贵能源, 为此, 行业内钢铁企业越来越重视转炉煤气回收与利用工作。一般的大中型钢铁企业转炉煤气回收量已达100 m3/t钢, 但距离行业内先进企业130 m3/t钢的水平差距仍较大, 造成了优质煤气能源的浪费, 放散的煤气也造成了环境污染。因此, 提升钢铁企业转炉煤气回收利用水平是当前降低生产成本的有效措施, 也是钢铁企业减少环境污染的必由之路。

1 某钢厂煤气回收系统现状

某钢厂有120 t转炉4座, 转炉煤气回收系统配套一座8万m3布帘煤气柜及4台加压机, 其中AI1000加压机2台、D400加压机2台。目前转炉煤气用户主要分3类, 一类是并入高、焦煤气混合管网供轧材线用户使用;另一类是并入高炉煤气管网供锅炉、球团等用户使用;第三类是转炉煤气专用户, 主要是转底炉、烤包等。一般情况下转炉煤气转供系统开3台加压机基本能满足煤气转供需求, 当转炉冶炼节奏较快或某轧线停产时, 就会造成大量转炉煤气放散。

高、焦混合煤气加压区有6台AI950高炉煤气加压机、6台AI450焦炉煤气加压机, 近年来高炉煤气加压机基本处于闲置状态 (高炉煤气压力高, 不用加压即可满足生产要求) , 焦炉煤气加压机一般情况下运行不超过2台, 设备作业率较低, 存在较大的资源浪费。

当前混合线用户使用高、焦、转混合煤气, 而3种煤气分属于两个不同的岗位供应, 当煤气产量和用户需求发生变化时, 两个岗位需要配合调整, 这种协调操作很难达到无缝对接, 这就造成了混合煤气热值、压力的波动, 不利于煤气用户的稳定生产。

鉴于以上因素, 为解决当前转炉煤气回收系统加压能力不足的问题, 同时结合混合加压区设备资源高效利用及提升转炉煤气吨钢回收水平等多方面因素, 对转炉煤气回收并网系统进行了优化升级, 以合理利用闲置设备资源, 改善转炉煤气并网系统无备用机的现状, 并将混合煤气、转炉煤气转供职能集中在一个加压站, 以实现区域煤气能源的统一调配。

2 项目必要性、可行性分析

2.1 必要性

(1) 转炉煤气加压站设备仅能满足目前转炉煤气回收要求, 无法完全满足下一步继续提高转炉煤气回收极限的需要, 可以充分利用混合站的部分闲置设备, 提高煤气回收效率, 降低运行成本。

(2) 混合煤气加压区6台高炉煤气加压机已闲置多年, 造成了设备资源的极大浪费。

(3) 当前混合煤气转供系统的现状造成了各用户处煤气压力、热值频繁变化, 且同一时间各用户煤气热值存在较大差别, 不利于煤气用户的稳定生产。

(4) 目前生产模式下, 单就转炉煤气的调整和平衡, 两个加压站需同时运行, 其协调操作存在着较多的制约因素, 有条件将其整合在一起对煤气生产绝对有利。

综合以上原因, 为了充分利用现有设备确保热线用户的煤气能源供应稳定可靠, 有必要对现有煤气转供系统进行优化改造。

2.2 可行性

(1) 通过技术改造, 可以利用混合加压区4台闲置的AI950加压机作转炉煤气加压机使用, 解决了转炉加压机无备用机的问题;同时将转炉煤气并混合管网并网点移至高、焦煤气混合区, 通过降低混合煤气中高、焦炉煤气量, 提升了转炉煤气并网能力。

(2) 通过改造, 将目前两个加压站的操作集中至一个主控室, 便于实现煤气的统一调配, 为转炉煤气回收水平的提升创造了条件。

(3) 可使高、焦、转3种煤气在同一个并网点并网, 以确保煤气热值的稳定。

3 优化方案

3.1 主要改造项目

3.1.1 煤气管道部分

(1) 利用轧材线检修机会, 退出混合站高炉加压机运行, 将现混合加压站6台高炉煤气加压机进出口主管道从4#、5#机之间打断, 分作两部分使用, 南段1#、2#、3#、4#机作转炉煤气加压机使用, 北段5#、6#机仍作高炉煤气加压机使用。

(2) 从8万m3气柜出口引DN1 600管道至混合站高炉加压机入口管南段, 作为转炉煤气加压机进口主管使用, 长度约170 m, 在气柜出口处安装DN1 600蝶阀、眼镜阀组。

(3) 待新管道就位后, 停止气柜运行, 完成气柜出口处合茬工作。

(4) 从混合加压站高炉煤气加压机出口总管南段引一根DN1 600管道, 长度约70 m, 至混合加压区机房顶, 与原来高炉煤气DN1 600大管对接, 并使原来高炉煤气大小管之间可靠切断, 原来小管仍作高炉煤气管道使用。

(5) 在加压站出口总管处将去锅炉DN1 000管道与新建加压机出口DN1 600管道连接, 并设置调节阀、眼镜阀。

(6) 在4#机处进出口总管间安装DN1 000联通阀。

煤气管道低点设防泄漏煤气排水器和集水池, 设置检修人孔和放散管, 沿途管道安装不锈钢波纹补偿器。

3.1.2 电气部分

为新安装的4台阀门铺设动力电缆和控制电缆, 根据规范要求对新增煤气管道考虑防直雷击、感应雷及防静电的措施。

所有管道的防雷和防静电共用一套接地装置, 在管道的始端、末端、转角处以及直线段每隔100 m设置一个接地装置, 其接地电阻小于10Ω。所有管道接头 (弯头、阀门、法兰盘等) 不能保持良好的电气通路时应用金属线跨接。当利用滑动支架作为引下线时, 在管道与支架之间必须设跨接线。

3.1.3 仪表部分

(1) 将8万m3气柜入口压力、转炉快切阀状态、O2含量、CO含量、回收时间等信号全部通讯至混合加压站值班室, 并实现自动拒收功能。可以通过增加4台上位机实现, 自动拒收功能需要在8万m3气柜PLC中修改, 则可实现上述要求。因8万m3气柜在转炉环网内, 为保证转炉环网安全, 需在8万m3气柜PLC中增加一块CP模板单独做通讯。

(2) 原混合站高炉加压机改为转炉煤气的加压机, 有部分联锁信号需从8万m3气柜PLC取, 要在2套PLC间做通讯, 就牵扯到西门子与施耐德PLC之间的通讯, 做通讯比较复杂, 因此采用硬线方式连接通讯。

(3) 新增的1套流量计和2套压力检测装置进入混合加压站PLC控制系统, 需要增加电缆、流量计及压力检测装置。

3.2 工艺简介及工艺流程

转炉煤气从气柜出口经混合加压站原1#、2#、3#、4#高炉煤气加压机加压后进入混合加压站混合区, 即将原来转炉煤气并混合管网并网点移至混合加压站房顶混合区, 实现3种煤气在混合区统一调配;原转炉煤气加压系统供转底炉用转炉煤气。

4 投资估算

土建及管道敷设费用合计114万元, 阀门、补偿器、排水器、动力电缆等材料费用合计80万元, 仪表改造费用50万元, 共计投资费用244万元。

5 经济效益分析

转炉煤气回收篇8

关键词：PLC,变频器,煤气回收

1 引言

随着市场需要和公司生产规模的扩大,莱钢永锋钢铁公司原有转炉钢已经不能满足生产的需要。该公司于2010年9月份投产一座120t顶底复吹转炉,以满足市场需求。鉴于煤气回收系统在转炉生产中的关键环节,其控制系统采用西门子S7-400软件。

2 硬件设计

监控站由3台工控机组成,安装WINCC监控系统,其中中控室一台安装STEP7作为监控站和编程器进行程序组态和监控、修改系统参数等,分布情况为:转炉炉前1台,风机房(中控室)一台,加压站一台。PLC系统选用西门子S7-400PLC,CPU413-2DP作为中央处理器完成程序解算、回路调节,利用西门子高速以太网SINEC H1网络实现与监控站的通讯,通讯处理器CP443-1完成与HMI系统的以太网络连接,利用PROFIBUS-DP现场总线实现与远程信号的数据采集,在CPU413-2DP中集成了P R O F I B U S-D P接口,通过这个接口可以与ET200分布式I/O站、现场执行机构、各类仪器仪表等建立方便的连接,另外PROFIBUS-DP对于来自任何制造厂家的现场设备都是开放的,分布式I/O站采用ET200B,可接收炉前操作信号和现场状态信号。本地DI/DO模板采用32*24VDC,AI模板采用通用型7KF00模板,通过跳线设置和软件组态可完成各种信号的数据采集。

本地主站主要完成转炉风机电流预警分闸保护、旁通阀、回收阀、放散阀控制,风机各个温度监测、流量压力检测、水封阀自动水位控制以及煤气含量监测。

S7-400 PLC具有模块化结构,易于实现分布、用户便利等特点,尤其是它的集成背板总线,可方便实现系统的安装,高速的数据处理能力可完成各种复杂的运算,非常适合应用于高性能要求的控制任务上。

3 控制软件的设计

⑴PLC的用户控制程序是利用SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 Basic软件平台上完成整个的硬件组态、地址分配以及3座转炉的煤气回收系统应用程序开发,在主程序(OB1)中将各控制功能以及通讯数据分别写在不同的功能块中(FB,FC,DB),本着控制程序应当简洁,安全可靠,易读,可修改性强等要求,采用模块化编程结构,完成控制程序的结构功能框图(如图2),根据分配的系统资源进行分层编程完善接口。

⑵在监控系统中,中控室安装WINCC-RC用于开发、修改画面,其他站安装WINCC-RT用于运行画面,也节省投资,他们均运行于Windows NT V4.0操作平台之上,保证了系统运行的安全性和稳定性。现场操作人员通过分别设置的人机界面监视整个系统设备运行状况,主要参数的情况,主要是:风机运行的电流大小,出口、入口风压力、流量、温度的实时监测和超限报警,除尘冷却水系统流量、压力的实时趋势和历史趋势显示,煤气含量、氧气含量的实时值和报警值,每个班回收量、放散量的统计记录等,利用W I N C C方便的声音报警功能,我们预先录制了各类声音提示,在报警是能够根据具体报警级别和类型选足预录制的声音,对操作人员快速识别报警非常实用。

⑶回收过程采用手动控制,半自动控制,全自动控制三种方式。

手动方式:煤气回收和放散过程中的设备无联锁,手动机旁单机操作,主要用于单机调试过程和事故后紧急处理。

半自动方式:煤气回收和放散过程中的设备联锁启动,根据吹氧冶炼时间进行回收过程控制,回收时间固定(在正常情况下),回收时间到即转入放散。此种方式是根据冶炼经验进行,一旦测量到煤气和氧气超标,操作人员听到报警声音后,应立即转入放散,防止事故发生。

自动方式:根据冶炼过程中煤气含量和氧气含量的成分进行自动控制。操作人员也可根据设备状况紧急转入放散,这是最安全,最有效的方式。

⑷回路调节设备采用的是电动阀门,用S T E P 7STL开发了位置比率调节器的算法,受到了很好的效果,调节框图如下:

位置比率调节器根据给定的设定值和实际阀位的反馈值和指定的循环周期产生数字量开/关脉冲,计算方法为:

式中:K是比例常数,HIGHOP和LOWEROP分别为开/关的门槛设置,REISE_RATE和LOWER_RATE分别为阀门开/关动作的最小速率。SP为PID的输出,PV为阀位反馈值。

4 系统设计中的抗干扰措施

煤气回收风机采用变频调速,大功率的变频在运行中所产生的各种干扰严重威胁着P L C系统的安全与稳定,因此设置了以下安全措施:

4.1 硬件安全措施

1采用隔离电源:PLC主站和远程I/O工作电源均采用带屏蔽的隔离变压器供电。

2模拟量通道的屏蔽:采用耐高温的有屏蔽的双绞线电缆以降低辐射干扰和电磁耦合性干扰。