呂永剛  

（陜鋼集團(tuán)龍鋼公司能源檢計(jì)量中心）

摘要：詳細(xì)闡述了龍鋼公司轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)運(yùn)行情況，歷年來公司為提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量所采取的措施，促進(jìn)龍鋼公司節(jié)能減排工作。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煤氣；回收；提高；節(jié)能減排

前言

轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行回收和再利用是企業(yè)節(jié)能降耗，降低成本、提高效益的重要手段和措施，也是大型鋼鐵企業(yè)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源應(yīng)盡的義務(wù)和責(zé)任。轉(zhuǎn)爐煤氣回收工作對于減少廢氣排放、粉塵排放、改善周圍環(huán)境、打造綠色龍鋼具有十分重要的意義。同時(shí)轉(zhuǎn)爐煤氣的回收極大的改善了龍鋼公司高爐煤氣管網(wǎng)的壓力平衡狀況、有利地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作、安全生產(chǎn)，為實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼提供了可靠的保障。龍鋼公司轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)于2007年開始運(yùn)行，迄今已安全運(yùn)行十年。

1 轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝

1.1 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1.2 工藝流程

1.2.1八萬轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)工藝流程圖

1.2.2三通閥組崗位工藝流程框圖如下：

1.2.3工藝介紹

1.2.3.1由煉鋼廠一次除塵風(fēng)機(jī)的來的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)三通切換閥、水封逆止閥、Φ2020×8柜前管道送至八萬立方米轉(zhuǎn)爐煤氣柜，出柜轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)電除塵凈化，加壓站升壓，送入轉(zhuǎn)爐煤氣用戶和高爐煤氣管網(wǎng)。

1.2.3.2本站設(shè)有八萬立方米威金斯轉(zhuǎn)爐煤氣柜一座，型濕法電除塵3臺（兩用一備），MZ300-4500型煤氣加壓機(jī)3臺（二用一備）。

2  轉(zhuǎn)爐煤氣回收現(xiàn)狀

2.1 2006年11月，龍鋼公司回收了3^#、4^#轉(zhuǎn)爐的煤氣。2010年8月，回收了1^#、2^#轉(zhuǎn)爐的煤氣。2012年5月，回收了煉鋼新區(qū)5^#、6^#轉(zhuǎn)爐的煤氣。至此完成了對煉鋼6座轉(zhuǎn)爐的煤氣回收。

2.2轉(zhuǎn)爐煤氣回收量統(tǒng)計(jì):

注：⑴2015年以前，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量和消耗量分別統(tǒng)計(jì)，2016年以后回收量和消耗量統(tǒng)一按回收量計(jì)量。

⑵2011年8月，完成對1^#、2^#轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)改造，八萬回收量大幅度提升。

⑶十萬轉(zhuǎn)爐煤氣柜2012年5月投運(yùn)，扣除1-4月產(chǎn)量，噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量115.05Nm³/t。

⑷2015年-2016年3月八萬氣柜大修改造，回收量較低。

   ⑸2017年受華富機(jī)組故障影響，八萬放散3304爐，十萬放散758爐；分別影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收9.77Nm³/t和6.96Nm³/t；十萬氣柜因柜底板泄漏放散1417爐，影響十萬轉(zhuǎn)爐煤氣回收13Nm³/t。

   ⑹2018年八萬氣柜定檢放散388爐；八萬水封逆止閥故障檢修放散273爐；設(shè)備故障36爐；十萬氣柜定檢放散1104爐，設(shè)備故障放散179爐。

⑺2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)截止到9月份。

⑻對轉(zhuǎn)爐煤氣回收指標(biāo)統(tǒng)計(jì)僅以實(shí)物量為主，而不是以能量為單位統(tǒng)計(jì)，與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有一定差距。

3  提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量措施

3.1 2011年8月完成1^#、2^#轉(zhuǎn)爐回收系統(tǒng)改造：

  2007年11月龍鋼公司完成了八萬煤氣柜建設(shè)并投運(yùn)，順利實(shí)現(xiàn)了3#、4#轉(zhuǎn)爐煤氣回收，開啟了轉(zhuǎn)爐煤氣回收先河。但由于系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中只對煉鋼老區(qū)兩座轉(zhuǎn)爐進(jìn)行回收，對1^#、2^#轉(zhuǎn)爐的煤氣未進(jìn)行回收，2011年7月至8月，在3^#、4^#轉(zhuǎn)爐回收煤氣的基礎(chǔ)上，完成了對1^#、2^#轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)改造，順利投運(yùn)了1^#、2^#轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)，完成了對煉鋼老區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣的全部回收利用。

3.2 2012年5月，回收煉鋼二區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣

 2011年，公司在順利實(shí)現(xiàn)了煉鋼老區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣回收改造以后，著手對煉鋼新區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行回收，2012年5月完成了煉鋼新區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣回收改造，至次完成了煉鋼新區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)改造，對煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣全部進(jìn)行了回收，且煉鋼新區(qū)回收改造實(shí)施以來，指標(biāo)不斷刷新，效果顯著。

3.3.對煉鋼老區(qū)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造

   煉鋼老區(qū)1^#、2^#小風(fēng)機(jī)氧含量高導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煤氣不達(dá)標(biāo)，放散量較大。小風(fēng)機(jī)管道密封性不好，吸入空氣，造成氧含量高，不能滿足回收要求。2012年3月，對煉鋼老區(qū)1^#、2^#風(fēng)機(jī)進(jìn)行了升級改造，改造后未出現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣因氧含量高而導(dǎo)致放散，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。

3.4 2013年，轉(zhuǎn)爐煤氣回收實(shí)現(xiàn)了對CO濃度的雙限控制，煤氣回收量大幅提升

經(jīng)過幾年摸索和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)氧分析儀分析滯后時(shí)間長，造成回收時(shí)間較短，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收指標(biāo)。為了提升轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，組織工藝和自動化人員深入研究煤氣回收問題，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收的“雙限”控制，獲得了國家專利；并在原專利的基礎(chǔ)上，不斷完善放大功能，將回收限值數(shù)據(jù)改造至WICC操作畫面上，有利于操作工根據(jù)工藝變化及時(shí)修改限值參數(shù)，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。

3.5 2015年12月至2016年3月完成八萬氣柜大修改造

  由于八萬回收系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)只考慮回收3^#、4^#轉(zhuǎn)爐的煤氣，未考慮1^#、2^#轉(zhuǎn)爐。煉鋼老區(qū)四座轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收時(shí)，柜后管道、電除塵和加壓機(jī)不配套，造成轉(zhuǎn)爐煤氣不能全部回收，時(shí)有放散。為了回收全部的轉(zhuǎn)爐煤氣，公司于2015年12月至2016年3月，對八萬氣柜回收系統(tǒng)進(jìn)行了改造。增加了一臺電除塵，并更換了三臺加壓機(jī)等附屬配套設(shè)備，提升了八萬轉(zhuǎn)爐煤氣回收裝置水平，為八萬轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)可靠運(yùn)行提供了可靠的保障。

3.6 關(guān)鍵設(shè)備氧分析儀：

3.6.1 氧分析系統(tǒng)工作是否正常直接決定著轉(zhuǎn)爐煤氣回收的安全性及回收量。氧分析系統(tǒng)工作不正常輕則影響煤氣回收量，重則危及整個(gè)煤氣回收系統(tǒng)的安全。因此，氧分析系統(tǒng)出現(xiàn)故障能否快速及時(shí)排除，在轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)中顯的非常重要。根據(jù)多年對轉(zhuǎn)爐煤氣回收氧分析維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)轉(zhuǎn)爐煤氣回收氧分析儀系統(tǒng)故障判斷與排除，組織儀表維護(hù)人員學(xué)習(xí)研究，提供維護(hù)參考經(jīng)驗(yàn)，大幅度降低了氧分析儀對轉(zhuǎn)爐煤氣回收的影響。并將氧分析儀內(nèi)部的固態(tài)繼電器改為一般繼電器，降低了轉(zhuǎn)爐煤氣放散爐數(shù)。

3.6.2.目前煤氣分析儀采用西門子U23分析儀，分析儀安裝在一次風(fēng)機(jī)后煙氣道管上，轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)的煙氣通過采樣預(yù)處理系統(tǒng)用膜式泵抽取，經(jīng)二級過濾、除濕后送入主機(jī)進(jìn)行分析，可同時(shí)檢測轉(zhuǎn)爐煙氣中的CO、O₂的含量。煙氣中CO和O₂合格后，開始回收轉(zhuǎn)爐煤氣，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)轉(zhuǎn)爐煤氣的自動回收/放散。該分析儀為轉(zhuǎn)爐煤氣的回收提供了有效的安全保障，但目前也暴露出一些問題。

⑴、分析儀的在線取樣預(yù)處理取樣系統(tǒng)的取樣管及探頭易腐蝕、堵塞，備品備件消耗及維護(hù)、標(biāo)定工作量大。

⑵、分析儀主機(jī)受背景氣體、粉塵干擾等問題的制約，嚴(yán)重的影響了轉(zhuǎn)爐煤氣回收。

⑶、分析儀滯后時(shí)間長，氧槍給定信號后，2分鐘后才開始回收煤氣。

⑷、氧槍提起后部分合格的煤氣不能回收，影響煤氣回收量。

⑸、分析儀停電后，必須等半小時(shí)重新效驗(yàn)后方可正常運(yùn)行。

3.6.3 2017年8月份十萬三閥組U23分析儀更換為LGA激光氣體分析分析儀

光譜分析利用不同氣體成分均有不同的特征吸收譜線及氣體濃度和紅外或激光吸收光譜之間存在的Beer-Lambert[1]關(guān)系，通過檢測對被測氣體吸收譜線的吸收大?。醇す鈴?qiáng)度衰減信息）就可獲得被測氣體的濃度。

⑴不受背景氣體交叉干擾：

⑵不受粉塵和視窗污染干擾：

⑶不受被測氣體環(huán)境參數(shù)變化干擾：

⑷無需預(yù)處理、回收與氧槍信號無關(guān)：

⑸分析儀停電后來電即可運(yùn)行，不需重新效驗(yàn)。

對十萬三閥組兩臺分析儀更換后，回收時(shí)間延長了60-100秒，噸鋼回收量增加了2.8-4.6m³/t。

2018年10月份完成八萬3^#、4^#激光分析儀安裝工作，回收時(shí)間延長了100-120秒，噸鋼回收量增加了10-12m³/t。（取樣管較長）

2019年4月份完成八萬1^#、2^#激光分析儀安裝工作，回收時(shí)間延長了100-120秒，噸鋼回收量增加了10-12m³/t。（取樣管較長）

經(jīng)過2019年4月份全面改造后轉(zhuǎn)爐煤氣回收量得到了全面提升，均達(dá)到120m³/t，均達(dá)到行業(yè)平均水平以上。

3.7、關(guān)鍵設(shè)備加壓機(jī)維護(hù)：

轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)故障率高，運(yùn)行周期短。加壓機(jī)故障導(dǎo)致不能將回收的轉(zhuǎn)爐煤氣輸送出去，從而影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。對加壓機(jī)維修經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，編制了《煤氣加壓機(jī)維修標(biāo)準(zhǔn)化手冊》，并組織維修工進(jìn)行培訓(xùn)，規(guī)范了煤氣加壓機(jī)的維修，延長了設(shè)備的使用壽命。同時(shí)改變電除塵運(yùn)行方式，由原來兩開一備改為三臺同時(shí)運(yùn)行，提高除塵效果，檢修周期由原來的3個(gè)月改為2個(gè)月，第三電除塵上水增加了提籃式過濾器，防止噴頭堵塞，目前，煤氣加壓運(yùn)行周期由原來的1個(gè)半月提高到了6個(gè)月，減少了因加壓機(jī)故障而導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煤氣放散。

4  制約轉(zhuǎn)爐煤氣回收瓶頸

4.1  爐口微正壓控制

二文一塔凈化工藝流程，這種工藝流程以串聯(lián)文氏管為凈化裝置，其凈化率較高，并由可調(diào)喉口文氏管與活動煙罩配合實(shí)施爐口微差壓控制，為最大限度回收轉(zhuǎn)爐煤氣創(chuàng)造了條件。公司目前由于煙罩系統(tǒng)存在問題，不能實(shí)現(xiàn)煙罩上下移動，不能實(shí)現(xiàn)爐口微正壓控制，是制約轉(zhuǎn)爐煤氣回收的主要瓶頸所在，有待日后進(jìn)一步提升。

4.2  系統(tǒng)匹配問題

影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的“瓶頸”在于回收系統(tǒng)與煤氣輸送、加壓系統(tǒng)等不匹配等因素，公司有待進(jìn)一步優(yōu)化升級轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)、達(dá)到合理匹配，為全面提升轉(zhuǎn)爐煤氣回收奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.3  人員意識

轉(zhuǎn)爐煤氣回收好壞不僅只取決于轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的大小，而且與轉(zhuǎn)爐煤氣回收熱值高低，應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)爐回收能量指標(biāo)，目前這方面知識還需要進(jìn)一步宣貫，從而為全面提升轉(zhuǎn)爐煤氣回收能量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其次轉(zhuǎn)爐煤氣回收作為煉鋼副產(chǎn)品，各級人員重視程度還有待提高，對降低煉鋼成本、實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼起著決定性的作用，對環(huán)保達(dá)標(biāo)排放也不容忽視。

5  結(jié)束語

通過采取各種措施，龍鋼公司的轉(zhuǎn)爐煤氣回收量有很大地提高，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量,不僅能有效降低煉鋼工序生產(chǎn)成本,為實(shí)現(xiàn)“負(fù)能”煉鋼打下基礎(chǔ),而且能極大降低鋼廠污染物排放總量,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。隨著設(shè)備升級換代，人員操作水平日益成熟，轉(zhuǎn)爐煤氣回收還有潛力可挖，將龍鋼公司轉(zhuǎn)爐煤氣回收提高到一個(gè)更高的水平，創(chuàng)建能源節(jié)約型綠色鋼鐵企業(yè)而奮斗。