天鐵轉爐煤氣回收綜合利用潛力分析及實踐

劉愛國（天津天鐵冶金集團有限公司，河北涉縣，056407）

天鐵轉爐煤氣回收綜合利用潛力分析及實踐

劉愛國（天津天鐵冶金集團有限公司，河北涉縣，056407）

鋼鐵工業對節能與環保需求的日益加劇，促使各大鋼千方百計地回收轉爐煤氣天鐵也根據自身情況加大轉爐煤氣回收量，指標年年提升，從攻關前的噸鋼不足60m3提高到目前的103.5m3。針對回收利用中的瓶徑問題，經過充分論證和實踐，徹底改變轉爐煤氣平衡利用能力不足的問題。

轉爐煤氣管道熱值

一、前言

在2005年，轉爐煤氣回收利用工作在公司領導的指導下，經過各單位共同努力下取得了噸鋼回收73 m3的成績，同比提高14m3，但是在回收利用方面還有很大潛力，而目前主要瓶徑問題就是轉爐煤氣收用不平衡，拒收問題比較突出，這也為今后加大轉爐煤氣回收能力提出了新的挑戰。

二、目前轉爐煤氣回收存在的問題

1、轉爐煤氣還存在一定的拒收現象，通常每天在8～10爐以上，因此有必要拓展轉爐煤氣使用用戶，增加轉爐煤氣消耗，徹底解決煤氣不能完全回收利用的問題。

2、目前轉爐煤氣回收的熱值較高，通常在1300kcal以上，在公司煤氣緊張的情況下，完全可以降低轉爐煤氣熱值多回收。

3、規范轉爐操作方法，確保降罩、穩定操作，減少冶煉損失。

三、增加轉爐煤氣回收利用的可行途徑

目前轉爐煤氣使用用戶主要是天鐵一軋、帶鋼，然而帶鋼使用沒有實現全轉爐煤氣燃燒，因此還有一定的潛力可以挖掘。具體數值如下：目前轉爐煤氣最大可回收利用能力為2.6萬m3/h，而目前一軋用量在1.2～1.6萬m3/h，帶鋼可利用能力為1.7～2.0萬m3/h，倆個用戶可實現利用2.9～3.5萬m3/h。顯然用戶完全可以消化這部分轉爐煤氣，同時考慮到轉爐煤氣與高爐煤氣主管連接，還可以少部分消耗掉0.3～0.5萬m3/h煤氣。因此，只要能實現帶鋼一軋用后的余量全部供給到帶鋼就完全可以解決煤氣回收中的瓶徑問題。

1、轉爐煤氣回收的具體方案

目前，帶鋼需要使用大量的高爐煤氣進行補充燃燒，因此，在多燒轉爐煤氣的情況下可以增加加熱爐的加熱強度，增加鋼帶產量，在取得直接經濟效益的同時，間接效益更加顯著。轉爐煤氣使用量不能滿足要求的原因主要轉爐煤氣供應沒有專門設計的供氣管線，利用原設計的回流管向高爐煤氣主管輸氣，混合后部分進入加熱爐，高爐煤氣管線壓力較高，造成轉爐煤氣不能全部回收，因此建議完善管線。具體方案是利用原有管線，將介入點從主管轉到往帶鋼的分管，在帶鋼分管兩側安裝閥門，從而達到降低管線壓力，利于轉爐煤氣的輸送。（具體方案見示意圖1、圖2）。

圖1 改造前煤氣管道示意圖

圖2 改造后煤氣管道示意圖

從圖中可以看出，改造方案是將轉爐煤氣與高爐煤氣混合點進行了改變，增加了一個閥門和10m以內的管道，經過分析得出：

（1）往帶鋼的高爐煤氣支管壓力低于主管壓力，同時經過調整新增加的閥門可以調整支管壓力；

（2）支管壓力降低有利于轉爐煤氣的回收，回收壓差可以增加1倍，轉爐煤氣回收量增加3倍以上；

（3）在加熱爐出現問題的情況下可以關閉往帶鋼的閥門，與改造前系統情況完全相同，因此不會對生產造成影響；

（4）轉爐煤氣的回收減少了煤氣放散，節約能源、減少污染。

因此，改造方案是成熟的，完全可以實施。

2、經濟效益分析：

1、投資

①僅通過改造，管道不進行更新，僅需要不足10米管徑為Dg600的煤氣焊管，投資額度不超過5000元（包含人工費用）。

②進行管道更新，將管徑增加到Dg800，所有投資費用在90萬元以內（包含人工費用）。

2、效益

①改造效益，轉爐煤氣回收水平可以達到噸鋼85m3以上，直接經濟效益達到：

（85－73）×272×0.1－0.5÷10＝326.4（萬元/年）

②更新管道方案實施后，轉爐煤氣回收水平可以達到噸鋼90m3以上直接經濟效益達到：

（90－73）×272×0.1－90÷10＝453.4（萬元/年）

如果增加的煤氣全部供應帶鋼使用，帶鋼產能可以達到大幅度提高，在熱裝熱送的前提下，可以提高帶鋼產能20%（粗略估計，帶鋼技術人員普遍認同有增產效果）以上，間接效益明顯。

綜上所述，在技術、管理、經濟效益、環保等各方面完全可行。

3、實施后效果分析

在理論的指導下，經過相關單位的努力，目前管道輸送能力不足的問題得到徹底的解決，效果非常明顯。以2010年數據為例，目前回收利用水平穩定在噸鋼100m3以上的水平。

四、科學合理確定煤氣回收參數

根據化驗數據，天鐵轉爐煤氣熱值平均在1376kcal，而CO回收利用的下限設定為35%，氧氣含量上限設定為2%，這些限制數據均是來源于某兄弟單位，然而煤氣回收利用技術的發展是突飛猛進，煤氣已經不在是原來意義上的廢棄能源的范疇，已經成為企業發展的主要動力能源，如何合理確定回收利用限制條件的工作顯得非常重要。

1、確保安全，嚴格執行氧含量

轉爐煤氣回收利用過程中，長期統計數據表明，大于0.2%的幾率非常少，高于0.4%的幾率幾乎沒有，從安全技術分析，如果氧含量大于1%就是設施嚴重異常同時可能很短時間大于2%，對照正常情況下，控制在0.5的含量就可以滿足生產需要，考慮的多回收利用和安全銜接的問題，將氧含量設定為1%，進一步增加安全性。

2、合理確認CO回收含量

根據天鐵煤氣特點，轉爐煤氣的替代氣源為高爐煤氣，因此，只要確保回收的沒有熱值高高爐煤氣熱值就可以回收利用，而高爐煤氣熱值在750 kcal的水平，其對應CO含量在20～23%，因此，我們完全可以將終點CO含量設定在23%，考慮到回收實際情況，暫時設定在25%。

五、加強轉爐操作

降罩操作和嚴格限制提槍的操作要求是十分必要的，因此轉爐煤氣在爐口燃燒溢流能夠導致至少10%以上的煤氣損失，對回收終點參數也會造成一定的影響，綜合影響煤氣至少12%以上的量，因此降低煙罩操作是十分必要的。冶煉過程中提槍將會導致此爐煤氣無法回收，按照35分鐘一爐的冶煉周期，每班一次提槍計算，將會影響噸鋼10 m3，因此，加強轉爐操作非常必要。

六、目前轉爐煤氣回收工作中存在的不足

1、轉爐降罩操作工作還有待進一步完善，這與目前的操作習慣和水平有關，改進難度很大。

2、煤氣在線化驗時間與回收時間還存在一定的差值，這個問題經過多年的努力依據沒有最終完美解決。

3、盡管轉爐煤氣終點參數工作做了很多，但是回收熱值在線科學分析還沒有提上日程。

七、結論

轉爐煤氣回收利用工作只要解決好發生環節的控制、回收途徑的暢通、終點參數的合理，噸鋼回收能力實現100 m3是完全可能的。

[1]中國強制性國家標準匯編中國標準出版社

[2]冶金熱能工程導論東北大學出版社

[3]中國鋼鐵工業生產統計指標體系冶金工業出版社

[4]現代冶金學冶金工業出版社