合理調配 確保能源介質氧氮的使用及平衡

田燕（天津天鋼聯合特鋼有限公司，天津，郵編： 301500）

天津天鋼聯合特鋼有限公司新建項目于2011年4月煉鋼開始試車，隨后煉鐵、燒結等各工序相繼試車，隨著設備的投入，實現了從圖紙的設計到實際運行，在實際運行中驗證了設計是否合理。氧氣、氮氣是煉鐵、煉鋼生產中不可缺少的重要動力介質，如何做好介質的平衡，合理利用氧、氮動力介質，最大限度降低能耗，是每個鋼鐵企業節能工作中的一項重要工作。

1 新建項目氧、氮動力介質設計

公司新建項目設計是按照年產鋼450萬噸、鐵450萬噸能力進行設計。主要設備包括燒結2*230m2；煉鐵3*1080m3高爐；煉鋼3*120噸轉爐，三臺連鑄等。配套公輔設施，設計院進行氣體能源介質的設計，主要包括了氧氣、氮氣及壓縮空氣等，設計氣體介質用量見表1，氣體介質使用量匯總表。

表1 氣體介質使用量匯總表（設計值）

根據能源介質用量的平衡情況，設計院設計了制氧機2*20000m3/h，空壓站設計了4*250m3/m i n空壓機。

1.1 制氧機設備情況

制氧機參數指標的設計為氧氣20000m3/h，氮氣20000m3/h，但是設備廠家供貨的設備氮氣生產量是40000m3/h，為后來的實際運行提供了條件。設計氧氣球罐2*1000立方米，氮氣球罐1*1000立方米，用于氣體平衡。20000N m3/h制氧機的主要性能指標見表2。

表2 20000N m 3/h制氧機空分設備主要性能指標

1.2 空壓站設備情況

空壓站設備采用一臺空壓機與一臺干燥機的一對一設計，四臺空壓機對應四臺干燥機。設計流量250m3/h，干燥空氣露點-20℃。在招標中要求設備廠家提供干燥空氣露點-40℃。

2 ．目前介質氧氣、氮氣生產使用的實際情況

新建2*20000m3/h制氧機，原有2*6500m3/h制氧機和1*4800m3/h制氧機，聯合特鋼公司制氧能力為：57800m3/h，制氮能力為97800m3/h。由于市場原因，新建設備一直沒有達到滿負荷生產。新建設備投產情況為：煉鐵2*1080m3高爐生產；煉鋼2*120噸轉爐生產；230m2燒結機一臺生產。配套公輔設施，開一臺20000m3/h制氧機，開一臺20000m3/h氧透；氮氣由兩臺20000m3/h氮透，兩臺氮透一臺壓力30MPa，一臺壓力15MPa；原有設備開一臺6500m3/h制氧機和一臺4800m3/h制氧機及相應的氧氣活塞式壓縮機，氮氣放空，不壓縮。

經過近一年的運行，發現氣體介質的使用情況與設計值相差較大。我們對各生產廠氧氣、氮氣、壓縮空氣介質使用情況跟蹤了半年，對實際使用情況進行了解。具體情況為：壓縮空氣用量約為31000m3/h，壓縮機開兩臺不能滿足使用，開三臺余量較大，壓縮空氣使用率約為72%；氧氣產量約33000m3/h，設備開車情況新建項目開一臺20000m3/h制氧機，開一臺氧透，原有設備開一臺6500m3/h，一臺4800m3/h，外送氧氣約28000m3/h，這樣既有放空又要補充液氧；氮氣約32000m3/h，氮氣由兩臺20000m3/h氮透提供，兩臺氮透一臺壓力30MPa，一臺壓力15MPa，放空量很大。表3統計了2012年4-5月動力廠生產、煉鋼、煉鐵兩個主要介質用戶的使用情況，表4統計了動力廠生產及外送氧氣情況。

表3 氧氣、氮氣和壓縮空氣生產和使用情況匯總

表4 4-6月動力廠生產及外送情況見下表：

3 能源介質使用分析（空壓站的能源平衡問題本文不做討論）

根據介質實際用量進行分析，以動力廠五月份氧氣生產情況分析：

氧氣產量33000m3/h，氧氣送出總管產量28042m3/h；煉鋼、煉鐵共用26987m3/h。實際生產中既有氧氣不能滿足生產使用用液體補充氧氣，同時還存在煉鋼用氧間歇氧氣大量放空的情況；五月份平均補充液體477m3（折標準狀態氣體381600m3），放散量 4957m3/h。

制氧設備開車情況為開一臺20000m3/h制氧機、一臺6500m3/h制氧機、一臺4800m3/h制氧機，氧氣產量33000m3/h，兩臺1000立方米球罐平衡設備用氣量，氧氣利用率為81.8%。

根據以上數據很明顯可以看到，在目前市場生產情況下，氧氣供應與煉鋼生產不匹配。

而氮氣的生產使用問題更為突出，氮氣開車為一臺流量20000m3/h、壓力3.0MPa氮壓機，一臺流量 20000m3/h、壓力1.5MPa氮壓機，氮氣只有一個1000m3的球罐用來平衡生產使用，大量的壓縮后的氮氣放空，造成能源及費用的浪費，氮氣的利用率極低，多數都在80%以下，很少有超過80%的利用率，氮氣供應與使用不匹配更加明顯。

4 解決方案及建議