宣鋼高爐區域能源介質管網優化運行的實踐

田歷

（河北鋼鐵集團宣鋼公司機動處，河北宣化075100）

綜合

宣鋼高爐區域能源介質管網優化運行的實踐

田歷

（河北鋼鐵集團宣鋼公司機動處，河北宣化075100）

主要針對高爐能源介質管網存在的不足進行詳細的闡述，并進行了完善與改造，使高爐節能收到了較好的效果并保證了高爐的高效穩定運行。

空氣；水；節能降耗；電效

1 宣鋼能源介質管網的現狀

宣鋼現有5座高爐，其中2500 m3高爐2座，分別是1#、2#高爐，能源介質管網基本相連；4#高爐1800 m3高爐一座，3#高爐2000 m3高爐，此兩座高爐毗鄰，在能源介質管網的布置上很多相關或者相連，5#高爐450 m3高爐，管網獨立。其中3#高爐投產于1989年12月，經歷過1998年、2003年2次大修，2010年3月開始第三次大修，計劃擴容到2000 m3，新建和舊有外圍能源介質管網需要進行切改優化。4#高爐2011年9月停爐進行中修，能源介質管網需要進行必要的綜合改造。同時由于公司低成本戰略的實施，對于利用率低的站網需要進行切并以提高利用效率，減少不必要的效率損失，所以需要從根本上采取運行和改造優化措施，保證煉鐵廠高爐區能源介質管網的安全高效運行。

2 優化改造的必要性分析

（1）高爐生產時宣鋼能源消耗大戶，是公司生產的主力軍和節能降耗的主力軍，外圍能源介質系統是關系到生鐵成本的關鍵因素，關系到高爐和外圍設備穩定順行和公司低成本戰略的實施效果。

（2）管網運行多年，積累了一些隱患和問題，一旦發生泄漏等事故直接關系到高爐安全和人身安全，是安全生產的需要。

（3）節水和提高綜合利用效果是目前節能的主要措施，是降低消耗和提高效率的需要。

（4）外圍管網是為各系統提供能源介質和動力資源的關鍵設備，是提高設備運行的穩定性的關鍵,是保證高爐強化冶煉和長周期穩定順行的要求。

綜合考慮以上因素，必須對高爐外圍能源介質管網系統進行完善改造和創新，以滿足高爐的要求.

3 完善改造和優化運行的實踐

3.1 總體思路

針對外圍管網的不同生產性質進行有特點的優化運行和完善改造，采取有效措施保證系統可靠運行。貫徹修、替、改、創的原則，克服慣性思維，完善能源介質系統保產能力，并充分利用舊有設備和成熟的技術，通過完善改造和創新設計理念真正實現高爐長周期穩定和節能降耗。1#、2#高爐屬于新建高爐，能源介質管網基本完善，3#、4#高爐均面臨大修和中修，能源介質管網有一定的優化空間，所以主要對3#、4#高爐進行優化改造，同時兼顧其他高爐。

3.2 空壓機并網改造

3#、4#高爐均設獨立的空壓機站，且相互毗鄰；3#高爐原設計兩個空壓機站，分別是高爐空壓機站和儀表空壓機站，供高爐爐前開眼機、擺動鐵鉤和其他氣動設備用壓縮空氣以及儀表執行機構和動力廠軟水站用風。4#高爐設獨立的空壓機站，為噴煤和4#高爐各用風點供風，各用風點使用情況不一，造成4#高爐用風富裕而3#高爐用風緊張，借3#高爐大修時機，拆除3#高爐空壓機站，把部分效率高的螺桿空壓機移動并入4#高爐空壓機站，實現集中供風，提高空壓機運行效率，并淘汰故障率高和運行效率低的空壓機，保證了高爐用風和效率提高。

3.3 水系統節能改造

（1）4#高爐空壓機站水系統改造，由于空壓機站由原來的5臺空壓機增加到9臺空壓機，原水系統不能滿足需要并且原水系統采自3#高爐，在3#高爐計劃檢修停水時需要使用地下新水進行冷卻，而且3#高爐面臨大修，需要進行改造結合現場地下管網的布置情況，空壓機房南側為4#高爐循環水C2泵組的供回水管路，根據4#高爐C2泵組的能力和水量平衡計算。把該泵組的水直接引入空壓機進行冷卻，節約因為檢修補充新水和關聯影響，又使C2泵組滿負荷工作，節約了電能和水。利用平時機會鋪設管路，計劃檢修時與主管道溝通，逐步關閉3#高爐供過的冷卻水和開啟4#高爐循環水泵站的冷卻水，實現安全切改，改造后C2泵組達到滿負荷運行，降低了無功功率。

（2）3#高爐噴煤站，供料槽下、空壓機水系統改造，原設計設獨立的水泵站為空壓機和噴煤供水，需要補充新水進行噴淋冷卻等，而循環水泵站C泵組卻不能滿負荷工作改造為由循環水直接鋪設管路的循環冷卻以提高水泵的運行效率。

（3）4爐沖渣補水原為3#高爐工業水管路和循環水C2泵組，但是循環水為動力廠脫泥間補水管路等水泵由于使用量小存在經常溢流，每天溢流200 t以上，需要治理溢流把這部分水充分利用。針對溢流問題把這部分溢流水引入循環水水沖渣補水管中作為水沖渣補水，每天可減少溢流200 t。

（4）4#爐高爐熔渣處理由于粒化效果不理想，管路腐蝕漏水等經常出現結塊等現象，故障頻繁，造成設備損壞嚴重和浪費水資源等，采用制作分水包和更新管路、粒化頭后移更新等解決了水耗高的問題。

3.4 對采暖蒸汽管道進行了優化

1#高爐從3#高爐區域引蒸汽管路滿足沖渣采暖需要，存在管路長、保溫不完善措施，所以在1#高爐區域采用臨時接點進行改造，縮短了管路2000 m，有效提高了蒸汽運行效率。

3#高爐避開施工區域并為施工區域預留接入點，對供料車間原來使用沖渣水采暖的采暖用戶采用75 t/h鍋爐采暖水改造，保證了冬季正常采暖和節約沖渣水消耗，對煤氣防護站、空壓機、噴煤進行汽改水，充分利用3爐區75 t循環水進行采暖，節約蒸汽。4爐區在排氣全部安裝截止閥，把蒸汽使用量調到最小，保證采暖和節約蒸汽。每周檢查跑冒滴漏不少于2次，保證執行效果。

3#高爐投產后在彎道和爬坡地段設置了工藝排氣，這部分氣體排放冬天全部浪費，根據現場條件，把工藝排氣進行回收，分別用于噴煤、槽下、機車待命房采暖和部分料倉保溫蒸汽，節約了大量的蒸汽資源。

3.5 氮氣和氧氣系統改造

在氣體廠院內部進行氧氣管路切改，把供應的氧氣各個高爐徹底分開，3#高爐氮氣由4#高爐噴煤廠房處引出。2010年2月，3#高爐大修需要占用原煤氣加壓站位置建設干式除塵，高爐需要生產到2010年10月，爐頂氣密箱和二均需要合適的氣體來冷卻和均壓，按照首鋼院設計，需要在2月計劃檢修3天更換水冷氣密箱，僅使用8個月就需要拆除，所以必須進行改造解決備件浪費問題。經過現場研究提出煤氣改氮氣的方案，為了滿足煉鐵工藝，使系統的運行符合工況，需要重新鋪設氮氣管路滿足爐頂氮氣要求，并在噴煤和爐頂設氮氣減壓閥，滿足二均和氣密箱氮氣需要，從而徹底拆除煤氣加壓站為3#高爐大修贏得時間.并優化3、4爐供氣管道，在備用管路上安裝氮氣減壓和調節閥，便于一個發生故障可以及時切換，并把控制分別分開，保證一個高爐發生故障不影響另一個高爐的正常運行。

3.6 焦爐煤氣管路

由于運行多年，在一些拐彎處容易造成焦油等堆積堵塞管路，在采用高壓清洗的同時，對于管路拐彎處采用增加旁通的方法進行改進，并對此處進行伴熱保溫。

3.7 高爐煤氣管路

由于積水容易造成冬季凍管路，在容易積水的地方增加脫水器進行優化，保證管路暢通。

對1#、2#高爐區域管網進行優化，使南網和北網相互連通，解決了煤氣資源幾座高爐共享的難題。

4 管網優化改造的實施及效果

4.1 進行集中管理

提高空壓機、水泵等機械運行效率和電網利用效率，以及變壓器的負荷率，降低不必要的消耗。

4.1.1把相互毗鄰的空壓機站進行合并改造，淘汰高耗能的空壓機，在全公司率先進行集中管理，提高效率，主要進行了以下改造：（1）把原8爐空壓機站的60M3螺桿空壓機兩臺車和40M3螺桿空壓機兩臺車移到4爐空壓機站，并把配電柜進行相應的改造和增容，預留3、4爐變電兩段控制回路和水系統預留回路。（2）連接相應的管路進行互通改造，保證兩座高爐的用風。（3）新建兩臺空壓機保證3#高爐噴煤用風，相應的電氣和水系統進行切改并行和增容。

4.1.2對零散的水系統用戶采用各個高爐集中地循環水泵站進行供水，淘汰分散的水泵房和直接采用地下水的冷卻方式，主要進行了4爐空壓機水改造、3爐噴煤空壓機和供料水泵房改造、引風機、主抽風機、中速磨水改造和4爐沖渣補水水源改造等，采用以循環重復應用代替一次性外排水，鋪設集中泵房的管路，把分設的水泵站淘汰，從而節約用水和提高水泵利用效率。節約用水，并進行了用電優化，提高變電站變壓器的負荷率，便于集中管理和操作優化。節水效果明顯。

4.2 根據各自不同的特點進行分開設置和管理，便于避免相互影響

（1）在氣體廠院內部進行氧氣管路切改，把供應的氧氣各個高爐徹底分開單獨調節供應。

（2）3#高爐氮氣原來與中型高爐氮氣共同引自氣體廠低壓氮氣管網，由于改造后的氮氣量和壓力無法滿足需要，經過測算決定由4#高爐噴煤廠房處引出，采取帶壓開孔的方式在官網上安裝閥門和減壓裝置，3#高爐爐頂氮氣改造經過現場研究提出煤氣改氮氣的方案，為了滿足煉鐵工藝，使系統的運行符合工況，需要重新鋪設氮氣管路滿足爐頂氮氣要求，并在噴煤和爐頂設氮氣減壓閥，滿足二均和氣密箱氮氣需要，從而徹底拆除煤氣加壓站為3#高爐大修贏得時間。

（3）優化供氣管道。在備用管路上安裝減壓閥和調節閥，控制系統分設控制。

4.3 對蒸汽管道進行了優化

主要措施能使用廉價的水暖的，堅決不采用汽暖，并充分考慮避開施工區域并為施工區域預留接入點，對供料車間采暖采用75 t鍋爐采暖水改造，保證了冬季正常采暖和節約沖渣水消耗，對煤氣防護站、空壓機、噴煤進行汽改水，充分利用8爐區75 t循環水進行采暖，節約蒸汽。

4.4 煤氣管網

采用高壓清洗和帶壓開孔等方式疏通、增加旁通和重新確定最低點安裝脫水器，并優化管路布置和走向，保證合理美觀安全。

4.5 實施效果

2010年1月開始到2010年8月結束，改造后收到了良好的效果，表1列出了能源介質管網優化改造前后的對比。

表1 能源介質管網優化改造前后的對比

由表1可知：

（1）改造后保證了大片區域職工的采暖需要，同時節約蒸汽消耗，一個冬季可節約3000 t蒸汽。

（2）高爐空壓機水系統改造后每天可節約新水1500 t，年可節約補充新水20.6萬t，解決水沖渣溢流和泄漏。改造后可降低溢流損失14.32萬t，合計可減少補充新水34.92萬t，同時有利于環境改善。相對于使用地下水的水壓提高，冷卻能力得到相應的提高，機溫顯著降低，有利于設備良好運行。同時循環水泵組在改造后無功消耗降低25%，提高了電效。

（3）空壓機并網后可減少3臺空壓機的運行和維護，可有效節約材料備件費和降低用電、用水等消耗。并進行了用電優化，提高變電站變壓器的負荷率，便于集中管理和操作優化。

（4）煤氣管網改造后可有效防止堵塞和凍害而影響高爐生產的故障。

（5）氮氣管網改造有效防止了突然停氮氣的故障，對于噴煤和高爐氣密箱的保護有很好的效果。

（6）改造后分散的水泵房撤銷，停開泵數量達到8臺，包括空冷器等電機減少額定功率800 kW，有效地節約了備件材料等維護費用。

管網優化改造后提高了管網的運行效率。

5 結束語

通過上述改造，在節能工作上取得了較好的效果。節約蒸汽消耗，節約新水、提高了電效。有效節約材料備件費和降低用電、用水等消耗、提高變電站變壓器的負荷率，提高了管網的運行效率。

（1）在全公司范圍內率先進行優化整合、提高運行效率的模式，空壓機并網提高運行效率、供水集中提高水泵運行效率、提高變電站變壓器的負荷率、提高電效率均在公司屬于領先地位。

（2）對外圍管網運行模式進行優化并針對性的進行了改造和重新設計。

（3）空壓機管網實現了合并，淘汰落后的空壓機，保證集中供風和提高效率。

（4）采用新思路解決循環水替代一次性外排水的方案。

（5）由集中的水泵站供水替代分散的補水和供水，保證集中供水和提高水泵利用效率和節水。

（6）進行了用電優化，提高變電站變壓器的負荷率，便于集中管理和操作優化。

Practice of Optimal Operation of Energy Medium Pipe Network in Blast Furnace Area

TIAN Li(Section of Machinery and Power,Xuanhua Iron&Steel Co.,Hebei Iron&Steel Group,Xuanhua,Hebei 075100,China)

The shortcomings in the energy medium pipe network of blast furnace of Xuanhua Iron&Steel Co are described in detail.The energy medium pipe network is reconstructed,which has achieved better energy saving effect of blast furnace and ensured efficient and stable operation of blast furnace.

air;water;energy saving and consumption reducing;power effect

TK018

B

1006-6764(2013)07-0086-03

2012-08-08

田歷（1971-），女，1997年畢業于河北冶金職工大學冶金機械專業，工程師，現從事煤氣設施的維護與檢修工作。