天鋼軋鋼廠3500mm中厚板車間熱處理爐燃氣供氣系統的特點

□ 王 湛

一、天鋼熱處理爐工程概況

該工程是天津鋼鐵有限責任公司軋鋼廠3500 mm中厚板車間的后續工程，主要目的是進一步擴大產品品種范圍、提高產品的質量，增強企業的市場競爭力。該工程新建1號熱處理爐，用于鋼板的正火和少量的中溫回火(或高溫回火)。再預留一條淬火熱處理線。熱處理爐對燃料的要求:燃料低發熱值:7，524 kJ/Nm3，煤氣接點壓力:9～12 kPa。新建1號熱處理爐及預留淬火爐煤氣最大用量為28，000 Nm3/h。

二、天鋼熱處理爐燃氣供氣系統的特點

(一)熱處理爐可采用轉爐煤氣和混合煤氣兩種氣源，兩種煤氣在煤氣混合加壓站可實現不停氣切換。為符合天鋼提出的靈活、合理使用能源的要求，設計擬采用前期供轉爐煤氣后期供混合煤氣的方式。根據總圖布置，3500 mm中厚板車間熱處理線位于天鋼廠區東側，而所有燃氣氣源均在廠區西側，轉爐煤氣和高爐煤氣氣源均在廠區西側的氣柜區域，從氣源位置至熱處理線總長度約2 km，由于距離長輸送管道阻損大，所以無論是供給轉爐煤氣還是混合煤氣都必須先加壓再輸送。具體做法為:由于現階段轉爐煤氣用戶較少轉爐煤氣有很大富裕量，可用來供新建熱處理爐使用，但需加壓至約16 kPa后再用管道輸送至用戶點。今后隨著生產的發展轉爐煤氣用戶會增多，且轉爐煤氣要首先滿足煉鋼烘烤、雙棒材車間等用戶需要，已沒有多余量供中厚板車間，到那時只能用熱值為7，524 kJ/Nm3的混合煤氣。根據天鋼煤氣平衡情況，現階段高爐煤氣有一定裕量仍在放散(高爐煤氣壓力為8 kPa)，且高爐煤氣柜區域附近有天然氣氣源(壓力為0.2 MPa)，因此采用了高爐煤氣和天然氣混合的方式，采用先混合后加壓的流程。由于天然氣壓力比高爐煤氣壓力高很多，必須先經過天然氣調壓箱調壓至8 kPa后才能與高爐煤氣混合。為此需新建一個煤氣混合站及一個煤氣加壓站。煤氣加壓站內設有兩臺煤氣加壓機，前期用于加壓轉爐煤氣后期用于加壓混合煤氣，在煤氣混合加壓站內煤氣管道上設有必需的兩組電動蝶閥和電動盲板閥保證兩種煤氣可靈活切換。煤氣混合站及煤氣加壓站均采用儀電一體PLC系統控制。這部分流程圖詳見圖1煤氣混合加壓站過程檢測與控制流程圖。

圖1 煤氣混合加壓站過程檢測與控制流程圖

對蝶閥和盲板閥的安裝順序的說明:通常煤氣管道上蝶閥和盲板閥的安裝順序為:順來氣方向蝶閥在前盲板閥在后，由于盲板閥打開及關閉時閥門不密閉，這樣當需要切斷煤氣時先關閉前面的蝶閥再關閉后面的盲板閥，不會帶煤氣操作盲板閥，因而不會有煤氣外泄發生中毒事故。本工程為實現轉爐煤氣和混合煤氣在煤氣混合加壓站不停氣切換，在進加壓機的轉爐煤氣和混合煤氣管道上分別安裝了一組蝶閥和盲板閥，流程圖上閥門編號為V-11和V-12。閥門安裝順序為:順來氣方向盲板閥在前蝶閥在后，與一般情況下的安裝順序相反，這樣當需要從轉爐煤氣切換至混合煤氣時先打開混合煤氣管道上的盲板閥再打開蝶閥，這樣不會帶煤氣操作盲板閥，因而不會有煤氣外泄發生中毒事故。倘若順來氣方向蝶閥在前盲板閥在后，則會出現帶煤氣操作盲板閥，會有煤氣外泄發生中毒事故。所以蝶閥和盲板閥的安裝順序應根據實際操作情況確定哪個在前哪個在后，安裝順序不是永遠不變的。

(二)采用兩種熱值相差很大的煤氣混合。鋼鐵聯合企業多采用高爐煤氣和焦爐煤氣混合，當混合煤氣熱值為7，524kJ/Nm3時混合煤氣中高爐煤氣體積是焦爐煤氣體積的2.3倍。本工程則采用高爐煤氣和天然氣混合獲得混合煤氣，由于高爐煤氣和天然氣熱值相差很大，造成混合煤氣中高爐煤氣數量遠大于天然氣數量，高爐煤氣體積是天然氣體積的6.2倍，需要較長距離才能將兩種煤氣混合均勻。由于本工程煤氣輸送距離遠，從煤氣加壓站至熱處理線總長度約2km，如此遠的距離到熱處理爐前兩種煤氣完全可以混合均勻，因而供給熱處理爐的煤氣熱值是穩定的。建議其它工程若采用高爐煤氣和天然氣混合或其它熱值相差很大的幾種燃氣混合時，留有一段較長的輸送距離，使幾種燃氣充分混合，以免造成混合煤氣熱值不穩定。

(三)采取特殊方法帶氣開孔，實現高爐煤氣主管道不停煤氣。φ920×6高爐煤氣管道從現有φ3020×12高爐煤氣主管道上接出，為實現主管道不停煤氣采取了特殊方法在φ3020×12高爐煤氣主管道上帶氣開孔接出φ920×6高爐煤氣管道，在接口處安裝了一個電動閘閥。煤氣管道帶氣開孔作業由專業隊伍施工，已在天鋼實施過數次，實踐證明是安全可靠的。建議其它工程如遇煤氣管道不能停氣的時候采用此種施工方式。