宣鋼高爐區(qū)域節(jié)約煤氣改造的實(shí)踐

王健

（宣化鋼鐵公司煉鐵廠，河北張家口075100）

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宣鋼高爐區(qū)域節(jié)約煤氣改造的實(shí)踐

王健

（宣化鋼鐵公司煉鐵廠，河北張家口075100）

為滿足生產(chǎn)的要求及轉(zhuǎn)爐煤氣的有效利用，2013年宣鋼實(shí)施了2#、4#高爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣工程。2#高爐接引了150 t爐區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣，并進(jìn)行了部分爐窯及換熱器改造以節(jié)約高爐區(qū)域煤氣消耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

轉(zhuǎn)爐煤氣替代；爐窯換熱器；改造；節(jié)能

1 引言

宣鋼2#、4#高爐均配置3座高溫內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，采用高爐煤氣為燃料，對(duì)熱風(fēng)爐廢氣余熱進(jìn)行回收，設(shè)置換熱裝置回收熱風(fēng)爐廢氣余熱，預(yù)熱高爐煤氣和助燃空氣。目前熱風(fēng)爐拱頂溫度降低幅度大，是風(fēng)溫降低的主要原因，熱風(fēng)爐吃煤氣量降低，但煙道溫度升高，表明熱風(fēng)爐蓄熱能力降低。對(duì)煙氣換熱器進(jìn)行清洗、打壓檢查，由于換熱器結(jié)構(gòu)緊密，翅片上結(jié)垢、積灰較多，清洗效果不好，打壓檢測有4根管泄壓。所以必須對(duì)換熱器進(jìn)行大修改造。同時(shí)隨著高爐冶煉技術(shù)和操作水平的提高，高爐煤氣的熱值已降到3000 kJ/m3，使用單一高爐煤氣無法達(dá)到1200℃風(fēng)溫。4#高爐在使用單一熱值高爐煤氣的情況下，需要進(jìn)行摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣改造以提高風(fēng)溫。4座高爐噴煤加熱爐均采用鞍山熱能研究院的加熱爐，在使用過程中，加熱爐出現(xiàn)熱能力不足的問題，需要進(jìn)行改造利用好熱能。

2 2#、4#高爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣改造

2.1 煤氣資源調(diào)研

宣鋼主要的氣體燃料有：高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣。其中煉鐵廠是高爐煤氣的生產(chǎn)大戶，在4座高爐都正常生產(chǎn)的情況下，大概每月產(chǎn)生高爐煤氣106061萬m3，所以高爐煤氣也是宣鋼所有重要生產(chǎn)工序的主要消耗用氣。煉鋼環(huán)節(jié)分兩個(gè)區(qū)域：百噸爐區(qū)和150 t爐區(qū)。百噸爐區(qū)的主要設(shè)備有120 t轉(zhuǎn)爐和2個(gè)110 t轉(zhuǎn)爐；150 t爐區(qū)有2個(gè)150 t轉(zhuǎn)爐。在所有轉(zhuǎn)爐都正常生產(chǎn)且轉(zhuǎn)爐煤氣儲(chǔ)氣柜運(yùn)行正常的情況下，以2013年8、9、10三個(gè)月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算，大概每月產(chǎn)生轉(zhuǎn)爐煤氣7300萬m3。基本上轉(zhuǎn)爐煤氣熱值接近于高爐煤氣的2倍。因?yàn)檗D(zhuǎn)爐煤氣的產(chǎn)量相比高爐煤氣較低且一氧化碳含量高，所以最合適作為摻燒燃料使用。

2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣的引入

百噸爐區(qū)的120 t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣柜5萬柜；2個(gè)110 t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入8萬柜，5萬柜和8萬柜距離很近，所以儲(chǔ)氣柜互為備用。150 t爐區(qū)的2個(gè)150 t轉(zhuǎn)爐產(chǎn)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入15萬柜。所有儲(chǔ)氣柜出來的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)，從轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)上接引轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入高爐煤氣管網(wǎng)，摻燒點(diǎn)有兩個(gè)，一個(gè)摻燒點(diǎn)在3#高爐南高爐煤氣管道上；另一個(gè)摻燒點(diǎn)在1#高爐北高爐煤氣管道上。在2013年6月之前，有各自的調(diào)節(jié)閥組和計(jì)量裝置的轉(zhuǎn)爐煤氣用戶有：煉鐵廠1#熱風(fēng)爐、動(dòng)力廠1#、2#、3#、4#鍋爐、中型材，去掉這些用戶使用的量后，還有一大部分剩余的轉(zhuǎn)爐煤氣通過摻燒點(diǎn)進(jìn)了高爐煤氣管網(wǎng)。

2.3 改造的實(shí)施

為滿足生產(chǎn)的要求及轉(zhuǎn)爐煤氣的有效利用，2013年公司進(jìn)行了2#、4#高爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣工程。2#高爐接引的是150 t爐區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣，從15萬轉(zhuǎn)爐煤氣柜煤氣出口總管（DN1400）出口上接引一條DN1000的管道，管道全長約420 m，在管道上加裝一套計(jì)量裝置，加裝一套閥組，包括一個(gè)電動(dòng)蝶閥，一個(gè)電動(dòng)盲板閥和一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)對(duì)新建調(diào)節(jié)閥進(jìn)行操作控制。4#高爐接引的是百噸爐區(qū)轉(zhuǎn)爐煤氣，從4#高爐馬路南側(cè)轉(zhuǎn)爐煤氣管道（DN900）末端上接引出一條DN900的管道，管道全長約350 m，在管道上加裝一套計(jì)量裝置，加裝一套閥組，包括一個(gè)電動(dòng)蝶閥，一個(gè)電動(dòng)盲板閥和一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)對(duì)新建調(diào)節(jié)閥進(jìn)行操作控制。2#熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煤氣壓力10 kPa、溫度25℃，正常用量為2.5萬m3/h，最大用量為4萬m3/h。4#熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煤氣壓力9 kPa、溫度25℃，正常用量為1.5萬m3/h，最大用量為2.5萬m3/h。

3 4#高爐換熱器大修改造

利用熱風(fēng)爐煙氣余熱通過分離式熱管換熱器對(duì)助燃空氣和煤氣同時(shí)進(jìn)行預(yù)熱。助燃空氣和煤氣溫度可以提高110℃以上。一般助燃空氣預(yù)熱的效果是每提高100℃，t理可提高30～35℃；煤氣的預(yù)熱效果是每提高100℃，t理可提高50℃；在助燃空氣和煤氣雙預(yù)熱時(shí)，其效果是兩者分別預(yù)熱效果之和。所以4#高爐通過換熱器預(yù)熱助燃空氣和煤氣，t理可提高80～100℃。利用休風(fēng)機(jī)會(huì)把換熱器切除出系統(tǒng)，進(jìn)行大修改造，更換煙氣預(yù)熱器及除灰器、更換煤氣預(yù)熱器、更換助燃空氣預(yù)熱器、更換煤氣預(yù)熱器放散閥、更換煤氣預(yù)熱器脫水裝置，煙氣、煤氣、助燃空氣預(yù)熱器、管束保溫。

4 噴煤煤氣節(jié)能改造

4.1 焦?fàn)t煤氣管路改造，3#高爐噴煤設(shè)計(jì)紅線是利用原3#高爐噴煤焦?fàn)t煤氣管路，在4#道口處加旁通、眼鏡閥進(jìn)入3#高爐新管路，由于舊管多年堵塞嚴(yán)重，且原3#高爐噴煤管線腐蝕，造成焦?fàn)t煤氣不足，利用停煤氣的機(jī)會(huì)更新這部分管路，并增加閥組，切掉原噴煤焦?fàn)t煤氣管路，保證焦?fàn)t煤氣壓力和流量穩(wěn)定。

4.2 加熱爐燒嘴改造：3#、4#高爐噴煤燒嘴均采用套筒式燒嘴，由于煤氣雜質(zhì)和高溫傾蝕，燒嘴發(fā)生蠕變或者缺口，造成火焰變向，改造燒嘴材質(zhì)，把容易腐蝕開裂的部位增加耐磨層和加厚處理，并增加涂料，解決了燒嘴裂口的問題，集中了火焰，提高了溫度。

4.3 加熱爐內(nèi)襯維護(hù)，防止熱能過度流失：噴煤加熱爐在使用過程中出現(xiàn)爐皮燒紅、觀察孔附近燒紅跑風(fēng)等現(xiàn)象，影響到熱能力充分利用，利用休風(fēng)機(jī)會(huì)，扒掉內(nèi)襯中松動(dòng)的耐火磚，應(yīng)用熱風(fēng)爐專用大墻磚，增加一層保溫磚和巖棉氈，并在內(nèi)部堵縫，使熱能不能跑到加熱爐外部來，解決了燒紅跑風(fēng)現(xiàn)象，在相同煤氣消耗情況下，加熱爐溫度提高18℃，節(jié)能降耗效果明顯。

4.4 4#高爐磨機(jī)高爐煤氣每小時(shí)使用量為6500 m3，通過加大廢煙氣的使用量，并把高爐煤氣與空氣的比例由原來的1：0.7變?yōu)?：0.8，更好地利用了廢煙氣本身的溫度與殘留煤氣。在臺(tái)時(shí)產(chǎn)量不變的前提下，使高爐煤氣最高使用量由6500 m3/h減少至4500 m3/h，每天可節(jié)約煤氣32000 m3/h。

5 改造后效果分析

5.1 轉(zhuǎn)爐煤氣改造后效果

2013年6月2#、4#高爐熱風(fēng)爐開始使用摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣，4#高爐使用效果明顯。4#高爐自投產(chǎn)以來已經(jīng)使用了7年，熱風(fēng)爐系統(tǒng)的所有換熱器有灰塵堵塞現(xiàn)象，不能更好地發(fā)揮作用，煙氣的余熱不能有效利用。高爐生產(chǎn)要求的熱風(fēng)爐球頂最高溫度是1330℃，在2013年大修之前且沒有摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣的情況下，4#熱風(fēng)爐的實(shí)際球頂溫度最高達(dá)到1290℃左右，在不能及時(shí)進(jìn)行高爐維護(hù)的情況下，單燃燒高爐煤氣已經(jīng)達(dá)不到生產(chǎn)的要求了。自從2013年6月實(shí)施摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣工程之后，4#熱風(fēng)爐球頂溫度可以達(dá)到1330℃，滿足了生產(chǎn)需求。在提高風(fēng)溫的前提下，2#高爐也摻燒了轉(zhuǎn)爐煤氣，使用量相對(duì)于高爐煤氣較少。

根據(jù)能源數(shù)據(jù)顯示（2#高爐熱風(fēng)高爐煤氣計(jì)量表2013年4月投入使用），在熱風(fēng)爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣較多的情況下，高爐煤氣的消耗就減少了，全公司多余的高爐煤氣可用于能源回收再利用，滿足了有效利用轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣的要求，而且煉鐵噸鐵消耗煤氣費(fèi)用下降，使用轉(zhuǎn)爐煤氣期間高爐消耗煤氣總費(fèi)用降低，如表1。

Practice of Gas-Saving Transformation of the Blast Furnace Area in Xuanhua Steel

WANG Jian
(The Ironmaking Plant of Xuanhua Iron and Steel Co.,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

In order to meet production demand and effectively utilize converter gas,Xuanhua Steel carried out a transformation project for blending combustion of converter gas at its No.2 and No.4 blast furnaces.The No.2 furnace introduced the 150 t converter gas and was modified in some parts of its hearth and heat exchanger to reduce gas consumption,which has achieved the goal of energy saving.

converter gas blending;hearth heat exchanger;transformation;energy saving

X757

B

1006-6764(2015)02-0009-02