鋼企煤氣系統安全增效運行研究

晏　桃

前言

在鋼產能力為350萬t/年的鋼企，配套一套焦爐煤氣加壓系統（焦爐煤氣站）和三套轉爐煤氣加壓系統（2#、3#加壓站）。煤氣加壓系統和鋼鐵產量是配套的。近幾年鋼鐵企業受市場環境影響，產能不均衡，尋求節能降耗方能使鋼企在走出困境的路上事半功倍，目前煤氣用戶對壓力需求不均，煤氣系統安全能耗增加，造成能源浪費。因此節能降耗就成為我們研究的重點。

根據煤氣系統目前的布局和近幾年的運行我們提出了：

（1）對分散的加壓站實現集中值守，通過安全系統升級、增加視頻監控、提高自動化程度，實現加壓站集中值守，降低人為安全隱患，減少人力資源成本。

（2）燃氣發電機組所使用焦爐煤氣在煤氣回收線上實行冷鼓風機直供，優化二次加壓成本。

1　目前存在問題

（1）煤氣加壓站較為分散，人員難以管控，存在的安全風險較大。

（2）目前焦爐煤氣加壓系統負荷較大，受負荷影響，加壓機進口管道壓力較低，影響整個系統的安全運行。同時受此影響，發電消峰調谷也不可實施，極大影響經濟效益。目前焦爐煤氣二次加壓機出口壓力為12～15 kPa，燃氣鍋爐使用焦爐煤氣壓力要求為不低于4 kPa，鍋爐煤氣的使用為調閥減壓后使用，存在壓縮功浪費現象，焦化冷鼓風機出口壓力為4～5 kPa，正好滿足發電鍋爐壓力使用條件。

2　技術方案

2.1　加壓站集中值守運行

（1）編制INTOUCH畫面，經雙冗余工業網，將2#加壓站監控信息傳輸至3#加壓站，實現2#加壓站設備數據遠程實時監控。

（2）設計安裝火災報警系統。在易燃易爆區域（配電室、加壓機房、進出口閥門區域）安裝煙感探頭、溫感探頭，現場設置緊急報警按鈕，主機安裝至主控室，可實時監控火災等事故情況。

（3）設計安裝視頻監控系統，實現2#加壓站全方位監控。在配電室、加壓機房、氣柜、閥門組等重要位置安裝高清攝像頭，配套照明等設備，視頻信號引至2#加壓站主控室、3#加壓站主控室，實現2#加壓站區域全方位監控。

（4）根據設備情況，變更部分聯鎖設置，編制Step 7程序，更改INTOUCH畫面，實現生產安全運行。加壓機全停時，加壓機進口閥門處于自動狀態，則閥門自動關閉，實現煤氣可靠切斷，保障安全；閥門關閉時，加壓機自動停止運行，保障設備安全使用。

（5）更改進線電源柜為雙冗余自動備投柜，當主電源故障時，備用電源可自動切換，保障低壓電源可靠。

（6）2#加壓站院內及外管網CO檢測信號傳輸至PLC系統，信號傳輸至3#加壓站，實現2#加壓站及3#加壓站數據實時監控，確保煤氣泄漏可及時發現，保障設備、管網安全運行。

2.2　焦爐煤氣冷鼓直供發電鍋爐

首先對直供形式進行驗證，在充分的試驗數據基礎上確保改造后的可行性。在改造前利用整個輸送系統檢修機會對直供進行試驗，前后3次試驗結果表明，在氣柜配合進氣量調整及控制回收壓力波動的情況下，冷鼓后焦爐煤氣壓力完全可以保證發電鍋爐的安全使用。

考慮到直供時用戶的安全性，在直供管道配套氧氣分析儀，參與氧氣超標的連鎖，同時還可以與氣柜、焦化氧氣分析儀形成參考、比較，對安全運行更有利，而且更具有運行的可操控性。

在直供管道加設可靠切斷閥組，從焦爐煤氣回收線直引管道至鍋爐供氣總管，改造時利用先進成熟的帶壓開孔技術，做到對現有生產零影響。

在運行期間將氣柜進口調閥壓力設定為4.2 kPa，放散以調節放散為主，水封放散為輔，設定調閥放散壓力為5.5 kPa以緩解焦化換方時壓力波動，水封放散調整放散壓力為6.5 kPa。

3　總體性能比較和技術創新點

該項目通過煤氣加壓站集中值守以及焦爐煤氣冷鼓直供發電鍋爐在滿足了用戶使用煤氣的前提下，壓縮能耗降低從而實現了煤氣系統安全運行成本降低，從根本上達到了煤氣系統安全運行中的節能降耗效果。提供了煤氣系統安全節能降耗新思路。

加壓站集中值守提高了煤氣系統的自動化程度，提高了煤氣場所安全性，保證了設備、運行的雙重穩定，同時也實現人力資源優化降本。

焦爐煤氣冷鼓直供發電輸送實現了節能降耗，為煤氣系統節能降耗潛能提供了新的思路和空間，對同類挖潛增效、降低成本具有借鑒意義。相同焦爐煤氣產量的情況下，焦爐煤氣冷鼓直供發電鍋爐減少二次加壓成本，節能降耗方面的優越性效果明顯，同時也給后續系統帶來延伸的經濟效益，降低成本具有借鑒意義，為后續項目建設可以一次性節約加壓設備、儲存設備、人力資源投入。

4　總結

在以安全為天的煤氣系統運行中，打破了煤氣系統傳統值守和供應模式，通過細致的理論研究，在實踐中把握住操作關鍵點，使煤氣系統正常運行，同時在節能方面，還做到了經濟運行，降本增效。