煤氣系統優化改造技術在重鋼的應用

2018-05-09 01:30:10烏云圖雅張朋

科學與財富 2018年8期

烏云圖雅張朋

摘要：通過對煤氣管網、工藝、管理、用戶、自動化系統等的一系列優化改造技術后，大大提高了煤氣利用率，促進自產煤氣的合理利用，提高自發電量，降低能源消耗，給公司帶來了明顯的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：重鋼；煤氣系統；優化改造

1 前言

高爐煤氣和焦爐煤氣是煉鐵工藝和焦化工藝生產過程中產生的重要二次能源，具有很高的利用價值。但之前因公司生產方式、管網設置、控制系統等諸多因數影響，導致大量煤氣無法充分被利用，而只能將多余的煤氣通過燃燒方式進行放散，不僅白白浪費了能源，大大增加了生產成本，而且燃燒產生的SO2、CO2等污染因子對環境造成污染。

提高煤氣綜合利用水平，降低各類煤氣放散率是鋼鐵企業節能降耗的重要途徑之一。與國內其他鋼鐵聯合企業一樣，在重鋼的自產煤氣中，生產使用煤氣與發電使用煤氣未能形成互補調節關系，調節用戶有效調節能力不足，導致高、焦煤氣產生不必要的放散，造成浪費。為提高鋼鐵企業副產煤氣利用率，重鋼通過對煤氣管網、工藝、管理、用戶、自動化系統等的一系列優化改造技術后，大大提高了煤氣利用率，促進自產煤氣的合理利用，提高自發電量，降低能源消耗，給公司帶來了明顯的經濟效益和社會效益。

2 重鋼煤氣系統優化改造技術

通過對高爐煤氣和焦爐煤氣放散率的現狀分析，要降低煤氣放散率必須對煤氣系統進行優化改造，優化方式的根據是：①通過高爐煤氣、焦爐煤氣放損率研究，確定降低放損率相應對策。②對煤氣用戶使用情況分析，總結出提高煤氣綜合利用率的最佳工藝參數。③分析不同類型煤氣介質特性，提出進一步提高煤氣利用率的工藝改造理論基礎。

基于以上理論分析，公司開展技術攻關，對煤氣系統實施了一系列優化改造。

2.1煤氣輸送管網系統的優化改造

（1）改造前，中節能所需高爐煤氣的供應方式僅由從煤氣柜出來的一條煤氣管道進行輸送。而高爐煤氣柜設計的最大吞吐量為40萬m3/h，而在中節能3臺三菱燃機+1臺GE燃機+1臺130t鍋爐的運行模式下，高爐煤氣需求量可達60萬m3/h，僅有煤氣柜向中節能輸送煤氣完全不能滿足現實需求。此外，在高爐煤氣柜大檢修時，中節能所有發電設備也必須停運，造成更多的煤氣不能充分利用而被大量放散。

為解決上述問題，必須對高爐煤氣管網實施優化改造，增加一條可安全、自由向中節能輸送煤氣的管道。經過現場勘察和攻關組反復研究論證，決定在高爐煤氣柜加旁路管道，并成功實施優化了改造，解決了高爐煤氣柜吞吐量對中節能高爐煤氣用量的限制，大大增加了高爐煤氣利用量，減少了高爐煤氣放散。

（2）在混合煤氣用戶（型鋼、棒線廠）管網上增加轉爐煤氣管道，加強高、焦、轉爐煤氣的動態調節。在焦爐煤氣有缺口而轉爐煤氣富裕時，將混合煤氣用戶（型鋼、棒線材）倒換成轉爐煤氣，充分增加煤氣利用率，提高發電量。

（3）在4#高爐與3#高爐增加高爐煤氣聯通管。為解決4#高爐冷煤氣不能直接進入熱煤氣管網中，供中節能220t鍋爐熱煤氣用戶使用，然而現有熱煤氣產量又不能滿足用戶需要。實施煤氣管網改造，增加聯通管后，不僅可以減少對熱煤氣冷卻降溫過程中心消耗的成本，煤氣的熱能白白浪費掉，又可以減少冷煤氣的產生量，進一步減少了剩余煤氣的放散。

2.2對高爐煤氣柜的活塞油溝油位液位監控技術攻關改造

高爐煤氣柜的活塞油溝油位一直波動較大，嚴重影響煤氣柜的正常生產安全運行，煤氣不能按照設計正常生產運行。高爐煤氣柜活塞油溝油位監測設計采用的是雷達液位計。投運以來，活塞油溝油位一直波動較大，并先后對設備的量程、罐高等技術參數進行了重新設定，對二次儀表也進行了檢查，但一直未找到原因。

為確保高爐煤氣的充分利用，對其進行攻關改造。并經攻關組多次技術分析、討論，最后找到了設計不合理的原因。由于雷達液位計有導波桿，在安裝時候，又在導波桿上增加了一個鐵的圓柱型圓桶把導波桿套住，影響了設備信號的接收。把8個活塞油溝油位的圓柱型圓桶取消后，將參數進行了設定。經過對高爐煤氣柜的活塞油溝油位液位監控技術成功改造后，解決了一直以來活塞油溝油位檢測不穩定的安全隱患。保證了煤氣柜的正常生產安全運行，保證了煤氣高效利用。

2.3對高爐煤氣噴淋降溫裝置系統的工藝和控制系統優化改造

高爐噴淋降溫裝置作用是將高爐產生的煤氣通過在管道噴淋灑水進行降溫后送給公司生產廠用戶，經常發生出口溫度過高現象，導致高爐煤氣無法進柜回收利用，嚴重影響到煤氣的回收利用。在改造前有4個泵（每個泵控制2支噴槍），只有一套PLC控制系統，一旦控制系統出現問題，噴淋降溫裝置將無法安全運行。為了達到降溫效果，保證煤氣的高效回收，遂對其進行了技術改造，改造后保證了管網出口煤氣溫度有效控制，減少了煤氣放散。

2.4對煤氣柜的通訊系統及上位機系統優化改造

為防止數據采集堵塞，保證能中調度系統提供動態實時真實數據，為有效、合理調度提供準確信息，進行平衡調度，減少煤氣放散提高了必要條件。

2.5加強煤氣系統運行管理控制

（1）中節能是最大的高、焦爐煤氣調節用戶。及時按生產動態安排中節能啟、停發電機和鍋爐，做到發電量最大化，煤氣放散量最小化。

（2）通過經常觀察煤氣熱值，進行時時調節，平衡煤氣，保證共給用戶符合標準的煤氣，減少煤氣放散。

（3）為合理調配煤氣，平衡煤氣用戶，對焦化進行倒焦管理。在高爐煤氣多或焦爐煤氣不夠用的的時候，要求焦爐使用高爐煤氣，不實用焦爐煤氣。

3經濟指標和社會效益分析

3.1主要技術經濟指標分析

通過不斷對煤氣系統優化，順利完成了各項技術改造項目。經半年的實際運行情況，煤氣系統優化后，提高了煤氣利用率，節能降耗效果明顯。

通過煤氣系統優化改造技術攻關后，進行改造前后同期比較，高煤放散率降低4.92%，焦煤放散率降低7.85%。

3.2社會效益

（1）提高了煤氣綜合利用率，降低了煤炭資源的消耗，并大大減少了煤氣燃燒放散時產生的SO2、CO2等污染物的排放，降低了對環境造成的一系列污染，起到了明顯的節能減排效果。