南鋼轉爐煤氣管網優化方案的選擇

孫 雯

（南京南鋼產業發展有限公司燃氣廠，江蘇 南京 210035）

南鋼東區3#十二萬柜區于2013年建成投用。柜區轉爐煤氣出口總管DN1600，架空敷設至同心路口分兩路DN1200轉爐煤氣管道向西、向東輸送。一路轉爐煤氣管道DN1200往東架空敷設約50m后通過調節閥直接插入送棒材、二燒的高爐煤氣主管DN1600內與高爐煤氣混合；另一路轉爐煤氣管道DN1200往西架空敷設至同心路與大棒廠路口后又分兩路，其中一路轉爐煤氣管道DN1200送二煉鐵兩座高爐熱風爐摻燒使用，經過4#高爐摻燒接口后縮徑至DN900送至5#高爐摻燒。同心路轉爐煤氣主管變徑至DN1000沿同心路繼續架空敷設至A點大平臺與西區轉爐煤氣送江邊發電主管DN1400連通，東區剩余轉爐煤氣則通過該DN1000管道送二十萬柜區混合站和江邊1#～3#發電使用。

轉爐煤氣管網圖可見圖1。

圖1 轉爐煤氣管網圖

1 改進前狀況

東區二煉鋼原設計產量430萬噸鋼/年，按回收指標120Nm3/噸鋼（1500kCal/Nm3折），實際作業小時平均轉爐煤氣回收量為50700Nm3/h。

根據市場需求，南鋼近期提出鋼產量提產計劃。南鋼二煉鋼挑戰550萬噸鋼/年，按回收指標120Nm3/噸鋼（1500kCal/Nm3折），實際作業小時平均轉爐煤氣回收量為76000Nm3/h。

東區轉爐煤氣消耗統計表1。

表1 東區混合煤氣、轉爐煤氣統計表

南鋼高爐煤氣熱值740kCal/Nm3，東區高轉混合煤氣熱值為800kCal/Nm3～900kCal/Nm3折算，棒材、二燒用高轉混合煤氣中混入轉爐煤氣量為10000Nm3/h～30000Nm3/h，加上東區二鐵廠熱風爐摻燒轉爐煤氣15000Nm3/h，則東區就地轉爐煤氣消耗最大為25000Nm3/h～45000Nm3/h，考慮全公司生產調度、停產檢修、二鐵廠換熱器效率提升影響，東區外送轉爐煤氣最大量考慮61000Nm3/h。現有外送轉爐煤氣管道水力計算見表2。

通過計算分析，僅靠東區現有一根DN1000轉爐煤氣管道無法將剩余61000Nm3/h轉爐煤氣送出，勢必造成棒材、二燒高轉混合煤氣多混轉爐煤氣、熱值提高和十二萬柜區放散增加，造成公司燃氣能源的浪費。為提高能源的利用效率，東區轉爐煤氣外送管道擴容改造勢在必行。

2 優化方案

根據擬建轉爐煤氣管道路由不同分兩個方案供選擇。

第一種方案：擬在同心路十二萬柜外送轉爐煤氣主管DN1600帶氣開孔DN1000，引一根轉爐煤氣管道DN1000沿同興路綜合管廊加層敷設至二十萬柜附近A點大平臺，與西區轉爐煤氣總管DN1400連接。該方案實施后，東區轉爐煤氣外送管道形成兩根DN1000管道外送于A點大平臺與西區轉爐煤氣主管連通。

東區外送與西區并網轉爐煤氣設計流量最大按61000Nm3/h，至并網點轉爐煤氣壓力為7.1kPa，與西區轉爐煤氣外送至并網點壓力7.5kPa基本平衡，能夠滿足東西區并網要求。

但并網后A點大平臺至1#、2#、3#五萬發電的轉爐煤氣管道管徑為DN1400，設計流量76000m3/h。西區并入此管網最大流量約50000m3/h～60000萬m3/h，疊加東區管線并入量30000m3/h，現有管道將無法滿足需要，需要另增加復線或進行擴容。

第二種方案擬將現二煉鐵摻燒轉爐煤氣主管DN1200延伸經放散塔、球團廠至江邊通達路送至江邊1#～3#發電主轉爐煤氣管道末端，與末端法蘭處連接，利用二鐵廠綜合管廊、高爐煤氣連通管管廊和江邊綜合管廊加層敷設，新建管道全長約1300m。

方案實施后，東區形成兩路轉爐煤氣管道外送東區轉爐煤氣。

一路現有同興路轉爐煤氣外送30000Nm3/h，至西區并網點A點平臺轉爐煤氣壓力為7.27kPa，與西區轉爐煤氣外送至并網點壓力7.5kPa基本平衡，能夠滿足東西區并網要求。

擬建一路DN1200轉爐煤氣管道將東區31000Nm3/h轉爐煤氣直接送往江邊1#～3#發電使用，至發電轉爐煤氣壓力達到8.91kPa，可以滿足發電接點壓力需要。

表2 東區現有轉爐煤氣管道水力計算表

3 優化方案比較

優化方案一，利用同心路管廊加層敷設，建設通道簡易，與現有生產干擾少，設施后管廊美觀大方，實施難度小；缺點是東區兩根外送轉爐煤氣管道均在A點平臺與西區管道連通，送到江邊五萬電廠還要通過原轉爐煤氣管道DN1400，從3#十二萬柜至江邊煤氣輸送距離約2900m，輸送距離長阻損大，尤其是當4#5#發電機組、二十萬柜混合站轉爐煤氣用量減少時，東西區轉爐煤氣均需通過原A點大平臺至江邊電廠的DN1400管道輸送，該段管道合理輸送量只有65000Nm3/h，滿足不了要求。

優化方案二，該路由較復雜，管架形式多樣，有鋼結構有混凝土結構，加層門型架需利用現有支架挑牛腿、包柱等措施，施工難度稍大。改造完成后，東區剩余轉爐煤氣外送形成兩條獨立通道，且東區部分轉爐煤氣直接供應江邊發電廠，新建通道輸送距離為2100m，比一方案縮短800m，據水力計算可知，新建通道按31000Nm3/h輸送量到達江邊接點壓力達8.9kPa，有較好的混入高爐煤氣管道條件（該點高爐煤氣壓力約8kPa～9kPa）。這條輸送線路也給一燒廠摻混轉爐煤氣提供了條件。

4 結論

綜合兩種方案的后期效果及項目投資進行比較，將選擇方案二對現有東區轉爐煤氣管道進行優化。優化后，轉爐煤氣管道形成環網，原A點至1#、2#、3#五萬發電管道還可起到轉爐煤氣連通管作用，平衡東、西兩區轉爐煤氣作用。