宣鋼3#高爐節能改造

袁曉東

（宣化鋼鐵股份有限公司煉鐵廠，河北宣化075100）

1 引言

宣鋼3#高爐2010年大修由原爐容1350m3擴容到2000m3，大修采用推移技術，熱風爐、干除塵、噴煤等全部更新改造采用新技術。經過大修改造3#高爐于2011年6月投產，在生產過程高爐及其附屬設備暴露出可靠性和精確性不足，能源消耗和浪費等問題。

2 高爐爐頂系統主要存在的問題

（1）爐頂放料準確率低，造成氮氣消耗量高；按照設計要求，放料準確率誤差應該在0.2左右，但是3#高爐投產后精度誤差在1左右，為保證布料準確性，爐頂依靠罐內沖氮放料，氮氣消耗較高。

（2）氣密箱“U”型水封投產后頂壓上升到180k Pa時即被擊穿，休風對“U”型水封進行了改造，水封被擊穿效果時斷時續，必須采取加大氮氣量的方式進行解決以保證氣密箱溫度。嚴重影響氣密箱溫度和布料準確性以及職工生命安全。需要進行徹底的改造。

（3）3#高爐爐頂液壓系統采用中冶邁克液壓系統，油箱及油管路和閥臺等設計沒有考慮在線濾油、保溫和檢修等需要，沒有伴熱保溫，使管路內油溫管段不恒定影響比例閥精度，影響閥和液壓系統的正常工作，導致高爐減風甚至休風等故障，必須進行改造。

（4）爐頂各閥軸承潤滑和軸封密封靠干油泵集中供給黃油，原設計靠分配器依靠壓力差來分配潤滑油，存在著分布不均和浪費等問題，需要改造解決潤滑和密封。

3 高爐外圍系統存在的主要問題

（1）3#高爐爐前除塵卸灰裝置采用螺旋卸灰機，通過對螺旋倉內打水滿足防止二次揚塵需要，但是實施生產中不能很好的混合，造成現場揚塵嚴重而卸灰機水量消耗仍然很高的問題，需要進行改造完善。

（2）3#高爐爐前除塵1600k W電機采用變頻調速控制，由于涉及原因造成變頻器C 3單元多次發生燒毀事故，電機不得不采用市電加風門控制調節，造成電能浪費。同時由于涉及爐前各操作閥門不能實現集中控制，需要采用集中控制——降低吸塵點，節約風機運行開度，從而節約電能。

（3）3#高爐截門房由于處于地下10m的地方，周圍漏水嚴重，經常性淹沒截門房內設備，采用每周抽水的方式截門管道溝由于地下水的滲漏，造成管道溝積水嚴重，多次采取堵漏措施效果均不理想，為保證管道溝、截門房等的正常運轉，每周都必須進行2次抽水作業，大量的清水被排入下水井，每周抽水排入下水道的水約2000t，造成水資源浪費和環境污染，必須進行改造，節約用水。

（4）3#高爐循環水泵站采用蒸發式空冷器，在運行中由于工藝需要每天需外排水量800～900t，直接排入污水管道，造成很大浪費。

（5）3#高爐氮氣在4#高爐噴煤房頂分開3個支路分別供3#高爐和原3#高爐噴煤、4#高爐和噴煤、3#高爐新建噴煤。每個支路上均設一個蘑菇閥用以調節各處壓力和流量，并各設一個旁通之路，直接用閘閥控制，在實際應用中，經常發生氮氣蘑菇閥故障時不能及時切換或者是切換后直接使用中壓氮氣造成后方設備承受超過額定壓力，損壞設備和密封，存在著很大的設備安全隱患和生產隱患，必須進行改造。

（6）3#高爐空壓機水泵房由于集中供水改造停止使用，但是由于空冷器與新供水管路存在交叉盲端，造成冬季11月～次年4月必須長流水防止凍害發生，造成浪費，舊3#高爐噴煤由于室內管路多年且走向復雜，造成工業水浪費，必須進行改造節約用水。

（7）3#高爐大修后熱風爐采用頂燃式熱風爐，各閥均采用液壓系統控制，設獨立的液壓站，由兩臺油泵控制，開爐后由于油泵頻繁啟動（平均3s啟動一次）造成燒毀多臺油泵，液壓站壓力也無法正常，必須進行改造。

綜上所述，高爐外圍及其附屬設備是高爐能源消耗的大戶，其節能改造對于高爐降低成本、安全穩定運行至關重要，所以對于外圍設備的節能改造必須進行以滿足高爐生產和低成本戰略的需要。

43#高爐節能改造的詳細技術內容

高爐及其附屬設備是高爐能源消耗的大戶，其穩定、準確、環保、節能運行是高爐生產和降成本的關鍵，為保證設備穩定可靠和節能運行，需要從設備的選型、設計、材質、能力以及現場工作環境及狀態等多個方面進行研究篩選，并結合具體情況進行具體分析對待，最終找到行之有效的解決方案，滿足高爐高強度冶煉的需要。經過認真研究，決定采取如下方案：

（1）對料流閥控制系統進行了系統研究和優化，完善料流開度、速度、反饋信號和協調一致性，合理調整回轉、傾動的圈數和行程，保證了放料的準確性，使合格率達到100%以上，準確率達到90%以上。從而杜絕了依靠氮氣壓力強行放料的問題，減少了氮氣消耗量。

（2）對上料速度進行了有效壓縮，對上密開關時間、料頭料尾檢測時間以及沖壓時間進行了壓縮，保證上料速度合理可靠，單罐短時間內不虧料線。使煤氣和氮氣沖壓時間時間明顯減少，降低了煤氣和氮氣消耗量。

（3）氣密箱水冷改造是結合開式與閉式水封的不同性能進行了，即保留了開式水封冷卻效果好的特點，又保證各種氣體、水等介質閉路循環，解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領先地位。對氣密箱水冷系統進行改造，變開式水封為閉式水封，有效壓縮氮氣消耗，由原來的每小時3000m3壓縮到1000m3。

（4）液壓系統增加測壓裝置與計算機相連，增加在線濾油裝置接口在線濾油，增加必要的閥門進行蓄能器和主油路控制分開，保證能正常檢修，增加料流閥、下密等有關油路的保溫和伴熱，保證油液能夠恒溫，不發生波動和壓縮影響料流精度。

（5）潤滑系統改造是在各支路上安裝控制截門，必要時單點單動，解決了聯動部分密封點打不進油的故障，保證了爐頂設備的良好潤滑和密封。同時減少潤滑油泵開關時間和減少潤滑油脂消耗。

（6）對二均氮氣系統進行了改造，把沖壓閥和減壓閥進行了位置互換，提高了沖壓閥的使用壽命和密封效果，并節約了氮氣沖壓時間，減少了氮氣量消耗。

（7）爐前除塵器二次揚塵問題采用伸縮式套筒卸灰閥改造方案，分別根據3#、4#高爐卸灰機高度采用9節和8節套筒，可以直接放置到卸灰汽車車廂頂部，并采用雙層結構，內部泄灰，外部聯結除塵管路，可以有效解決揚塵問題，并有效節約使用打水量，僅需要卸完灰后在外邊打水能固定住即可。

（8）爐前除塵變頻器控制單元問題采用變頻器升級措施，有效解決了變頻器故障，保證了變頻調速的正常運行。把現場操作控制引入除塵機房內，在高爐不出鐵時關閉相應的控制閥門，保證除塵效果的同時降低除塵風機轉速，節能降耗。

（9）為解決3#高爐截門房內的滲水浪費的問題，需要把管道溝內抽水用的清水泵的出口接入高爐沖渣水池，使水泵抽上的清水直接流回沖渣回水池作為補水。

（10）3#爐循環水空冷器排水管不直接排到污水管，而是排到水沖渣涼水塔水池，作為水沖渣補水，需要從3#高爐循環水空冷器外排水總管連接一根到水沖渣涼水塔水池的管道，并保持一定的坡度，便于自流和正常使用。

（11）在各支路旁通管路上各安裝一個蘑菇閥，與原管路上的蘑菇閥同時處于電腦控制之中，一用一備，一旦一個發生故障造成后端氮氣發生波動降低到一定值后，備用系統直接開啟，保證了后續氮氣壓力的穩定。同時把各個控制系統由4#高爐噴煤控制改造到分別分開到各高爐區域控制，保證了控制系統能夠隨高爐檢修。改造后沒有發生斷氮氣的情況和超壓的情況。設備運行良好。

（12）針對3#高爐空壓機房空冷器和舊3#高爐噴煤工業水消耗，均采用切斷方式，在進水管根部安裝截門，并砌井防凍保溫，可以保證冬天不存水，使用時仍可開截門使用。

5 改造效果

3#高爐節能改造起止時間為2011年8月到2012年4月，改造后收到了良好的節能和環保效果，主要表現在：

（1）壓縮上料速度、二均氮氣系統進行了改造、提高料流精度均有效節約爐頂氮氣消耗量，每小時可節約氮氣消耗量1000m3。氣密箱水冷改造是結合開式與閉式水封的不同性能進行的，既保留了開式水封冷卻效果好的特點，又保證各種氣體、水等介質閉路循環，解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領先地位。有效壓縮氮氣消耗，由原來的每小時3000m3壓縮到1000m3。爐頂液壓潤滑系統改造可有效提高液壓系統和潤滑系統設備使用壽命，降低潤滑油和液壓油消耗，并降低潤滑油泵運行時間，節約電能。

（2）除塵卸灰方式改變后，二次揚塵現象被杜絕，現場環境明顯改善，同時對于打水和現場沖洗用水節約效果明顯，兩個爐前除塵每天節約用水量在30t左右。

（3）爐前除塵變頻器2012年2月升級后故障消除，保證了變頻調速的安全運行，可有效降低電能消耗，3#高爐除塵電機1600k W，按照故障2011年6到12月故障3次，修復時間合計33天計算，變頻器按照轉速降低50%計算，年可有效降低電能消耗1600×0.5×33×2=52800k W·h。集中控制后可有效控制風機轉速和風量，年可節約電能1600×0.5×365=292000k W·h，合計年可節約電能344800k W·h。

（4）3#高爐截門房改造后可有效節約每周抽水排入下水道的水的水資源約2000t。

（5）3#爐循環水空冷器排水改造徹底解決了空冷器噴淋水排入污水管道，造成大量浪費問題，使噴淋水得到二次利用。

（6）氮氣氣源控制改造改造后故障率明顯降低，干除塵每年減少損壞布袋2200條，節約儀表元件和機電設備。

（7）3#高爐空壓機和舊3#高爐噴煤安裝截門控制后，從流量計和水池標記顯示年可節約工業水211m3，節水效果明顯。