楊 帆

(東北特鋼集團北滿特殊鋼有限公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

目前國內各鋼鐵廠大量采用轉爐進行鋼水冶煉，轉爐煉鋼效率高、成本低、見效快，轉爐煤氣屬于二次能源范疇，它是發熱值較高、無公害的能源。由于能源供應日趨緊張和對環保的要求越來越高,所以轉爐煤氣的回收已經受到人們的重視。為了發展生產,利用二次能源和解決環境污染,因此,國內外各鋼鐵企業非常重視轉爐煤氣回收。特別是能源緊缺的中國,更是千方百計地設法提高轉爐煤氣回收效率,節約一次能源。現東北特鋼集團北滿特殊鋼有限責任公司(以下簡稱北滿特鋼)新建一座80tVOD爐、一座80tLF爐及相應的公輔設施，年產鋼水能力83萬t。煉鋼過程伴隨著副產大量轉爐煤氣，由于轉爐煤氣的發生和煤氣的使用在時間上存在著極大的不平衡性，為此,需設置煤氣儲配站，用以調節煤氣供需不平衡及升壓的需要。新建30000m3煤氣柜一座,采用橡膠膜密封型干式氣柜,煤氣儲配各設施按t鋼回收煤氣90m3進行設計。煤氣儲配站內設有煤氣柜、電除塵器、煤氣加壓站。新建煤氣柜調試后正式投入運行,而運行后煤氣t鋼回收能力僅為39m3，與設計要求相差很大，回收率極低，每天有近5萬元的煤氣資源被白白扔掉。因此，提高轉爐煤氣回收效率，是北滿特鋼面臨的新課題。

1 主要技術方案及措施

實現轉爐煤氣回收達到設計要求必須解決3個主要技術難題。

(1)解決轉爐煤氣輸出壓力的問題

轉爐煤氣經過增壓機加壓后輸送到煤氣柜，由煤氣再向管網輸送時，最終輸送點壓力小于管網壓力，需對鼓風機、加壓機設備進行相應的改進，增大設備自身能力。

(2)解決轉爐煤氣入網點的問題

轉爐煤氣輸出后在進入煤氣總管網前有4個用點，造成轉爐煤氣大量泄壓后，輸出點壓力小于管網壓力，所以必需解決管道阻力損失過大問題。

(3)需完成回收參數的調整

原設計轉爐煤氣回收一氧化炭含量35%，經與行業專家論證，一氧化炭回收參數還有調整的空間，需解決通過調整設計參數，來達到煤氣回收的最大量。

1.1 工藝流程

來自旋風脫水器的轉爐煙氣→鼓風機→三通切換閥→水封逆止閥→U形水封→轉爐煤氣柜→輸出管網→管網入網點。

1.2 工藝技術特點

(1)為了節能，采用變頻調速，風機高、低速與轉爐傾動連鎖，設有自動和手動兩種操作方式，風機可在風機房操作，也可在爐前操作室操作，確保安全生產。風機檢修與煉鋼轉爐檢修同步，即一個爐役檢修一次。

(2)在爐前操作室和風機房操作室均能監控風機、風機后三通閥和水封閥的操作情況。

(3)煙氣中微量氧和一氧化碳成分連續自動分析和自動控制。當煙氣中氧的質量分數大于2%時，能自動發生報警信號，同時自動切換三通閥進行放散，當煙氣中氧的質量分數小于2%、w(CO)大于35%時，自動切換三通閥回收煤氣。

(4)鼓風機葉片、三通閥、水封逆止閥均設有沖水裝置，自動和手動操作。

(5)煤氣回收和放散與工藝操作連鎖，三通切換閥的轉換與放散管吹掃、閥的沖水、燃燒裝置點火及氣柜等進行連鎖。

(6)風機出口管道設取樣裝置，對放散煙氣及回收的轉爐煤氣進行分析，確保放散煙氣含塵量達標。

1.3 原因分析及采取的措施

1.3.1轉爐煤氣輸出壓力的問題

(1)原因分析

輸出工藝選用D300型轉爐煤氣加壓機兩臺，一用一備。D300型轉爐煤氣加壓機主要技術規格：進口流量18 000m3/h；介質密度1.368kg/Nm3；進口壓力1.0～2.0kPa；出口壓力14～15kPa；電機功率110kW；電機電壓380V。

而轉爐煤氣輸出入網點的壓力為13～15kPa，考慮沿程阻力損失后，輸出壓力與管網壓力基本相當，故造成煤氣輸出受阻，大量煤氣放散而無法回收利用。

(2)采取措施

新購置了兩臺出口壓力20kPa的煤氣加壓機，對原有加壓機進行了替換，使煤氣加壓機能力加大，在克服沿程阻力損失的情況下，保證了輸送壓力大于管網壓力。

1.3.2 轉爐煤氣入網點的問題

(1)原因分析

技術人員系統分析，對原設計方案參數進行論證，發現原設計上存在一定缺陷和不足。原設計為轉爐煤氣輸出后在進入煤氣總管網前有4個用點供北興公司冶煉使用，造成轉爐煤氣大量泄壓后，再向總管網輸出煤氣,輸出壓力遠遠低于以高爐摻混為主的總管網煤氣壓力。經分析當時轉爐煤氣輸出的煤氣僅限于供北興冶煉使用，無法實現向總管網輸送轉爐煤氣的目的。

(2)采取措施

技術人員跳出了原設計的誤區，將轉爐煤氣入網點與北興公司斷開，向煤氣壓力較低而急需高熱值燃氣的鍛鋼公司輸送。經過近一個月的緊急設計與施工，完成了新輸送管路的敷設與對接。大大減少輸送管路上的沿程阻力損失。

1.3.3 轉爐回收煤氣參數的調整問題

(1)原因分析

目前北滿特鋼已基本取消發生爐煤氣，利用天然氣與高爐煤氣摻混代替原有的發生爐煤氣，另新建了一臺30t/h的燃氣鍋爐，對煤氣回收量的需求加大。轉爐煤氣回收原設計一氧化炭質量分數35%，經與行業專家論證，一氧化炭回收參數還有調整的空間，通過調整設計參數，來達到煤氣回收的最大量。

(2)采取措施

公司聘請北京國金恒信管理體系認證公司的節能專家李博士，指導轉爐煤氣回收一氧化炭參數的調整，一氧化炭質量分數由35%調到20%。提高轉爐煤氣回收率，在煤氣回收已達到設計要求的情況下，t鋼回收量由95m3提高至110m3。

2 經濟效益分析

通過對轉爐煤氣輸出壓力及煤氣入網點的問題采取改進措施，使轉爐煤氣鋼回收能力從39m3提高到95m3，達到了設計要求。通過對轉爐回收煤氣參數的調整，使轉爐煤氣鋼回收能力從95m3提高到110m3，回收資源成本計算如下。

(1)彌補原設計缺陷不足帶來的經濟效益。通過彌補原設計缺陷，轉爐煤氣鋼回收能力從39m3提高到95m3，t鋼回收煤氣增加了56m3，2013年全年北滿特鋼轉爐產鋼568 239t，全年多回收轉爐煤氣31821km3,每千立方米轉爐煤氣價格為

360元。全年創效1 145萬元。

(2)通過對轉爐回收煤氣參數的調整，帶來的經濟效益。通過對轉爐回收煤氣參數的調整，使轉爐煤氣鋼回收能力從95m3提高到110m3。噸鋼回收煤氣增加了15m3，同時解決了煤氣質量高品低用的現象，該項措施于2013年11月份實施，根據2014年計劃產量，預計2014年多回收煤氣12 300km3,每千立方米轉爐煤氣價格為360元，預計全年創效443萬元。

3 結語

經過對轉爐煤氣回收能力不足的原因分析及改進措施，對轉爐煤氣回收設計方案提出改進，彌補設計缺陷，使轉煤氣回收利用率達100%。優化了用能結構，實現了資源回收綜合利用，實現了轉爐煤氣全部回收利用。該項措施的實施，年節約資金1 588萬元，同時為企業全面實現清潔能源提供了有力的保障。