轉爐煤氣放散點火系統優化改造

賈永坡

(河北鋼鐵集團邯鋼西區煉鋼廠,河北邯鄲 056000)

轉爐煤氣放散點火系統優化改造

賈永坡

(河北鋼鐵集團邯鋼西區煉鋼廠,河北邯鄲 056000)

邯寶公司轉爐煤氣放散系統有DN2800凈煤氣放散塔和自動點火控制系統組成,點火伴燒氣源是焦爐煤氣。轉爐煤氣放散煙囪頂部處在距離地面80米平臺,由于暴露在低溫的大氣環境下,即使有伴燒火焰存在的情況下,也會產生無法點燃直接被放散的情況,造成嚴重的大氣污染,甚至會引起中毒事故的發生,因此轉爐煤氣必須采用點燃放散的形式排向大氣。

轉爐煤氣 放散塔 火炬 改造

1 改造前狀況

自1#、2#、3#轉爐投產以來，放散點火系統一直不穩定，經常存在點不著火的現象。經分析點不著火有以下幾種原因：(1)常明燈點燃后存在熄火現象：由于雨季或進入冬季后，嚴寒的氣候使得放散的氣體所含的水汽迅速冷凝成水，冷凝水部分進入到常明燈內并進入燃料氣管道形成積液，對常明燈正常使用的供氣量造成影響，加上杯閥轉回收時，吹氮氣防止回火及高空大風的作用，會引起常明燈的熄滅。(2)常明燈熄滅后無法可靠點燃：常明燈熄滅后，可以通過安裝在常明上的點火電極再次將常明燈點燃，但是，由于放散其它的冷凝水及燃料氣管道內的水汽的雙重作用，使得點火電極失效無法拉弧，造成常明燈無法點燃。(3)轉爐放散煤氣中的CO含量熱值降低，放散煤氣的熱值降低是轉爐煤氣無法著火的根本原因。

(4)由于主火炬拌燒的焦爐煤氣壓力降低，火焰高度不夠，焦爐煤氣主管網壓力約為0.25MP，但由于放散塔較高，且設計的管徑較小為DN40，加之焦爐煤氣中的焦油、萘等雜質會沉浸在管道內壁，使得管道的阻損比較大，因此到達火炬頂部時焦爐煤氣壓力很低。(5)當轉爐煤氣放散量較大時，還會出現伴燒火焰被熄滅的情況。

2 解決措施

邯寶公司低壓焦爐煤氣管網采用干式稀油密封封煤氣柜并網運行的方式穩定壓力，因此管網壓力不可能大幅度提高。若采用加壓后的焦爐煤氣，雖能保證焦爐煤氣的壓力，但不是經濟型的方案。

經聯系某廠家，得知可直接采用放散的轉爐煤氣作為點火伴燒氣源。經分析一方面在沒有增加額外介質消耗的情況下得以滿足放散點火的需要。另一方面可以節約高品位的焦爐煤氣使用。因此公司考慮應用此技術對放散煙囪火炬的改造。

3 改造具體措施

3.1 我公司轉爐煤氣放散煙囪系統原設計概述

(1)放散燃燒器：火炬主體內筒、外筒防風罩等組成。(2)點火燃燒器：常明燈燒嘴、點火燒嘴、點火槍、高能點火器、高壓電纜等。(3)點火控制柜：西門子S7-300、火焰檢測裝置等。(4)防回火裝置：氮氣吹掃管道、快速切斷閥。5)拌燒裝置：焦爐煤氣管道、手動蝶閥。(6)放散介質：轉爐煤氣。(7)點火介質：焦爐煤氣。

應用轉爐放散煤氣作為點火伴燒氣源的技術，主要對放散塔改造如下：(1)在80米平臺放散管頭部安裝3套高空點火伴燒器(點火氣源使用自身放散的轉爐放散煤氣)，以保證放散的高爐煤氣能夠點燃并且安全、可靠的充分燃燒。(2)在80米平臺放散管道頭部分別安裝3只K型熱電偶，檢測火焰燃燒狀態，將火焰溫度通過信號線傳輸給地面火焰檢測控制柜。

(3)在60米平臺安裝具有高壓調理功能的高壓發生調理器，從而保證了高壓系統的穩定性和可靠性。前者是產生高壓，后者是對高壓進行調理。兩者配合使用。高壓發生調理器輸入220V交流電信號，輸出13000V的高壓電，經高壓調理器的輸出是2-3萬伏。功耗為500W左右。(4)安裝高溫高壓引擎系統，從高壓發生調理器到高空點火伴燒器的高壓引線和支撐引線的部分稱為高壓引擎系統。每一臺高壓發生調理器到自維燃燒高空點燃伴燒器都配置一路耐高溫、高電壓的石英絕緣子及高壓導線，共配置3路。石英絕緣子及高壓導線沿放散塔架外側焊接和敷設。(5)在電氣室內安裝就地式控制柜一臺，柜內裝有S7-200PLC和各種信號處理器、驅動器、電源等，控制器面板上有更重信號指示燈，按鈕，硬手動點火開關等。控制器是該系統的控制核心，已形成了一個獨立系統，只需要供給220V單相交流電源連接各種現場輸入輸出控制信號，便可以獨立工作，可實現全自動、半自動、硬手動點火的功能。(6)修改PLC程序，增加點火成功信號輸入點和點火命令信號輸出點。

3.2 系統運行過程闡述

當轉爐氧氣閥門開、放散杯閥開到位、回收杯閥關到位、點火成功取反點，當以上幾點同時具備時再與CO作比較，如果CO含量大于20%則主PLC控制系統發出點火命令，輸出給點火控制器，控制高壓發生調理器輸出高壓電，使高空點火伴燒器內的電梯發生裝置產生面裝電弧電源，在高空點火伴燒器的腔體內與來自放散管內放散的轉爐煤氣與空氣的混合氣體相遇、點燃。從高空點火伴燒器上部噴出火焰，引燃放散管放散出的轉爐煤氣。

放散點燃后，由對應的火焰檢測組件熱電偶檢測到設定溫度達100-200度時，反饋給控制系統，系統停止向高空點火拌燒器供高壓電，系統處于監控巡檢狀態。

當某種原因，放散點火管意外熄滅，轉爐放散煤氣依然存在時，系統將自動重新點火。以保證放散管放散的氣體可靠、充分的燃燒，確保系統的安全。

4 效果評價

放散煙囪火炬系統經改造運行至今，基本能夠穩定點火運行。通過使用轉爐放散煤氣自身作為伴燒氣源對放散煙囪火炬系統進行改造，能夠安全可靠地實現點火后放散，減少了對大氣的污染及直接對空放散可能引起的中毒事故的危險。

由于采用了轉爐煤氣代替焦爐煤氣作為點火伴燒氣源，大大節約了高品質的焦爐煤氣。原來放散煙囪點火伴燒焦爐煤氣用量為1000立方米/小時，按我公司焦爐煤氣定價0.97元/立方米來計算，每年可節約焦爐煤氣折合人民幣為：1000*0.97*24*365=8497200元。

[1《]鋼鐵企業燃燒設計參考資料》編寫組《.鋼鐵企業燃燒設計——煤氣部分》.

[M《]中國鋼鐵工業環保工作指南》冶金工業出版社.

[2]《工業廢氣凈化與利用》化學工業出版社與環境科學與工業出版中心,2005年.

[3]成立良《.煉鋼轉爐煤氣回收與利用技術》中國環境科學出版社出版,1991年3月.