高爐煤氣放散塔點火器氣源替代實現降成本

劉偉軍

(北滿特殊鋼有限責任公司， 黑龍江 齊齊哈爾 161041)

高爐煤氣放散塔(以下簡稱放散塔)，是將高爐煤氣進行高空排放的裝置。高爐煤氣，是高爐煉鐵過程中產生的含有一氧化碳、氫氣等可燃氣體的高爐排氣。其特點是熱值較低，僅3 500kJ/m3左右，不能直接燃燒。

放散塔的作用，是將高爐煉鐵生產過程中的高爐煤氣排放至大氣中。隨著國家環境保護要求的提高，一般均采取高空焚燒的辦法消除廢氣。各個煉鐵廠的放散塔，其高度一般為50～80m。塔項設有點火裝置，將高爐放散煤氣點燃，防止污染環境，并且使高空火炬點燃不受天氣環境影響。然而高爐煤氣本身熱值較低，不能直接點燃，需要設置一個長明火，以高溫火焰點燃高爐煤氣。目前放散塔點火器的長明火燃料設計都是選用天然氣，我公司長明火燃料設計用量約100m3/h，本地天然氣價格2.41元/m3，年運行成本約為208萬元，成本支出較高。因此，需要找到一種低價格的燃料，替代天然氣，降低成本。

1 改造可行性

高爐煤氣是高爐煉鐵過程中產生的副產品，主要成分是：CO、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO的質量分數約占25%左右，H2、CH4的質量分數很少，CO2、N2的質量分數分別占15%、55%，熱值約為3 500kj/m3,不易點燃。高爐煤氣著火點不高，似乎不存在著火障礙，但在實際燃燒過程中，受各種因素影響，長明火的溫度必須遠大于著火點，才能確保燃燒的穩定性，消除火焰突然熄滅的現象。

因此，在實際生產中，一般在放散塔頂部設計一套以天然氣為燃料的點火器裝置，做為放散塔的長明火，用以點燃高爐煤氣。

高爐煤氣的產量很大，雖然熱值較低，但CO的質量分數較高，可以回收利用，降低能耗。北滿特鋼的回收利用方法是，摻入一定量的天然氣，提高其熱值，形成混合煤氣，供給軋鋼廠、鍛造廠等加熱爐及退火爐使用，達到回收利用的目的。我公司目前的混合煤氣熱值控制在5 600kJ/m3左右。

根據燃燒理論，這個熱值下的混合煤氣燃燒穩定，可以替代天然氣，做為放散塔點火器的燃料。混合煤氣的成本主要是摻入天然氣的消耗，經成本計算，混合煤氣價格約為0.38元/m3，明顯低于純天然氣價格，成本能夠大大降低。

另外，在夏季，高爐煤氣含水量較低，經預熱后也能實現較穩定燃燒。

2 改造方案

對放散塔點火器進行改造，增加1個蓄熱體、增加4個點火燒咀、改造相應的管路和儀控裝置，將其燃料由天然氣改為摻混煤氣，夏季則改用預熱后的高爐煤氣。最終實現，夏季放散塔點火器燃燒預熱高爐煤氣，其它季節燃燒混合煤氣，降低長明火成本。

3 改造內容

3.1 設備改造

增加1個蓄熱體(750*400不銹鋼體)、增加點火燃燒器4個、增加混合煤氣管道DN80約60m，包括盲板閥、流量孔板、快切閥及兩個球閥。增加高爐煤氣管道DN100約60m，包括盲板閥、流量孔板、快切閥及兩個球閥。

3.2 燃料氣源參數

混合煤氣：流量100m3/h；壓力4kPa以上；熱值5 600kj/m3；接口尺寸DN80mm。

高爐煤氣：流量150m3/h；壓力4kPa以上；熱值3 300kj/m3；接口尺寸DN100mm。

3.3 改造后混合煤氣、高爐煤氣控制方式

利用快切閥門切換高爐煤氣與混合煤氣，并利用手動力閥門或盲板閥對該路氣源進行有效切斷，并對混合煤氣使用量進行統計記錄。

3.4 管路布置方案

具體管路布置見圖1。

圖1 改造管路布置圖

4 改造效果

在煤氣中摻入一定量的天然氣后，供給加熱爐等使用，不僅達到回收利用的目的，而且大大降低了成本。

4.1 天燃氣成本，供氣管線DN50，氣供氣壓力0.013MPa，流量約為100 m3/h，成本價格2.41元/m3，全年成本208萬元。

4.2 混合煤氣后，供氣管線DN80，供氣壓力0.015MPa，流量約為226m3/h，成本價格0.38元/m3，全年成本74萬元。

4.3 改造后年節約成本約134萬元。

5 結論

北滿特鋼在高爐煤氣中摻混一定比例的天然氣，供給軋鋼廠、鍛造廠等加熱爐及退火爐使用，不僅達到回收利用的目的，還有效地降低了成本，為實現節能降耗，創造環境友好的鋼鐵企業做了有益的嘗試。