鋼企煤氣系統(tǒng)安全增效運行研究

晏　桃

前言

在鋼產(chǎn)能力為350萬t/年的鋼企，配套一套焦爐煤氣加壓系統(tǒng)（焦爐煤氣站）和三套轉爐煤氣加壓系統(tǒng)（2#、3#加壓站）。煤氣加壓系統(tǒng)和鋼鐵產(chǎn)量是配套的。近幾年鋼鐵企業(yè)受市場環(huán)境影響，產(chǎn)能不均衡，尋求節(jié)能降耗方能使鋼企在走出困境的路上事半功倍，目前煤氣用戶對壓力需求不均，煤氣系統(tǒng)安全能耗增加，造成能源浪費。因此節(jié)能降耗就成為我們研究的重點。

根據(jù)煤氣系統(tǒng)目前的布局和近幾年的運行我們提出了：

（1）對分散的加壓站實現(xiàn)集中值守，通過安全系統(tǒng)升級、增加視頻監(jiān)控、提高自動化程度，實現(xiàn)加壓站集中值守，降低人為安全隱患，減少人力資源成本。

（2）燃氣發(fā)電機組所使用焦爐煤氣在煤氣回收線上實行冷鼓風機直供，優(yōu)化二次加壓成本。

1　目前存在問題

（1）煤氣加壓站較為分散，人員難以管控，存在的安全風險較大。

（2）目前焦爐煤氣加壓系統(tǒng)負荷較大，受負荷影響，加壓機進口管道壓力較低，影響整個系統(tǒng)的安全運行。同時受此影響，發(fā)電消峰調(diào)谷也不可實施，極大影響經(jīng)濟效益。目前焦爐煤氣二次加壓機出口壓力為12～15 kPa，燃氣鍋爐使用焦爐煤氣壓力要求為不低于4 kPa，鍋爐煤氣的使用為調(diào)閥減壓后使用，存在壓縮功浪費現(xiàn)象，焦化冷鼓風機出口壓力為4～5 kPa，正好滿足發(fā)電鍋爐壓力使用條件。

2　技術方案

2.1　加壓站集中值守運行

（1）編制INTOUCH畫面，經(jīng)雙冗余工業(yè)網(wǎng)，將2#加壓站監(jiān)控信息傳輸至3#加壓站，實現(xiàn)2#加壓站設備數(shù)據(jù)遠程實時監(jiān)控。

（2）設計安裝火災報警系統(tǒng)。在易燃易爆區(qū)域（配電室、加壓機房、進出口閥門區(qū)域）安裝煙感探頭、溫感探頭，現(xiàn)場設置緊急報警按鈕，主機安裝至主控室，可實時監(jiān)控火災等事故情況。

（3）設計安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)2#加壓站全方位監(jiān)控。在配電室、加壓機房、氣柜、閥門組等重要位置安裝高清攝像頭，配套照明等設備，視頻信號引至2#加壓站主控室、3#加壓站主控室，實現(xiàn)2#加壓站區(qū)域全方位監(jiān)控。

（4）根據(jù)設備情況，變更部分聯(lián)鎖設置，編制Step 7程序，更改INTOUCH畫面，實現(xiàn)生產(chǎn)安全運行。加壓機全停時，加壓機進口閥門處于自動狀態(tài)，則閥門自動關閉，實現(xiàn)煤氣可靠切斷，保障安全；閥門關閉時，加壓機自動停止運行，保障設備安全使用。

（5）更改進線電源柜為雙冗余自動備投柜，當主電源故障時，備用電源可自動切換，保障低壓電源可靠。

（6）2#加壓站院內(nèi)及外管網(wǎng)CO檢測信號傳輸至PLC系統(tǒng)，信號傳輸至3#加壓站，實現(xiàn)2#加壓站及3#加壓站數(shù)據(jù)實時監(jiān)控，確保煤氣泄漏可及時發(fā)現(xiàn)，保障設備、管網(wǎng)安全運行。

2.2　焦爐煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐

首先對直供形式進行驗證，在充分的試驗數(shù)據(jù)基礎上確保改造后的可行性。在改造前利用整個輸送系統(tǒng)檢修機會對直供進行試驗，前后3次試驗結果表明，在氣柜配合進氣量調(diào)整及控制回收壓力波動的情況下，冷鼓后焦爐煤氣壓力完全可以保證發(fā)電鍋爐的安全使用。

考慮到直供時用戶的安全性，在直供管道配套氧氣分析儀，參與氧氣超標的連鎖，同時還可以與氣柜、焦化氧氣分析儀形成參考、比較，對安全運行更有利，而且更具有運行的可操控性。

在直供管道加設可靠切斷閥組，從焦爐煤氣回收線直引管道至鍋爐供氣總管，改造時利用先進成熟的帶壓開孔技術，做到對現(xiàn)有生產(chǎn)零影響。

在運行期間將氣柜進口調(diào)閥壓力設定為4.2 kPa，放散以調(diào)節(jié)放散為主，水封放散為輔，設定調(diào)閥放散壓力為5.5 kPa以緩解焦化換方時壓力波動，水封放散調(diào)整放散壓力為6.5 kPa。

3　總體性能比較和技術創(chuàng)新點

該項目通過煤氣加壓站集中值守以及焦爐煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐在滿足了用戶使用煤氣的前提下，壓縮能耗降低從而實現(xiàn)了煤氣系統(tǒng)安全運行成本降低，從根本上達到了煤氣系統(tǒng)安全運行中的節(jié)能降耗效果。提供了煤氣系統(tǒng)安全節(jié)能降耗新思路。

加壓站集中值守提高了煤氣系統(tǒng)的自動化程度，提高了煤氣場所安全性，保證了設備、運行的雙重穩(wěn)定，同時也實現(xiàn)人力資源優(yōu)化降本。

焦爐煤氣冷鼓直供發(fā)電輸送實現(xiàn)了節(jié)能降耗，為煤氣系統(tǒng)節(jié)能降耗潛能提供了新的思路和空間，對同類挖潛增效、降低成本具有借鑒意義。相同焦爐煤氣產(chǎn)量的情況下，焦爐煤氣冷鼓直供發(fā)電鍋爐減少二次加壓成本，節(jié)能降耗方面的優(yōu)越性效果明顯，同時也給后續(xù)系統(tǒng)帶來延伸的經(jīng)濟效益，降低成本具有借鑒意義，為后續(xù)項目建設可以一次性節(jié)約加壓設備、儲存設備、人力資源投入。

4　總結

在以安全為天的煤氣系統(tǒng)運行中，打破了煤氣系統(tǒng)傳統(tǒng)值守和供應模式，通過細致的理論研究，在實踐中把握住操作關鍵點，使煤氣系統(tǒng)正常運行，同時在節(jié)能方面，還做到了經(jīng)濟運行，降本增效。