降低轉爐煤氣柜滿放散的控制措施

王自龍，鄧明勝

(上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210039)

引言

梅鋼公司煤氣系統有高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣三種煤氣組成，其中高煤、焦煤的產生具有連續性的特點，高煤、焦煤的發生量有在線的監控表計，給動力調度在線平衡煤氣提供重要依據，而轉爐煤氣的產生具有間隙性的特點。轉爐在冶煉不同鋼種時產生的轉爐煤氣量不盡相同，轉煤回收通過轉爐控制室與加壓站、鋼廠調整組與動力調度聯系。常常會發生柜滿放散或供應不足的問題。所以提出了掌握鋼廠作業的及時有效信息、摸索冶煉不同鋼種與產氣量的關系以及制定轉煤用戶的調節控制措施的方法提高轉爐煤氣的回收率，有效降低環境污染和對轉煤用戶生產的影響。

1 轉爐煤氣系統

1.1 轉爐煤氣簡介

轉爐煤氣是轉爐冶煉過程中的副產品，為鋼鐵企業內部中等熱值的氣體燃料，其成分主要包括一氧化碳60%～80%，二氧化碳15%～20%，以及氮、氫和微量氧，熱值約7 500 kJ/m3左右[1]，可以單獨作為工業窯爐的燃料使用，也可和焦爐煤氣、高爐煤氣、發生爐煤氣配合成各種不同熱值的混合煤氣使用。雖然轉爐煤氣是中等熱值的燃料，但是產量巨大、能源價值可觀，同時煤氣直接放散會產生大量的有害氣體和粉塵，對大氣造成污染。突發的煤氣緊缺很容易導致設備熄火和用戶停產。合理的轉爐煤氣系統運行管理對降低噸鋼能耗、減輕環境污染、確保系統安全具有重大意義。

1.2 轉爐煤氣系統工藝流程

轉爐煤氣工藝如圖1所示。轉爐煤氣經過凈化冷卻、三通閥后進入氣柜，經過電除塵、加壓機后送至石灰窯、電廠鍋爐、4#高爐熱風爐等用戶。

圖1 轉爐煤氣工藝流程圖

1.3 轉爐煤氣柜運行參數

梅鋼公司有2座轉煤氣柜，1座8 萬m3轉煤柜和1 座12 萬m3轉煤柜，氣柜位于能環部三加壓轄區內，由三加壓值班人員在動力調度指令下操作，能源調度中心有氣柜監控畫面，表1 為轉爐氣柜相關參數。煤氣柜的作用主要是以盈補缺、穩定管網壓力、保證生產安全。能源調度中心在設備運行、實時監控、系統調整、管理體制等方面不懈地探索和實踐，積累了大量的經驗，使得梅鋼轉爐煤氣系統運行管理日趨完善和成熟。

表1 轉爐煤氣氣柜運行標準

2 減少轉爐煤氣柜滿放散的具體措施

為了提高轉煤回收率，減少對石灰窯的限量次數，降低柜滿放散爐數，降低噸鋼綜合能耗，從鋼廠作業信息，鋼種與產氣量之間關系以及對用戶調節管控入手提出相應的解決方案。

2.1 及時掌握鋼廠作業的有效信息

一般在轉爐主吹6～8 min 后有煤氣回收，回收時間在10 min 左右，在副槍采樣時將結束回收。將“煉鋼L3”程序傳至動力調度臺，動力調度通過“煉鋼L3”上的“轉爐作業計劃”在線掌控出鋼記號、爐次狀態、轉爐號、鐵水準備情況、具體的吹煉開始時間，同時根據“工序狀態跟蹤”了解鐵水處理狀況、轉爐吹煉狀態、連鑄作業狀態。通過上述信息動力調度準確獲知煤氣回收節奏。

2.2 摸索不同鋼種與產氣量的關系

目前生產的鋼種系列分為：冷成型、碳素結構、花紋板、焊瓶、汽車結構、石油管線、耐腐蝕等。不同的鋼種所產生的煤氣量不同，在實際工作中動力調度由于對冶煉鋼種變化所引起的轉煤發生量變化估計不足，造成用戶限量和柜滿放散，因此充分掌握鋼種冶煉與煤氣發生量的關系具有重要意義。動力調度可根據“煉鋼L3”上的出鋼記號（如表2 所示）來掌控轉煤發生量的變化，提前做好轉爐煤氣的平衡準備。常規冶煉工藝，冷成型、碳素結構、低合金高強度、集裝箱等鋼種煤氣產氣量較為穩定，正常約在12 000 m3/爐；由于品種鋼冶煉工藝要求，合金添加量較多，花紋板、耐腐蝕、焊瓶等鋼種煤氣產氣量較低，波動較大，正常在4 500～9 500 m3/爐。掌握這些初步規律，指導能源調度中心可以有效控制柜容。

表2 鋼種與產氣量之間的關系

2.3 制定轉煤用戶的調節控制措施

轉爐煤氣用戶有4 家分別為石灰窯、熱軋加熱爐、熱電廠鍋爐、4#高爐熱風爐，其中石灰窯為轉煤的首要用戶，鍋爐、加熱爐、熱風爐為轉煤的調節用戶，調整順序原則：按照先減鍋爐、再減加熱爐、最后減熱風爐，動力調度根據冶煉節奏、鋼種與產氣量之間的關系，及時調整轉爐煤氣調節用戶的用量來保證轉爐煤氣首要用戶的正常使用，同時控制轉煤柜柜容在5 萬m3左右，減少柜滿放散的產生，具體的調節原則見圖2。

圖2 轉爐煤氣平衡調節

3 實施效果

該措施實施后，為調度員在線實時控制提供了依據，改變了平衡滯后性，提高了工作效率，大大降低了石灰窯限制次數，為生產質量合格的石灰提供了燃料保障。表3 所列轉煤柜1～4 月份放散72 爐，改進后5～9 月只有16 爐，柜滿放散爐數有大幅度下降。

表3 2020年實施前后放散對照表

轉煤回收率也有了顯著提升，每年可增效260萬元。另外動力調度員增強了品質意識、創新意識、分析問題及運用分析工具解決問題的能力。

4 結論

通過掌握轉爐吹煉節奏、研究鋼廠轉爐冶煉不同的鋼種所產出的煤氣量，便于調度員超前掌握轉爐煤氣回收量情況，對轉爐煤氣在線控制和平衡有著普遍指導作用，同類企業能源調度在線轉爐煤氣平衡時可以借鑒。