浅谈转炉煤气无气柜回收工艺的应用

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【摘 要】本文介绍了转炉煤气无气柜回收工艺的应用，以及其主要的工艺流程及特点。

【关键词】转炉煤气；无气柜回收；工艺流程

0 前言

济钢能源动力厂5万m3威金斯转炉煤气柜于2005年投用，迄今为止运行已有7年，现存在密封橡胶膜老化，气柜侧板、活塞板腐蚀严重、漏点较多等问题。由于气柜紧邻厂中路和鱼雷罐运输铁路，人、车流量较大，一旦发生密封皮膜破损会导致煤气大量泄漏，可能会引起煤气着火、爆炸和人员中毒。为了从根本上解决气柜现存的隐患，动力厂决定对该煤气柜进行大修。按照以往的思路，煤气柜进行大修的时候无法回收煤气，因此转炉煤气全部放散。

1 转炉煤气放散的危害

1.1 经济损失

该区域转炉目前钢产量7500-8500t/d，按回收标准100m3/t，平均发生量在3.12～3.6万m3/h。5万柜更换橡胶膜等工作检修周期约60d，常规考虑，在此期间造成的转炉煤气放散约5040万m3，造成的直接经济损失约为800万元。

1.2 环境污染

如果气柜大修期间，煤气点火后对空放散，未经除尘的转炉煤气约100mg/m3，即每天约76.8kg粉尘排向大气，势必对周围的环境造成环境污染。

以往气柜检修则停止煤气回收，造成了较大的经济损失及环境污染，但从现有5万气柜运行情况来看，大修已势在必行。本着节能降耗、创新创效的理念，为了最大程度降低气柜检修对转炉煤气回收构成的影响，应突破“转炉煤气无气柜则放散”的瓶颈，针对转炉煤气回收特性，采取相应的措施，变更目前转炉煤气回收、输送模式，实现5万柜离线大修期间转炉煤气的有效回收利用。

2 项目攻关方案

如果对该区域煤气管网进行改造，以高炉煤气作为保安气源消除转炉煤气回收的间断性，实现转炉煤气无气柜回收，则可以降低气柜大修期间转炉煤气放散造成的经济损失及环境污染。

2.1 无气柜回收思路

目前该转炉区域三台转炉运行，正常情况下一座转炉吹炼产生的转炉煤气可以由AI180的风机输送，但两座转炉重叠回收的情况下，无法吸纳的转炉煤气可由风机旁通阀进行放散来平衡管网压力。经统计，该区域每小时约8-10分钟无转炉煤气回收，这种情况下可由高炉煤气做为保安气源补充如煤气加压机进口管道。

2.2 实施的工艺控制流程

本工艺在原有管路基础上增加了四根联通管和两个压力调节阀。

（1）在转炉煤气柜入口管道和出口管道之间增加联通管，实现气柜大修期间进出口管道短接。

（2）在5#煤气加压站后去3#混合站的转炉煤气管道和转炉煤气柜入口管道之间增加联通管，作为保安用高炉煤气管道的连接管道。

（3）在3号混合站处的转炉煤气管道和小型线的高炉煤气管道之间增加联通管，实现多余的转炉煤气向高炉煤气供应，同时作为风机的保安管道实现高炉煤气向转炉煤气供应。

（4）在2号混合站处的转炉煤气管道和球团线的高炉煤气管道之间增加联通管，实现多余的转炉煤气向高炉煤气供应。

由于管网压力有波动，需要在联通管上设置高炉煤气压力调节阀、切断阀和转炉煤气压力调节阀，通过调节阀的调节实现无煤气柜时转炉煤气的有效回收。在转炉煤气回收过程中，通过控制系统，调节阀能够快速地捕捉到压力表传回的压力变化信号，并根据此信号做出快速反应，有效地调节管道中的压力，以保证设备的安全、稳定运行。

（1）当转炉煤气完全满足回收要求时

转炉煤气经过气柜进出口连接管进入现有的回收系统，使电除尘入口压力稳定在一定数值。当煤气压力超过某一数值，转炉煤气放散。

（2）当转炉煤气不能完全满足回收要求时

高炉煤气补充入煤气柜进口管中，使煤气柜进口管中压力保持在一定数值，保证加压站加压机的正常运行。当煤气压力超过某一数值，转炉煤气放散或切断联通管的阀门。

（3）当无转炉煤气回收时

高炉煤气补充入煤气柜进口管中，使煤气柜进口管中压力保持在一定数值，保证加压站加压机的正常运行。当煤气压力超过某一数值，切断联通管的阀门。

为实现无煤气柜时转炉煤气的有效回收，依据煤气管道各压力监测点压力变化进行调节阀的自动调节或关闭，要求压力信号及调节阀的控制信号要在控制室电脑中显示，以便实时检测或控制。

3 综合效益分析

转炉煤气全部放散时，煤气回收标准按100m3/t（钢），造成的经济损失约800万元；无煤气柜转炉煤气回收系统投入运行后，预计煤气回收可达70m3/t（钢），挽回经济损失约571万元；该系统成本投资约185万元，因此本项目可净增加效益约386万元。

4 结论

无气柜回收转炉煤气技术在厂内尚属首次，没有运行经验，可能存在不可预知的风险。例如，转炉煤气回收期间，不经气柜缓冲，热值波动较大，可能会给转炉煤气用户带来影响；但如果回收的转炉煤气能混入高炉煤气管网，转炉煤气得到稀释，估计不会造成大的影响。另外，由于管网压力波动大，仪表调节阀也会频繁调节，可能会给调节阀的正常使用及寿命带来影响。

为了争取转炉煤气最大程度回收，需尽量减少无转炉回收时间以及几座转炉同时回收的时间，最理想的状态为，大部分情况下一座转炉回收，少部分时间两座转炉同时回收，这就需要调整相应的生产节奏。如果方案能实施，既减少了空气污染，又减少了煤气放散带来的经济损失，提高了企业效益。