趙立軍，孟凡杰，姜彥冰，李偉偉，宋守強(qiáng)
（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）
摘要：針對鞍鋼鲅魚圈高爐設(shè)備檢修維護(hù)過程中傳統(tǒng)處理煤氣方法煤氣處理時間長的問題，提出了分段處理煤氣方法，通過采取將煤氣凈化系統(tǒng)分成五段，在各段之間安裝可靠的切斷裝置并分別安裝吹掃介質(zhì)等改造措施，節(jié)省煤氣處理時間 3 h，縮短高爐休風(fēng)時間 3.5 h，使高爐產(chǎn)量損失平均降低了 349 t/d，高爐電耗和風(fēng)耗分別減少了 2.04 kW•h/t、30 m3/t，具有推廣意義和借鑒價值。
關(guān)鍵詞：高爐煤氣；除塵凈化系統(tǒng)；處理煤氣；分段
高爐生產(chǎn)是高壓狀態(tài)下的連續(xù)運行過程，在對運行設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù)時，必須停止生產(chǎn)并待至常壓休風(fēng)狀態(tài)[1]。為了保證檢修人員和設(shè)備的安全，防止事故的發(fā)生，并為施工創(chuàng)造有利條件，休風(fēng)作業(yè)程序中要求，完成除塵凈化系統(tǒng)的煤氣處理和爐頂點火作業(yè)后，才能進(jìn)行爐頂設(shè)備檢修[2]。傳統(tǒng)除塵凈化系統(tǒng)煤氣處理時間較長，直接影響高爐休風(fēng)時間，休風(fēng)時間長，則高爐產(chǎn)量損失大。鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉鐵部（以下簡稱鞍鋼鲅魚圈）為了解決高爐傳統(tǒng)除塵凈化系統(tǒng)煤氣處理時間長的問題，對除塵凈化系統(tǒng)進(jìn)行了改造， 應(yīng)用分段處理煤氣方法替代傳統(tǒng)處理煤氣方法，效果良好。
1 傳統(tǒng)處理煤氣存在的問題
鞍鋼鲅魚圈有兩座 4038 m3 高爐，分別于 2008 年 9 月和 2009 年 4 月開爐投產(chǎn)。初始設(shè)計的高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)中，粗除塵部分采用重力除塵器除塵，精細(xì)除塵部分采用高爐煤氣環(huán)縫洗滌塔(比肖夫法)除塵，均為典型的濕法除塵工藝[3]。該方法是將整個高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)內(nèi)的煤氣全部處理完畢后進(jìn)行爐頂點火[4]，處理時間為 2.5~3 h。過長的煤氣處理時間將影響爐頂點火作業(yè)，致使檢修作業(yè)無法盡快進(jìn)行，同時也延長了整個高爐的休風(fēng)檢修時間。
為了節(jié)省能源并提高煤氣溫度，分別于 2013年和 2014 年對兩座高爐的煤氣除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，將精細(xì)除塵部分由濕法除塵改為干法除塵。改造后，按照國家安全標(biāo)準(zhǔn)化（《GB6222-2005 工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》）要求，點火前必須首先對整個煤氣凈化系統(tǒng)通氮氣進(jìn)行管路吹掃，導(dǎo)致煤氣 處理時間有所增加。 1# 高爐多次休風(fēng)處理煤氣記錄的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，濕法時處理煤氣時間為 160~170 min 左右嗎，改為干法處理后為 230~250 min，增加了 70 min 左右。為了保證每次定修設(shè)備檢修項目的順利完成，將定修時間由原來的 16 h 增加到18 h， 即每次檢修作業(yè)將造成高爐產(chǎn)量損失 300~500 t。
2 解決措施
為了避免檢修時間延長對高爐產(chǎn)量造成的影響，鞍鋼鲅魚圈對高爐煤氣處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造，應(yīng)用分段處理煤氣方法替代傳統(tǒng)處理煤氣方法。高爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
2.1 煤氣凈化系統(tǒng)分段
煤氣除塵凈化系統(tǒng)中直接和高爐爐頂聯(lián)通的只有荒煤氣管道和回壓管道，如果荒煤氣管道和回壓管道與煤氣除塵凈化系統(tǒng)的其他部分之間有可靠的切斷裝置，處理煤氣時只要將荒煤氣管道和回壓管道的煤氣處理完畢，就可以進(jìn)行爐頂點火。因此，提出分段處理煤氣的方式，將煤氣凈化系統(tǒng)分成五段：
第一段為連接高爐爐頂與粗除塵設(shè)施的荒煤氣管道（切斷閥 1 到高爐）；
第二段為高爐爐頂上料使用的回壓管道及均排壓系統(tǒng)（切斷閥 3 到稱量罐）；
第三段為粗除塵設(shè)施（重力除塵器）和連接粗除塵設(shè)施與精細(xì)除塵設(shè)施的半凈煤氣管道 （切斷閥 1、2 之間）；
第四段為精細(xì)除塵設(shè)施（干法除塵各箱體）（切斷閥 2、4 之間）；
第五段為連接精細(xì)除塵設(shè)施與煤氣管網(wǎng)的凈煤氣管道（切斷閥 4、5 之間）。
2.2 安裝切斷裝置
在以上五段之間安裝可靠的切斷裝置 （切斷閥 1~5），各切斷閥均為盲板閥，是可靠的切斷裝置符合《GB6222-2005 工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》、《AQ2048-2012 煤氣隔斷裝置安全規(guī)范》要求。其中高爐重力除塵器切斷閥（切斷閥 1）將荒煤氣管道與重力除塵器和半凈煤氣管道分開，使荒煤氣管道成為單獨的一段；干法除塵各箱體出入口閥（切斷閥 2、4）使重力除塵器和半凈煤氣管道成為單獨的一段，干法除塵各箱體成為單獨的一段；干法除塵各箱體至煤氣管網(wǎng)入口盲板閥（切斷閥 5）為單獨的一段；2014 年 5~6 月分別將 2# 高爐和 1# 高爐的回壓管道改到凈煤氣管道，同時增加了盲板閥（切斷閥 3），使回壓管道及均排壓系統(tǒng)也成為單獨的一段，除塵系統(tǒng)基本具備分段處理煤氣的條件。
2.3 安裝吹掃介質(zhì)
分別在每段安裝一路氮氣，高爐休風(fēng)處理煤氣時，關(guān)閉各切斷閥，分別使用氮氣對每段內(nèi)的煤氣進(jìn)行處理袁即分段處理煤氣得以實施。
采取分段處理煤氣方法后，由原來把整個高 爐煤氣除塵凈化系統(tǒng)的煤氣全部處理完畢再進(jìn)行爐頂點火作業(yè)，改為把煤氣除塵凈化系統(tǒng)分為五段分別進(jìn)行處理。當(dāng)高爐休風(fēng)需要處理煤氣時，關(guān)閉重力除塵器切斷閥 1 和回壓管道與凈煤氣管道之間的切斷閥 3 后，只需使用氮氣處理直接和高爐爐頂聯(lián)通的荒煤氣管道和回壓管道內(nèi)的煤氣后就可以進(jìn)行爐頂點火。半凈煤氣管道和重力除塵器的煤氣、凈煤氣管道的煤氣、干法除塵各箱體的煤氣可根據(jù)需要進(jìn)行處理，不必每次都處理，即便是需要處理也不影響爐頂點火，能夠有效縮短高爐休風(fēng)檢修時間。
3 實施效果
鞍鋼鲅魚圈兩座高爐經(jīng)過煤氣除塵系統(tǒng)改造以及安裝可靠閥門和吹掃介質(zhì)后，均開始采用分段處理煤氣方法進(jìn)行煤氣處理，其中 1# 高爐煤氣除塵系統(tǒng)傳統(tǒng)方法處理煤氣時間、 分段方法處理煤氣時間分別如表 1、 表 2 所示，1# 高爐煤氣除塵系統(tǒng)改造前后指標(biāo)情況如表 3 所示。
結(jié)合表 1、2 看出，1# 高爐自分段處理煤氣技術(shù)開始實施以來，煤氣處理時間由原來的的 247 min以上縮短為 70 min 左右，節(jié)省了約 3 h，爐頂點火時間和高爐爐頂設(shè)備的檢修作業(yè)均提前袁大大地提高了工作效率。由表 3 看出，1# 高爐煤氣系統(tǒng)改造后，高爐休風(fēng)時間縮短了 3.5 h，高爐產(chǎn)量損失平均降低了 349 t/d；而且提前對電動鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)，高爐電耗和風(fēng)耗分別減少了 2.04 kW•h/t、30 m3/t。
4 結(jié)語
高爐冶煉工藝中處理煤氣是一項重要的作業(yè)程序，由于煤氣凈化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了保障生產(chǎn)和檢修的安全，處理煤氣時必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝技術(shù)規(guī)程，在爐頂點火前對整個煤氣凈化系統(tǒng)通氮氣進(jìn)行管路吹掃。鞍鋼鲅魚圈高爐原采用干法傳統(tǒng)煤氣處理方法，由于處理煤氣時間長，影響高爐生鐵產(chǎn)量，提出對煤氣除塵凈化系統(tǒng)進(jìn)行改造，將煤氣凈化系統(tǒng)分為五段，每段之間安裝完全切斷裝置（切斷閥）并安裝吹掃介質(zhì)。分段處理煤氣技術(shù)實施后，煤氣處理時間節(jié)省了 3 h，爐頂點火時間提前，提高了工作效率，高爐休風(fēng)時間縮短了 3.5 h，高爐產(chǎn)量損失平均降低了 349 t/d，高爐電耗和風(fēng)耗分別減少了 2.04 kW•h/t、30 m3/t，使得工藝更加靈活，具有推廣意義和借鑒價值。
參考文獻(xiàn)
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