呂永剛  

（陜鋼集團龍鋼公司能源檢計量中心）

摘要：詳細闡述了龍鋼公司轉爐煤氣回收系統運行情況，歷年來公司為提高轉爐煤氣回收量所采取的措施，促進龍鋼公司節能減排工作。

關鍵詞：轉爐煤氣；回收；提高；節能減排

前言

轉爐煤氣進行回收和再利用是企業節能降耗，降低成本、提高效益的重要手段和措施，也是大型鋼鐵企業保護環境、節約能源應盡的義務和責任。轉爐煤氣回收工作對于減少廢氣排放、粉塵排放、改善周圍環境、打造綠色龍鋼具有十分重要的意義。同時轉爐煤氣的回收極大的改善了龍鋼公司高爐煤氣管網的壓力平衡狀況、有利地實現穩定操作、安全生產，為實現負能煉鋼提供了可靠的保障。龍鋼公司轉爐煤氣回收系統于2007年開始運行，迄今已安全運行十年。

1 轉爐煤氣回收工藝

1.1 質量標準

1.2 工藝流程

1.2.1八萬轉爐煤氣回收系統工藝流程圖

1.2.2三通閥組崗位工藝流程框圖如下：

1.2.3工藝介紹

1.2.3.1由煉鋼廠一次除塵風機的來的轉爐煤氣經三通切換閥、水封逆止閥、Φ2020×8柜前管道送至八萬立方米轉爐煤氣柜，出柜轉爐煤氣經電除塵凈化，加壓站升壓，送入轉爐煤氣用戶和高爐煤氣管網。

1.2.3.2本站設有八萬立方米威金斯轉爐煤氣柜一座，型濕法電除塵3臺（兩用一備），MZ300-4500型煤氣加壓機3臺（二用一備）。

2  轉爐煤氣回收現狀

2.1 2006年11月，龍鋼公司回收了3^#、4^#轉爐的煤氣。2010年8月，回收了1^#、2^#轉爐的煤氣。2012年5月，回收了煉鋼新區5^#、6^#轉爐的煤氣。至此完成了對煉鋼6座轉爐的煤氣回收。

2.2轉爐煤氣回收量統計:

注：⑴2015年以前，轉爐煤氣回收量和消耗量分別統計，2016年以后回收量和消耗量統一按回收量計量。

⑵2011年8月，完成對1^#、2^#轉爐煤氣回收系統改造，八萬回收量大幅度提升。

⑶十萬轉爐煤氣柜2012年5月投運，扣除1-4月產量，噸鋼轉爐煤氣回收量115.05Nm³/t。

⑷2015年-2016年3月八萬氣柜大修改造，回收量較低。

   ⑸2017年受華富機組故障影響，八萬放散3304爐，十萬放散758爐；分別影響轉爐煤氣回收9.77Nm³/t和6.96Nm³/t；十萬氣柜因柜底板泄漏放散1417爐，影響十萬轉爐煤氣回收13Nm³/t。

   ⑹2018年八萬氣柜定檢放散388爐；八萬水封逆止閥故障檢修放散273爐；設備故障36爐；十萬氣柜定檢放散1104爐，設備故障放散179爐。

⑺2019年統計數據截止到9月份。

⑻對轉爐煤氣回收指標統計僅以實物量為主，而不是以能量為單位統計，與行業標準還有一定差距。

3  提高轉爐煤氣回收量措施

3.1 2011年8月完成1^#、2^#轉爐回收系統改造：

  2007年11月龍鋼公司完成了八萬煤氣柜建設并投運，順利實現了3#、4#轉爐煤氣回收，開啟了轉爐煤氣回收先河。但由于系統在設計過程中只對煉鋼老區兩座轉爐進行回收，對1^#、2^#轉爐的煤氣未進行回收，2011年7月至8月，在3^#、4^#轉爐回收煤氣的基礎上，完成了對1^#、2^#轉爐煤氣回收系統改造，順利投運了1^#、2^#轉爐煤氣回收系統，完成了對煉鋼老區轉爐煤氣的全部回收利用。

3.2 2012年5月，回收煉鋼二區轉爐煤氣

 2011年，公司在順利實現了煉鋼老區轉爐煤氣回收改造以后，著手對煉鋼新區轉爐煤氣進行回收，2012年5月完成了煉鋼新區轉爐煤氣回收改造，至次完成了煉鋼新區轉爐煤氣回收系統改造，對煉鋼轉爐煤氣全部進行了回收，且煉鋼新區回收改造實施以來，指標不斷刷新，效果顯著。

3.3.對煉鋼老區風機進行了改造

   煉鋼老區1^#、2^#小風機氧含量高導致轉爐煤氣不達標，放散量較大。小風機管道密封性不好，吸入空氣，造成氧含量高，不能滿足回收要求。2012年3月，對煉鋼老區1^#、2^#風機進行了升級改造，改造后未出現轉爐煤氣因氧含量高而導致放散，提高了轉爐煤氣回收量。

3.4 2013年，轉爐煤氣回收實現了對CO濃度的雙限控制，煤氣回收量大幅提升

經過幾年摸索和總結，發現傳統氧分析儀分析滯后時間長，造成回收時間較短，嚴重影響轉爐煤氣回收指標。為了提升轉爐煤氣回收量，組織工藝和自動化人員深入研究煤氣回收問題，實現了轉爐煤氣回收的“雙限”控制，獲得了國家專利；并在原專利的基礎上，不斷完善放大功能，將回收限值數據改造至WICC操作畫面上，有利于操作工根據工藝變化及時修改限值參數，提高轉爐煤氣回收量。

3.5 2015年12月至2016年3月完成八萬氣柜大修改造

  由于八萬回收系統在設計時只考慮回收3^#、4^#轉爐的煤氣，未考慮1^#、2^#轉爐。煉鋼老區四座轉爐同時回收時，柜后管道、電除塵和加壓機不配套，造成轉爐煤氣不能全部回收，時有放散。為了回收全部的轉爐煤氣，公司于2015年12月至2016年3月，對八萬氣柜回收系統進行了改造。增加了一臺電除塵，并更換了三臺加壓機等附屬配套設備，提升了八萬轉爐煤氣回收裝置水平，為八萬轉爐煤氣回收系統可靠運行提供了可靠的保障。

3.6 關鍵設備氧分析儀：

3.6.1 氧分析系統工作是否正常直接決定著轉爐煤氣回收的安全性及回收量。氧分析系統工作不正常輕則影響煤氣回收量，重則危及整個煤氣回收系統的安全。因此，氧分析系統出現故障能否快速及時排除，在轉爐煤氣回收系統中顯的非常重要。根據多年對轉爐煤氣回收氧分析維護經驗，總結轉爐煤氣回收氧分析儀系統故障判斷與排除，組織儀表維護人員學習研究，提供維護參考經驗，大幅度降低了氧分析儀對轉爐煤氣回收的影響。并將氧分析儀內部的固態繼電器改為一般繼電器，降低了轉爐煤氣放散爐數。

3.6.2.目前煤氣分析儀采用西門子U23分析儀，分析儀安裝在一次風機后煙氣道管上，轉爐吹煉時的煙氣通過采樣預處理系統用膜式泵抽取，經二級過濾、除濕后送入主機進行分析，可同時檢測轉爐煙氣中的CO、O₂的含量。煙氣中CO和O₂合格后，開始回收轉爐煤氣，從而實現轉爐冶煉時轉爐煤氣的自動回收/放散。該分析儀為轉爐煤氣的回收提供了有效的安全保障，但目前也暴露出一些問題。

⑴、分析儀的在線取樣預處理取樣系統的取樣管及探頭易腐蝕、堵塞，備品備件消耗及維護、標定工作量大。

⑵、分析儀主機受背景氣體、粉塵干擾等問題的制約，嚴重的影響了轉爐煤氣回收。

⑶、分析儀滯后時間長，氧槍給定信號后，2分鐘后才開始回收煤氣。

⑷、氧槍提起后部分合格的煤氣不能回收，影響煤氣回收量。

⑸、分析儀停電后，必須等半小時重新效驗后方可正常運行。

3.6.3 2017年8月份十萬三閥組U23分析儀更換為LGA激光氣體分析分析儀

光譜分析利用不同氣體成分均有不同的特征吸收譜線及氣體濃度和紅外或激光吸收光譜之間存在的Beer-Lambert[1]關系，通過檢測對被測氣體吸收譜線的吸收大小（即激光強度衰減信息）就可獲得被測氣體的濃度。

⑴不受背景氣體交叉干擾：

⑵不受粉塵和視窗污染干擾：

⑶不受被測氣體環境參數變化干擾：

⑷無需預處理、回收與氧槍信號無關：

⑸分析儀停電后來電即可運行，不需重新效驗。

對十萬三閥組兩臺分析儀更換后，回收時間延長了60-100秒，噸鋼回收量增加了2.8-4.6m³/t。

2018年10月份完成八萬3^#、4^#激光分析儀安裝工作，回收時間延長了100-120秒，噸鋼回收量增加了10-12m³/t。（取樣管較長）

2019年4月份完成八萬1^#、2^#激光分析儀安裝工作，回收時間延長了100-120秒，噸鋼回收量增加了10-12m³/t。（取樣管較長）

經過2019年4月份全面改造后轉爐煤氣回收量得到了全面提升，均達到120m³/t，均達到行業平均水平以上。

3.7、關鍵設備加壓機維護：

轉爐煤氣加壓機故障率高，運行周期短。加壓機故障導致不能將回收的轉爐煤氣輸送出去，從而影響轉爐煤氣回收量。對加壓機維修經驗進行總結，編制了《煤氣加壓機維修標準化手冊》，并組織維修工進行培訓，規范了煤氣加壓機的維修，延長了設備的使用壽命。同時改變電除塵運行方式，由原來兩開一備改為三臺同時運行，提高除塵效果，檢修周期由原來的3個月改為2個月，第三電除塵上水增加了提籃式過濾器，防止噴頭堵塞，目前，煤氣加壓運行周期由原來的1個半月提高到了6個月，減少了因加壓機故障而導致轉爐煤氣放散。

4  制約轉爐煤氣回收瓶頸

4.1  爐口微正壓控制

二文一塔凈化工藝流程，這種工藝流程以串聯文氏管為凈化裝置，其凈化率較高，并由可調喉口文氏管與活動煙罩配合實施爐口微差壓控制，為最大限度回收轉爐煤氣創造了條件。公司目前由于煙罩系統存在問題，不能實現煙罩上下移動，不能實現爐口微正壓控制，是制約轉爐煤氣回收的主要瓶頸所在，有待日后進一步提升。

4.2  系統匹配問題

影響轉爐煤氣回收量的“瓶頸”在于回收系統與煤氣輸送、加壓系統等不匹配等因素，公司有待進一步優化升級轉爐煤氣系統、達到合理匹配，為全面提升轉爐煤氣回收奠定堅實基礎。

4.3  人員意識

轉爐煤氣回收好壞不僅只取決于轉爐煤氣回收量的大小，而且與轉爐煤氣回收熱值高低，應綜合考慮轉爐回收能量指標，目前這方面知識還需要進一步宣貫，從而為全面提升轉爐煤氣回收能量奠定堅實的基礎。其次轉爐煤氣回收作為煉鋼副產品，各級人員重視程度還有待提高，對降低煉鋼成本、實現負能煉鋼起著決定性的作用，對環保達標排放也不容忽視。

5  結束語

通過采取各種措施，龍鋼公司的轉爐煤氣回收量有很大地提高，提高轉爐煤氣回收量,不僅能有效降低煉鋼工序生產成本,為實現“負能”煉鋼打下基礎,而且能極大降低鋼廠污染物排放總量,實現清潔生產。隨著設備升級換代，人員操作水平日益成熟，轉爐煤氣回收還有潛力可挖，將龍鋼公司轉爐煤氣回收提高到一個更高的水平，創建能源節約型綠色鋼鐵企業而奮斗。