周 榮

山鋼集團濟鋼煉鋼廠，山東濟南 250101

淺析濟鋼提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收效率的實踐

周 榮

山鋼集團濟鋼煉鋼廠，山東濟南 250101

煤氣回收是煉鋼廠實現(xiàn)負(fù)能煉鋼、節(jié)約能源，保護環(huán)境的關(guān)鍵。濟鋼為降低成本，提高噸鋼煤氣回收量，系統(tǒng)思考，從轉(zhuǎn)爐煙氣捕集、除塵系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)、煤氣回收等環(huán)節(jié)進(jìn)行了有益的探索和實踐，取得良好的效果，對其他企業(yè)有一定的借鑒意義。

煤氣回收；負(fù)能煉鋼；節(jié)能減排

前言

節(jié)約能源，負(fù)能煉鋼是鋼鐵企業(yè)永恒的重要話題。煤氣回收是轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過程中一個重要的環(huán)節(jié)，是煉鋼廠實現(xiàn)負(fù)能煉鋼、節(jié)約能源的必不可少的手段。近幾年，濟鋼作為國家節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟試點企業(yè)，系統(tǒng)思考，對提高噸鋼煤氣回收、實現(xiàn)負(fù)能煉鋼進(jìn)行了有益的探索和實踐，對其他鋼鐵企業(yè)有一定的借鑒意義。

1.濟鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝流程簡介

濟鋼轉(zhuǎn)爐煤氣從產(chǎn)生到回收，可以分為煙氣的產(chǎn)生與捕集、除塵冷卻、風(fēng)機抽引、成分分析回收等四大工藝環(huán)節(jié)與過程。整個轉(zhuǎn)爐煤氣回收微觀工藝流程如圖一所示。本文將以煙氣產(chǎn)生、凈化、分析回收的工藝流程為順序簡略介紹濟鋼對制約噸鋼煤氣回收的因素進(jìn)行的分析和采取的改進(jìn)措施。

2.煙氣產(chǎn)生與捕集環(huán)節(jié)

2.1 延長轉(zhuǎn)爐冶煉中降罩時間，合理定位煙罩下限

降罩時間是影響噸鋼回收量的根本原因。轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，及時降煙罩，可防止因氧氣進(jìn)入煙道而造成的煙氣成分中氧含量超出回收上限而不能回收。想提高噸鋼煤氣回收量，必須延長降罩時間。實際操作中，由于轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)節(jié)奏快，操作工為方便操作，一般降罩較晚或不降罩。針對此情況，煉鋼廠專門制定操作規(guī)程，明確要求操作工在轉(zhuǎn)爐開始吹氧后必須立即進(jìn)行降罩操作。通過修改操作規(guī)程，每爐煤氣成分可提前1分鐘符合回收要求，增加煤氣回收時間也是一分鐘，轉(zhuǎn)爐冶煉周期為13分鐘左右，每爐可回收時間由9分鐘延長到10分鐘左右，煤氣回收量增加近10%。

2.2 增加氮氣流量計，精確控制氮封流量大小，減少煤氣放散

轉(zhuǎn)爐兩側(cè)的下料管和氧槍套管，在冶煉過程中會有煙氣外溢，污染環(huán)境的同時還會燒損設(shè)備，煉鋼廠一般采用氮氣封閉。剛安裝氮封控制系統(tǒng)時，考慮成本因素，管路無流量顯示，氮封流量難于精確定量控制，全憑操作工個人經(jīng)驗調(diào)節(jié)手閥。有時氮封調(diào)不好，會造成煙道抽煙效果不好，外溢煙氣，影響煤氣回收。為精確控制氮封流量，在四座轉(zhuǎn)爐兩側(cè)下料管及氧槍套管的氮封管道上安裝流量計，實現(xiàn)氮氣精確控制，并通過下發(fā)《關(guān)于轉(zhuǎn)爐氮封氮氣使用量的管理規(guī)定》，由安環(huán)科、煉鋼車間經(jīng)多次調(diào)試，確定氧槍套管和兩側(cè)下料管的氮封流量值。同時將氮封切斷閥門的開閉與氧槍槍位進(jìn)行自動連鎖控制。確保節(jié)約氮氣資源的同時，使氮封效果最佳，減少爐口煙氣外溢，增加煤氣回收量。

2.3 煙罩水封系統(tǒng)無故障，是確保煙氣成分滿足回收條件的重要因素之一

通過對煉鋼廠煙罩系統(tǒng)故障統(tǒng)計分析，得出煙罩故障主要原因有四，其影響的根本原因和和改進(jìn)方法如表一。

因轉(zhuǎn)爐冶煉時高溫?zé)煔夂筒糠只鹧嫱庖?，長時間燒烤造成鏈條容易燒斷，煙罩冶煉過程中無法降到位影響煤氣回收。煉鋼廠通過將鏈條連接銷軸進(jìn)行改造加長，由原φ68×100圓形連接銷軸改造為80×80×600矩形長銷軸，并改造端部連接結(jié)構(gòu)，使銷軸直接與鏈條連接，銷軸材質(zhì)由普碳鋼改為不銹鋼。這樣就可有效地減少爐口對鏈條的炙烤，使鏈條的工作環(huán)境得到很大的改善，保證了鏈條的在線使用周期。

圖一 濟鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收微觀工藝流程簡圖

表一 煙罩水封系統(tǒng)影響煤氣回收的根本原因和改進(jìn)方法

針對導(dǎo)向桿較細(xì)長，極易彎曲變形及燒損的故障，煉鋼廠將導(dǎo)向桿進(jìn)行優(yōu)化改造，由原M36×2200改造為M64×2200導(dǎo)向桿，并對導(dǎo)向套進(jìn)行了重新設(shè)計，導(dǎo)向桿上部增加防護套筒，防止灰塵進(jìn)入導(dǎo)向座內(nèi)。改造前導(dǎo)向桿使用壽命為3個月，改進(jìn)后無彎曲現(xiàn)象出現(xiàn)。

3. 除塵系統(tǒng)改進(jìn)

一文為凈化系統(tǒng)粗除塵，原有螺旋噴頭（Φ50mm）一個；二文為凈化系統(tǒng)精除塵，原設(shè)計有螺旋噴頭（Φ25mm） 5個，一文、二文噴頭都為順煙氣方向安裝，噴出的除塵水在煙氣流速的影響下霧化效果不佳，存在霧化死角，影響煙氣凈化的效果，加劇風(fēng)機葉片掛灰結(jié)垢，造成因風(fēng)機清灰、檢修影響煤氣回收。

基于以上原因，煉鋼廠對一文、二文進(jìn)水噴頭進(jìn)行改進(jìn)，具體措施：（1）在一文喉口處加裝煙氣逆流螺旋噴頭（Φ 40mm）一個，提高一文水的噴水量和霧化效果，使煙氣中的含塵在一文處得到最大限度的處理，減少二文精除塵的負(fù)擔(dān)；（2）二文噴頭由原5個螺旋噴頭（Φ25mm） ，改為3個順流霧化噴射，3個逆流噴射，并均勻分布，消滅除塵水的霧化死角，使煙氣中的灰塵在二文精除塵處得到捕集消除。通過改進(jìn)，風(fēng)機入口煙氣含塵量減少，減少了風(fēng)機葉片掛灰。

4.風(fēng)機系統(tǒng)改進(jìn)

4.1 風(fēng)機管路串聯(lián)眼鏡閥，確保倒備用風(fēng)機時正?；厥彰簹?/h3>

因為風(fēng)機檢修不與轉(zhuǎn)爐檢修同步，煉鋼廠新上一臺備用風(fēng)機。備用風(fēng)機設(shè)備啟用后，因檢修風(fēng)機進(jìn)口蝶閥關(guān)閉不嚴(yán)，空氣由檢修風(fēng)機進(jìn)口蝶閥進(jìn)入備用風(fēng)機，造成備用風(fēng)機管道中煙氣含氧量高而無法進(jìn)行煤氣回收。

為避免因檢修風(fēng)機進(jìn)口蝶閥關(guān)閉不嚴(yán)造成的備用風(fēng)機含氧量高而無法進(jìn)行煤氣回收，煉鋼廠在風(fēng)機進(jìn)口蝶閥的前面，串聯(lián)加裝了眼鏡閥。眼鏡閥結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，使用壽命大于30個月。風(fēng)機檢修時，關(guān)閉眼鏡閥，確保備用風(fēng)機管路密封良好，煤氣回收在風(fēng)機檢修過程中約5小時的時間都可以進(jìn)行，使噸鋼回收煤氣增加2m3，取得了良好的效果。

4.2 改善葉輪本體，減少風(fēng)機葉輪故障

煉鋼廠自身不能做轉(zhuǎn)子的動平衡，依靠外委。風(fēng)機轉(zhuǎn)子動平衡如果不好，經(jīng)常造成風(fēng)機葉輪本體上線運行即振幅超標(biāo)，嚴(yán)重影響風(fēng)機轉(zhuǎn)子的在線使用壽命，造成風(fēng)機頻繁換轉(zhuǎn)子，影響煤氣回收。煉鋼廠意識到該問題的嚴(yán)重性，著手抓提高風(fēng)機轉(zhuǎn)子的動平衡質(zhì)量，延長在線使用壽命。對外出做動平衡的風(fēng)機轉(zhuǎn)子，要求動平衡廠家嚴(yán)格按照國標(biāo)要求，將動平衡精度按G4.0級執(zhí)行，送回轉(zhuǎn)子時附帶動平衡報告，確保轉(zhuǎn)子的動平衡質(zhì)量，杜絕了轉(zhuǎn)子上線運行即振動現(xiàn)象，有效提高了轉(zhuǎn)子在線使用壽命，避免因風(fēng)機頻繁倒備用影響回收煤氣。

4.3 改進(jìn)風(fēng)機同軸度地腳，減少風(fēng)機同軸度故障

風(fēng)機地腳螺栓松動，會導(dǎo)致水平偏移，風(fēng)機振動加劇，壽命縮短。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，煉鋼廠在機殼底座四周安裝限位頂絲并加雙備帽，有效地防止了機殼移位造成的風(fēng)機同軸度故障，風(fēng)機無水平位置偏移，減少了因風(fēng)機檢修倒備用影響煤氣回收的次數(shù)。

4.4 采用低頻聲波清灰，使風(fēng)機葉輪積灰、結(jié)垢減少

轉(zhuǎn)爐煙氣含塵量大，風(fēng)機葉輪會出現(xiàn)結(jié)垢，因部分塵垢脫落后造成風(fēng)機葉輪不平衡，造成機組振動。為此煉鋼廠采取低頻清灰措施：利用風(fēng)機進(jìn)口管道，風(fēng)機上、下機殼原有清掃孔，加裝喇叭口，外接低頻聲波清灰機。使風(fēng)機葉輪積灰、結(jié)垢減少，風(fēng)機在線使用壽命延長至改進(jìn)前的兩倍。同樣減少了因風(fēng)機檢修倒備用影響煤氣回收的次數(shù)。

5.煤氣回收系統(tǒng)改進(jìn)

5.1 通過改進(jìn)取樣管材質(zhì)，來減少對煤氣回收的影響

原分析儀取樣管路為普通鋼管，易生銹、易結(jié)垢，造成樣氣流量小，使分析儀產(chǎn)生氣壓力低報警，停止回收。煉鋼廠儀表班意識到這一問題的嚴(yán)重性，利用轉(zhuǎn)爐補爐機會，將取樣用的普通鋼管改為不銹鋼管。改造后取樣管不積灰、不生銹、管路暢通，保證了取樣分析的準(zhǔn)確性，確保煤氣回收正常進(jìn)行。

5.2 采用先進(jìn)分析儀器，確保分析系統(tǒng)快速準(zhǔn)確

煉鋼廠的煤氣回收分析儀，既有為80年代后期的富士分析系統(tǒng)，由于維護到位，系統(tǒng)目前正常運行；經(jīng)過幾年的努力，目前已對系統(tǒng)中主要設(shè)備進(jìn)行了更新?lián)Q代或升級，如：采用磁氧分析儀，CO/CO2紅外分析儀，電子冷卻器等，對分析儀的采樣泵、電磁閥等先后完成改造。07年煉鋼廠備用風(fēng)機進(jìn)行煤氣回收，該系統(tǒng)采用了一套激光分析儀。激光分析儀與在用的AB分析儀、富士分析儀相比，優(yōu)勢非常明顯：分析快速準(zhǔn)確，日常維護量較小，運行四年基本無故障。

5.3 通過在煤氣柜、風(fēng)機房、調(diào)度室增加三地參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，使信息暢通，減少影響煤氣回收時間。

風(fēng)機房負(fù)責(zé)回收煤氣，需要掌握煤氣柜的柜位、容量、壓力情況；煤氣柜需要掌握轉(zhuǎn)爐冶煉時間、回收情況；煉鋼廠調(diào)度室需要掌握煤氣回收情況。傳統(tǒng)的電話聯(lián)系了解，費時費力，而且人為因素影響較大?；谝陨闲枰瑹掍搹S自行開發(fā)了風(fēng)機房、煤氣柜、調(diào)度室三地監(jiān)控軟件系統(tǒng)，利用現(xiàn)有硬件設(shè)施通過以太網(wǎng)絡(luò)、工控機傳輸收看。系統(tǒng)投用后，各參數(shù)顯示一目了然，減少了人為因素的影響，便于各崗位相互了解信息,提高工作效率。

6 結(jié)束語

煤氣回收不僅僅是環(huán)保車間的事情，它是整個煉鋼工序中重要的一個環(huán)節(jié)。受到從煉鋼操作、煙氣捕集系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、氣柜系統(tǒng)等多個環(huán)節(jié)的制約。我們必須統(tǒng)攬全局、系統(tǒng)思考，才能提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，實現(xiàn)負(fù)能煉鋼。期望煉鋼廠的做法能為其他企業(yè)提供借鑒，打開思路，共同為企業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn)的同時，為整個社會的低碳生活和環(huán)境保護盡企業(yè)的責(zé)任。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.005