張志義（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上?！?01900）

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大型鋼鐵企業(yè)制氧系統(tǒng)的配置

張志義
（寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海201900）

【摘要】論述了高爐冶煉工藝和COREX冶煉工藝中制氧系統(tǒng)配置的特點(diǎn)，分析了鋼鐵聯(lián)合企業(yè)制氧系統(tǒng)配置中關(guān)注重點(diǎn)：氧氮?dú)寮兌?、壓力及提升工藝、氣體管網(wǎng)和保安系統(tǒng)的配置、制氧站總體布置及噪聲治理等。

【關(guān)鍵詞】制氧系統(tǒng)；配置；工藝

1　前言

鋼鐵企業(yè)在冶煉生產(chǎn)中需大量使用氧、氮、氬等工業(yè)氣體。煉鐵冶煉的高爐和熔融還原爐生產(chǎn)、煉鋼冶煉的轉(zhuǎn)爐和電爐生產(chǎn)需使用氧氣；爐子密封和工藝保護(hù)、煉鋼精煉和轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐、系統(tǒng)保安、用作傳熱介質(zhì)及系統(tǒng)吹掃等需使用氮?dú)?；煉鋼精煉需使用氬氣。為適應(yīng)生產(chǎn)要求，保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，大型鋼廠一般配置有制氧站和氧氮?dú)鍎?dòng)力管網(wǎng)。

傳統(tǒng)的全流程鋼鐵冶煉流程組成是：焦?fàn)t、燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼、軋鋼等工序。為簡(jiǎn)化工藝流程，提升環(huán)境保護(hù)，近代國(guó)際上還應(yīng)用鐵前區(qū)域短流程工藝的應(yīng)用——熔融還原煉鐵：在一個(gè)冶煉爐中直接將鐵礦原料還原成鐵水產(chǎn)品。

這兩種不同的冶煉工藝流程需要的工業(yè)氣體是不同的，特別是在使用量上差別大。傳統(tǒng)流程中高爐冶煉需用氧量占鋼廠總量約28%，煉鋼冶煉需用氧量占鋼廠總量約40%。而短流程工藝中熔融還原煉鐵需用氧量占鋼廠總量約78%，煉鋼需用氧量占鋼廠總量約13%。

此兩類流程在寶鋼集團(tuán)企業(yè)中都有成熟應(yīng)用，寶鋼股份有限公司羅涇地區(qū)曾配置的鐵水冶煉為熔融還原煉鐵COREX-3000爐（后搬遷至新疆八一鋼廠），寶鋼集團(tuán)其他鋼廠配置的流程均為常規(guī)高爐流程。

寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司參加了寶鋼股份有限公司本部地區(qū)（年產(chǎn)鋼量1500萬(wàn)t級(jí)）和羅涇地區(qū)（年產(chǎn)鋼量300萬(wàn)t級(jí)）配套的制氧站工程建設(shè)，對(duì)鋼廠制氧站及氧氮?dú)鍎?dòng)力管網(wǎng)系統(tǒng)展開(kāi)深入研究分析，下面論述兩類冶煉流程的需用特點(diǎn)和為滿足鋼廠要求所設(shè)置的制氧站和管網(wǎng)系統(tǒng)的配置。

2　鋼廠主要用戶對(duì)氧氮?dú)宓男枨?/h2>

2.1高爐冶煉工藝

高爐用氧是為強(qiáng)化冶煉，保證爐內(nèi)的高溫要求，氧氣不直接參與冶煉反應(yīng)。氧氣在高爐鼓風(fēng)區(qū)段中混入，摻混為富氧空氣后送入高爐。隨著高爐工藝改進(jìn)，以增加噴煤量來(lái)減少焦炭使用量，并且為提升高爐產(chǎn)能，鼓風(fēng)富氧率由過(guò)去的3%已提高到了5%～7%，噸鐵用氧單耗達(dá)到60 m3以上。

因供高爐的氧氣是和空氣摻混提高鼓風(fēng)氧含量，所以對(duì)氧氣的純度品質(zhì)要求并不高，可以使用低純度氧氣。

高爐鼓風(fēng)機(jī)將空氣加壓到0.6 MPa后送入高爐。氧氣摻入空氣系統(tǒng)有兩種方式：（1）機(jī)前富氧；（2）機(jī)后富氧。機(jī)前富氧要求混入的氧氣壓力需達(dá)到10 kPa壓力以上，機(jī)后富氧要求混入的氧氣壓力要接近0.6 MPa。

高爐系統(tǒng)的氮?dú)馐怯糜诿芊夂痛祾呤褂?，氮?dú)鈮毫σ鬄?.4 MPa。噴煤系統(tǒng)還需事故保安用氮，因保安氮瞬時(shí)用量大，一般配套設(shè)置高壓儲(chǔ)備罐以確保瞬時(shí)用量。

2.2COREX爐冶煉工藝

與高爐工藝不同，熔融還原煉鐵工藝氧氣參與冶煉反應(yīng)，其用氧量與鐵產(chǎn)量有直接的等比關(guān)系，COREX爐噸鐵用氧耗量為528 m3，約是高爐用氧量的10倍。并且，COREX爐對(duì)于維持生產(chǎn)有最小供氧量要求，為正常生產(chǎn)用量的42%。而高爐在低生產(chǎn)負(fù)荷時(shí)可以實(shí)現(xiàn)零富氧率。

COREX爐工藝要求氧氣純度≥95%，氧氣壓力為0.8 MPa±5%。

COREX爐要求氮?dú)獾墓?yīng)壓力須大于氧氣供氣壓力+0.1 MPa。壓力波動(dòng)不能有負(fù)偏值，并要求氮?dú)庀到y(tǒng)保證連續(xù)不間斷供應(yīng)。COREX-3000爐正常用氮量1.2萬(wàn)m3/h，停爐時(shí)要求氮?dú)獗仨氃? s內(nèi)達(dá)到3.5萬(wàn)m3/h的保安供應(yīng)量。

2.3煉鋼冶煉工藝

與高爐、COREX爐冶煉方式不同，轉(zhuǎn)爐煉鋼用氧為間斷使用，吹氧時(shí)用氧負(fù)荷大。氧氣參與煉鋼冶煉反應(yīng)，其用氧量與煉鋼產(chǎn)量有直接的等比關(guān)系，噸鋼用氧耗量約為60 m3。氧氣壓力＞1.4 MPa，氧氣純度≥99.5%。

目前鋼廠普遍采用氮?dú)鉃R渣護(hù)爐工藝技術(shù)以提高轉(zhuǎn)爐的使用年限，此氮?dú)鉃殚g斷使用，使用時(shí)負(fù)荷量大。要求的氮?dú)鈮毫Γ?.4 MPa。

煉鋼精煉需用氬氣，隨著產(chǎn)鋼品種提升，精煉配置增加，用氬量也普遍提高。

2.4冷軋工藝

冷軋機(jī)組普冷產(chǎn)品用氮量單耗一般＜50 m3/t，熱鍍鋅產(chǎn)品用氮量單耗＞100 m3/t。隨著鋼廠冷軋機(jī)組的后期產(chǎn)能擴(kuò)大，鋼廠的用氮量需求也會(huì)增加明顯。

3　制氧系統(tǒng)工藝配置

因各鋼廠的工藝流程不同，對(duì)氧氮?dú)宓墓?yīng)要求也就不一致。針對(duì)鋼廠的特點(diǎn)，在制氧系統(tǒng)工藝方案中就如何確定制氧機(jī)組的能力、產(chǎn)品純度、輸送壓力和升壓工藝、總體布置、系統(tǒng)保安、噪聲治理等因素需做專題認(rèn)證分析，以提出優(yōu)選方案。下面就各專題提出關(guān)注重點(diǎn)。

3.1制氧機(jī)組能力配置

鋼廠的主要設(shè)備需定期停運(yùn)維護(hù)，所以各生產(chǎn)工序用能有作業(yè)小時(shí)平均使用量和日歷小時(shí)平均使用量?jī)煞N參數(shù)。日歷小時(shí)平均使用量用于工序能耗分析，作業(yè)小時(shí)平均使用量是反映鋼廠正常生產(chǎn)時(shí)設(shè)備的使用量要求，制氧機(jī)組能力配置更多取用用戶的作業(yè)小時(shí)平均使用量參數(shù)作設(shè)計(jì)依據(jù)。

大型鋼鐵企業(yè)一般都考慮分步建設(shè)，逐步發(fā)展。制氧機(jī)組隨著制造業(yè)的發(fā)展也趨向于大型機(jī)組，所以在前期總體規(guī)劃中，制氧站的總體布置和制氧機(jī)組的配置能力等需考慮鋼廠發(fā)展的需求。

我們發(fā)現(xiàn)，鋼廠各工序氧氣實(shí)際使用量和設(shè)計(jì)量比較一致；但氮?dú)庖蛴命c(diǎn)多，控制水平相對(duì)較低，氮?dú)鈱?shí)際用量大大超出設(shè)計(jì)量，所以氮?dú)饽芰ε渲弥行璩浞挚紤]此因素。

大型制氧機(jī)組采用的工藝流程均為深冷空氣分離技術(shù)。空氣中氧氣含量21%，氮?dú)夂?8%，制氧機(jī)組配置主要是根據(jù)氧氣用量需求確定制氧機(jī)組能力，同時(shí)提取一定量的產(chǎn)品氮?dú)?，多余的氮?dú)庥糜谥蒲鯔C(jī)組工藝凈化、預(yù)冷系統(tǒng)使用。對(duì)于高爐工藝流程的鋼廠，在不需要滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)高爐用氧量可能降低較大，而此時(shí)整個(gè)鋼廠的氮?dú)庑枇咳孕璞３?，所以制氧機(jī)組配置要求在氧氣產(chǎn)量減少的條件下也要保證一定的氮?dú)猱a(chǎn)量，在制氧機(jī)組的預(yù)冷系統(tǒng)和氮?dú)鈮核驮O(shè)備的配置中要滿足此要求。

大型鋼廠用氧量大，傳統(tǒng)的高爐工藝流程年產(chǎn)1000萬(wàn)t的鋼廠用氧量約15萬(wàn)m3/h；COREX爐工藝流程年產(chǎn)300萬(wàn)t的鋼廠用氧量要達(dá)到24萬(wàn)m3/h，制氧機(jī)組也將優(yōu)先選用大型機(jī)組。目前行業(yè)中成熟的中大型制氧機(jī)組的能力有3萬(wàn)～8萬(wàn)m3/h，在制氧機(jī)組的配置時(shí)應(yīng)從設(shè)備投資、運(yùn)行能耗、備件互用、運(yùn)行調(diào)節(jié)靈活響應(yīng)情況、場(chǎng)地條件、設(shè)備維護(hù)條件等因素進(jìn)行綜合分析，提出組合方案。

3.2制氧機(jī)組產(chǎn)品純度

制氧機(jī)組可生產(chǎn)高純氧或低純氧，高純氧機(jī)組還可同時(shí)提取氬、氪、氙、氖、氦等稀有氣體。氧純度低于95%的制氧機(jī)組則不能提取稀有氣體產(chǎn)品。因氖、氦在石油氣中容易提取，一般制氧機(jī)組不做提取。低純氧機(jī)組的設(shè)備投資和運(yùn)行能耗比高純氧機(jī)組相對(duì)要低約10%。

高爐冶煉工藝、COREX爐冶煉工藝對(duì)氧氣的純度要求不高，用于高爐富氧的氧氣可以低至80%。煉鋼工藝對(duì)氧氣的品質(zhì)要求高，氧氣純度≥99.5%。

因煉鋼工藝需用高純氧和精煉需用氬，所以鋼廠必須配置有高純氧的制氧機(jī)組，同時(shí)生產(chǎn)氬產(chǎn)品。但是否考慮全部配置高純氧機(jī)組，則需綜合分析鋼廠低純氧和高純氧的使用量比例、單臺(tái)高純氧制氧機(jī)組檢修維護(hù)或故障時(shí)運(yùn)行機(jī)組的供應(yīng)量是否可滿足煉鋼等高純氧的用量要求、機(jī)組運(yùn)行能耗、稀有氣體產(chǎn)品的外銷情況等因素來(lái)選擇。

COREX爐冶煉工藝要求的氧氣純度可低至95%，但在COREX-3000爐的配置中考慮到煉鐵的產(chǎn)能提升要求，及后續(xù)可能配置的MIDREX爐要求的工藝氣體對(duì)COREX爐提出了高純氧氣供應(yīng)要求，故寶鋼羅涇地區(qū)的制氧機(jī)組供氧純度為99.6%。

3.3輸送壓力

若高爐采用機(jī)前富氧工藝，應(yīng)充分利用制氧機(jī)組產(chǎn)品氧的壓能輸送，不再另配加壓設(shè)備。一般制氧機(jī)組低壓氧送出壓力為40 kPa。若輸送管線過(guò)長(zhǎng)，則可利用制氧機(jī)組蒸發(fā)壓力來(lái)提高低壓氧送出壓力，低壓氧壓力可達(dá)到80 kPa。

若高爐采用機(jī)后富氧工藝，則氧氣壓力與鼓風(fēng)機(jī)后的空氣壓力要相匹配，以節(jié)約壓縮能耗，一般供機(jī)后富氧的氧氣壓力為0.6～0.8 MPa。

對(duì)于高爐冶煉工藝是采取機(jī)前富氧還是機(jī)后富氧工藝，還需分析鼓風(fēng)機(jī)的配置能力、比較運(yùn)行能耗等因素來(lái)確定。

COREX爐要求的氧氣壓力為0.8 MPa±5%。COREX爐單元配置有流量調(diào)節(jié)裝置，沒(méi)有壓力調(diào)節(jié)裝置，所以在制氧站的輸送管線上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以保證供COREX爐氧氣穩(wěn)定的壓力要求。

煉鋼用氧、濺渣護(hù)爐用氮、精煉用氬為間斷使用方式，使用壓力在1.4 MPa左右，因制氧機(jī)組的產(chǎn)品是恒定供應(yīng)方式，為滿足煉鋼間斷性、大用量的特點(diǎn)，供此類用戶的氧氣、氮?dú)?、氬氣壓力均?.0 MPa等級(jí)，在動(dòng)力管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置大型氣體罐，利用氣體壓差滿足使用特點(diǎn)。

供爐子密封、保護(hù)氣、做傳熱介質(zhì)及系統(tǒng)吹掃等氮?dú)庖话悴捎?.4～1.0 MPa的中壓氮?dú)狻?/p>

3.4升壓工藝

制氧站的氧氮?dú)鍤怏w產(chǎn)品通過(guò)管道送入動(dòng)力管網(wǎng)系統(tǒng)到各用戶點(diǎn)，為達(dá)到管網(wǎng)的供氣壓力要求，產(chǎn)品氣體有兩種升壓方式：外壓縮工藝流程和內(nèi)壓縮工藝流程。外壓縮工藝是出空分裝置的產(chǎn)品為低壓氣體產(chǎn)品，通過(guò)氣體壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)升壓。內(nèi)壓縮工藝是產(chǎn)品液體通過(guò)液泵升壓后再經(jīng)空分裝置內(nèi)的熱交換器復(fù)熱到氣體產(chǎn)品送出。

外壓縮工藝需配置氣體壓縮機(jī)；內(nèi)壓縮工藝需配置空氣增壓機(jī)、產(chǎn)品液泵。比較外壓縮和內(nèi)壓縮工藝特點(diǎn)：外壓縮工藝機(jī)組生產(chǎn)調(diào)節(jié)靈活性大，但氧壓機(jī)的危險(xiǎn)性大，容易引發(fā)著火等事故。而氧產(chǎn)品內(nèi)壓縮工藝則可取消氧壓機(jī)，避免了這類危險(xiǎn)。內(nèi)壓縮工藝設(shè)備占地較小，設(shè)備投資小，但對(duì)于機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)要求高。

在制氧機(jī)組產(chǎn)品升壓工藝選擇上除考慮上述因素，還需重點(diǎn)研究選用的壓縮工藝如何滿足鋼廠用氣特點(diǎn)。

冶金系統(tǒng)以前基本使用外壓縮機(jī)流程，1995年寶鋼股份公司6#6萬(wàn)m3/h制氧機(jī)組采用了高壓氧氣、高壓氮?dú)?、高壓氬氣?nèi)壓縮流程；中壓氮?dú)馔鈮嚎s流程，之后內(nèi)壓縮流程在國(guó)內(nèi)冶金企業(yè)中的大型配套制氧機(jī)組中得到推廣應(yīng)用。

寶鋼羅涇地區(qū)的制氧機(jī)組考慮到COREX爐用氣的特點(diǎn)：中壓氧氣、中壓氮?dú)庖蠓€(wěn)定保證，高壓氮?dú)庥昧孔兓?，以及考慮制氧機(jī)組的最優(yōu)配置，選用工藝為：中壓氧氣采用內(nèi)壓縮流程、高壓氧氣從中壓氧氣中引源再采用外壓縮流程；中壓氮?dú)?、高壓氬氣采用?nèi)壓縮流程；高壓氮?dú)鈴牡蛪旱獨(dú)庵幸床捎猛鈮嚎s流程。生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行效果反映此工藝流程與COREX爐的生產(chǎn)特點(diǎn)相適應(yīng)。

3.5系統(tǒng)保安

制氧機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)氣體產(chǎn)品穩(wěn)定供應(yīng)，但存在設(shè)備的突發(fā)故障減產(chǎn)或用戶短時(shí)間增加用氣量的要求，此時(shí)產(chǎn)氣量就會(huì)小于需用量。但制氧機(jī)組因深冷工藝的特點(diǎn)，其產(chǎn)量變化的調(diào)整需要一定的響應(yīng)時(shí)間，所以制氧站內(nèi)需配置備份系統(tǒng)，以保證鋼廠供應(yīng)安全和生產(chǎn)要求。

大型制氧機(jī)組在制取氣體產(chǎn)品同時(shí)，還配置有一定量的液體產(chǎn)品，液體產(chǎn)品儲(chǔ)存在深冷液體貯罐中，一旦鋼廠中需用量大于制氧機(jī)組供應(yīng)量時(shí)，備份系統(tǒng)可在短時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行，通過(guò)蒸發(fā)器將液體復(fù)熱到常溫氣體產(chǎn)品補(bǔ)充氣體輸出量以提高供應(yīng)量。

分析用戶的使用特點(diǎn)來(lái)考慮備份系統(tǒng)投入的響應(yīng)時(shí)間。若要求快速響應(yīng)，則需在備份系統(tǒng)中設(shè)置高壓液體貯罐，或?qū)⒁后w備份泵處于冷態(tài)（熱備用），此形式的液體備份泵可達(dá)到在2～3 min內(nèi)快速投運(yùn)。

COREX爐工藝要求爐子停車時(shí)氮?dú)獗仨氃? s內(nèi)增加2.1萬(wàn)m3/h，并保證連續(xù)供應(yīng)。則備份系統(tǒng)按快速響應(yīng)方式配置，同時(shí)在動(dòng)力管網(wǎng)系統(tǒng)中配置氣體緩沖罐，以提供在備份系統(tǒng)正常投入前的用量要求（此部分將在管網(wǎng)系統(tǒng)配置中描述）。并重點(diǎn)研究備份系統(tǒng)在各種異常情況下的系統(tǒng)運(yùn)行保證，如供電的配置、蒸發(fā)器的形式、加熱源的供應(yīng)保證、閥門(mén)的操作方式控制連鎖等技術(shù)。

制氧站備份系統(tǒng)是鋼廠穩(wěn)定生產(chǎn)和安全的保證，但此系統(tǒng)利用時(shí)間少。所以，設(shè)備配置力求簡(jiǎn)潔，充分利用氣體管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力優(yōu)化備份系統(tǒng)的配置，以節(jié)約建設(shè)投資。

3.6系統(tǒng)調(diào)節(jié)性

鋼廠的用氣特點(diǎn)是：用氣量大，用量變化大。為滿足此特點(diǎn)，調(diào)節(jié)設(shè)施有：制氧系統(tǒng)配置液體備份系統(tǒng)、動(dòng)力管網(wǎng)上配置的氣體罐。

制氧機(jī)組的配置需分析機(jī)組的能力組合、機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，考慮到鋼廠用量頻繁變化的特點(diǎn)，而深冷工藝的制氧機(jī)組存在調(diào)節(jié)要求高、響應(yīng)時(shí)間慢的特性，為減少氧氣放散量、避免操作失誤，特別是對(duì)于大型制氧機(jī)組應(yīng)該配置自動(dòng)負(fù)荷調(diào)節(jié)功能。

如果液體產(chǎn)品市場(chǎng)供應(yīng)條件好，在制氧站內(nèi)可同時(shí)配置氧氣、氮?dú)庖夯b置，將部分氣體深冷液化為液體產(chǎn)品，既提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)功能，又可充分利用機(jī)組能力，外銷液體產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益以降低機(jī)組運(yùn)行成本。

對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)氧氣、氮?dú)庥昧孔兓貏e大的鋼廠，則需考慮在制氧機(jī)組中可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品氣體、液體互換供應(yīng)量的功能，以降低運(yùn)行能耗。

3.7總圖布置

鋼廠鐵前區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量較差，軋鋼區(qū)環(huán)境質(zhì)量較好。因制氧機(jī)組氣源取自環(huán)境空氣，所以要求制氧機(jī)組盡量布置在周圍環(huán)境較好的區(qū)域，全年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，以保證空氣源清潔，制氧站場(chǎng)地選擇應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行制氧機(jī)組的吸風(fēng)口與有害物的安全距離規(guī)定，盡量避免周邊設(shè)置可能存在有害氣體排放的設(shè)施，如煤氣柜、煤氣排放塔等。

對(duì)于低壓氧氣供高爐機(jī)前富氧，制氧站可設(shè)置在高爐鼓風(fēng)站附近，有利于大口徑低壓氧管線的布置。

3.8噪聲治理

制氧機(jī)組配置有大型回轉(zhuǎn)氣體壓縮機(jī)，設(shè)備運(yùn)行噪聲高達(dá)110 dB(A)；系統(tǒng)中配置有大量的氣體管道，氣體流動(dòng)產(chǎn)生的喘流噪聲、管壁振動(dòng)噪聲以及氣體放散噪聲，其最大噪聲源可達(dá)125 dB(A)。所以制氧站降噪是工程建設(shè)中必須考慮的問(wèn)題，可以從幾方面考慮防噪措施：

總圖布置中盡量將產(chǎn)生高噪聲的設(shè)備遠(yuǎn)離廠界布置，大型靜設(shè)備如液罐等靠廠界側(cè)布置，將有利于阻斷噪聲。

對(duì)產(chǎn)生高噪聲的壓縮機(jī)設(shè)備需設(shè)置隔聲罩，考慮到電機(jī)的散熱量大，壓縮機(jī)電機(jī)盡量選用低噪聲電機(jī)（≤85 dB(A)），這樣電機(jī)可以不需要再進(jìn)行隔聲處理，以減少壓縮機(jī)隔聲罩的換風(fēng)扇能力。在必要的壓縮機(jī)出入口管道上采用管道消聲器，以隔斷設(shè)備的動(dòng)力機(jī)械噪聲和電磁噪聲。隔聲罩內(nèi)壁和消聲器采用性能良好的吸聲材料，并對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)采取良好的減振隔振措施。

壓力氣體放散采用消聲器或混凝土排放塔以降低噪聲；對(duì)流速大的管道采用隔聲包扎措施。

對(duì)臨廠界的廠房圍墻可采用實(shí)體結(jié)構(gòu)，或在廠界周邊種植高大灌木，可阻擋噪聲傳播。

4　氧氮?dú)鍎?dòng)力管網(wǎng)系統(tǒng)配置

制氧站的產(chǎn)品氣體通過(guò)管網(wǎng)輸送到各用戶，不同介質(zhì)、不同壓力等級(jí)的氣體成各自獨(dú)立的管線系統(tǒng)。因在制氧站的產(chǎn)品壓力確定時(shí)已綜合考慮了各用戶的要求，在管網(wǎng)系統(tǒng)中一般不再配置中間加壓系統(tǒng)。若用戶對(duì)壓力有特別要求，可在用戶側(cè)設(shè)置必要的壓縮機(jī)或減壓系統(tǒng)。

根據(jù)冶煉特點(diǎn)：鋼廠煉鋼、軋鋼用戶的使用量波動(dòng)大，而制氧機(jī)組的工藝特點(diǎn)產(chǎn)量相對(duì)恒定供應(yīng)，所以在管網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置必要的氣體緩沖罐，利用儲(chǔ)氣壓力差，增大供應(yīng)的緩沖量。

一般在動(dòng)力管網(wǎng)上配置有3.0 MPa級(jí)的氧氣、氮?dú)?、氬氣緩沖罐、0.6～1.0 MPa級(jí)的氮?dú)饩彌_罐。

為滿足COREX工藝要求的氧氣、氮?dú)鈮毫Ψ€(wěn)定性，在氧、氮中壓管網(wǎng)上配置穩(wěn)壓罐。為提供氧氣、氮?dú)庠诙虝r(shí)間增加用量的要求，動(dòng)力管網(wǎng)在高、中壓管網(wǎng)上設(shè)置聯(lián)通管線，高壓氣體通過(guò)調(diào)壓閥降壓后并入中壓管網(wǎng)。在制氧站內(nèi)還設(shè)有高壓液體備份系統(tǒng)，高壓氣體備份系統(tǒng)可通過(guò)上述的聯(lián)通管線為中壓氣體系統(tǒng)保安，簡(jiǎn)化了液體備份系統(tǒng)的設(shè)備配置。

寶鋼公司為提高整體能源供應(yīng)的可靠性和能源介質(zhì)的資源共享，利用地理位置有利條件，在上海北部地區(qū)建設(shè)一個(gè)貫穿四家分公司的能源通廊。此能源通廊主要將兩大氧氣站供應(yīng)中心——寶鋼本部地區(qū)和寶鋼羅涇地區(qū)的氧氮?dú)鍤怏w管網(wǎng)相連通，成為一個(gè)大管網(wǎng)系統(tǒng)，此系統(tǒng)增強(qiáng)了供氣調(diào)配的靈活性，提高了制氧機(jī)組設(shè)備檢修和發(fā)生事故時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)能力，提高了氧氮?dú)逭w供應(yīng)的可靠性和安全性。

5　結(jié)束語(yǔ)

制氧系統(tǒng)的合理配置是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的基本保障，特別在大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)中各冶煉工藝對(duì)氧氮?dú)宓囊蟛煌?，需要根?jù)工藝特點(diǎn)，進(jìn)行全面的分析研究，制定出的制氧系統(tǒng)配置方式才能確保合理可行，滿足鋼廠生產(chǎn)的要求。

The Configuration of Oxygen Generating System in Large Steel Enterprises

Zhang Zhiyi
(Baosteel Engineering & Technology Co., Ltd., Shanghai 201900, China)

【Abstract】The configuration features of the oxygen generating system for blast furnace ironmaking process and COREX process are discussed. The focuses in the configuration of oxygen generating system in united steel enterprises are analyzed, such as the purity, pressure and pressure step-up process of oxygen, nitrogen and argon, the configuration of pipe network and system security, the overall layout of oxygen station and noise suppression.

【Keywords】oxygen generating system; configuration; process

作者簡(jiǎn)介：張志義（1962－），女，1984年畢業(yè)于上海同濟(jì)大學(xué)燃?xì)鉄崮軐I(yè)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事冶金系統(tǒng)燃?xì)饧夹g(shù)工作。

收稿日期：2015－07－13

【中圖分類號(hào)】TB6

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1006-6764(2015)10-0028-04