于海順

（安陽鋼鐵股份有限公司， 河南 安陽 455004）

經(jīng)驗交流

安鋼2座威金斯型氣柜并聯(lián)運行的可行性分析

于海順

（安陽鋼鐵股份有限公司， 河南 安陽 455004）

通過對氣柜、電除塵器、風(fēng)機等設(shè)備及操作的可行性分析，論證在2座威金斯型氣柜的進口管道上增加聯(lián)通管道，實現(xiàn)2座維金斯型氣柜并聯(lián)運行、互為備用，以減少轉(zhuǎn)爐煤氣的放散量為目的的并聯(lián)運行是可行的。關(guān)鍵詞：威金斯 并聯(lián)運行 互為備用 可行性

轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵企業(yè)重要的二次能源，轉(zhuǎn)爐煤氣的回收利用，可降低企業(yè)生產(chǎn)成本，有效提高企業(yè)二次能源利用水平，為實現(xiàn)負能耗煉鋼打下基礎(chǔ)。運用維金斯型氣柜回收轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵企業(yè)常用的一種設(shè)備，安陽鋼鐵股份有限公司（全文簡稱安鋼）現(xiàn)有維金斯型氣柜2座，分別為10萬m3氣柜和8萬m3氣柜。自2016年12月，10萬m3氣柜經(jīng)歷了40余天的檢修，在此期間的轉(zhuǎn)爐煤氣無法回收只能采取放散，以日均回收轉(zhuǎn)爐煤氣110萬m3計算，此階段的煤氣放散量約4 400萬m3。考慮安鋼具有2座威金斯型氣柜的現(xiàn)狀，同時結(jié)合10萬m3氣柜運行十余年的工作經(jīng)歷，當(dāng)其中的1座氣柜處于檢修或離線檢查時，能否實現(xiàn)2座維金斯型氣柜并聯(lián)運行、互為備用，其中的任何1座氣柜可在2個煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐煤氣回收作業(yè)中任意切換，以減少轉(zhuǎn)爐煤氣的放散量為目的，就此進行可行性分析。

1 概況

2座威金斯型氣柜的陸續(xù)投產(chǎn)運用，有利于安鋼二次能源利用水平的提升，同時對環(huán)境的改善也有積極的作用。轉(zhuǎn)爐煤氣的回收、凈化工藝如圖1所示[1]。

圖1 轉(zhuǎn)爐煤氣的回收、凈化工藝

1.1 氣柜概況

安鋼現(xiàn)有維金斯型氣柜2座，主要參數(shù)見表1，1座為10萬m3轉(zhuǎn)爐柜于2007年11月大修后投運，用于回收安鋼二煉軋廠的3座轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣，該氣柜2016年度回收轉(zhuǎn)爐煤氣約4.5億m3，為安鋼的二次能源利用做出了貢獻。另1座為8萬m3轉(zhuǎn)爐柜，于2017年1月建成投運，用于回收安鋼一煉軋廠的轉(zhuǎn)爐煤氣。

表1 氣柜主要參數(shù)

1.2 電除塵器概況

轉(zhuǎn)爐煤氣在煤氣柜內(nèi)充分混合后，出柜的煤氣體積質(zhì)量約100mg/m3，須經(jīng)電除塵器的進一步凈化處理，煤氣體積質(zhì)量不大于10mg/m3后由風(fēng)機輸送外供用戶[2]，電除塵器的主要參數(shù)見表2。

表2 電除塵器主要參數(shù)

1.3 風(fēng)機概況

經(jīng)過電除塵器凈化處理的轉(zhuǎn)爐煤氣，由柜區(qū)風(fēng)機加壓送至動力廠煤氣加壓站混合后，根據(jù)管網(wǎng)需要送至各用戶使用，風(fēng)機的主要參數(shù)見表3。

表3 風(fēng)機主要參數(shù)

自2016年12月，10萬m3氣柜經(jīng)歷了40余天的氣柜檢修，期間安鋼二煉軋廠的轉(zhuǎn)爐煤氣無法回收只能采取放散，同時結(jié)合10萬m3氣柜運行十余年的工作經(jīng)歷，當(dāng)氣柜在離線檢查設(shè)備運行狀況時，轉(zhuǎn)爐煤氣需放散的現(xiàn)狀，對于今后安鋼2座維金斯型氣柜能否并聯(lián)運行、互為備用進行可行性分析。

氣柜在運行中，正常生產(chǎn)期間需定期進入氣柜內(nèi)部的活塞及T型擋板上部，對活塞、橡膠膜、T擋板等相關(guān)設(shè)備進行檢查，檢查時氣柜需要停止回收與外供保持氣柜活塞穩(wěn)定，此時段內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣只能放散；若氣柜的調(diào)平系統(tǒng)需要更換類似導(dǎo)輪、鋼絲繩等部件時，生產(chǎn)停止時轉(zhuǎn)爐煤氣也需放散；當(dāng)氣柜進入檢修周期時，轉(zhuǎn)爐煤氣也在無奈中放散，二次能源浪費的同時對環(huán)境也造成危害。對于2017年1月投運的8萬m3氣柜，同樣的檢查、檢修、放散狀況也亟待解決。

2 解決思路

實現(xiàn)安鋼的2座維金斯型氣柜并聯(lián)運行、互為備用，將2座氣柜的進口管道連接，在連接管道上設(shè)置蝶閥、盲板閥和蝶閥組合，當(dāng)閥門組合關(guān)閉時，2座氣柜各自單獨運行；在其中1座氣柜停運或離線檢查、檢修時，轉(zhuǎn)爐煤氣通過連接管道進入另1座氣柜，經(jīng)凈化處理、加壓后外送，可解決轉(zhuǎn)爐煤氣因某一時段無法回收煤氣而放散的現(xiàn)狀，改進后的并聯(lián)回收工藝如圖2所示。

圖2 實現(xiàn)并聯(lián)后的轉(zhuǎn)爐煤氣工藝

3 可行性分析

3.1 操作方式

1）雙柜運行。生產(chǎn)正常時，2座氣柜按照原有方式各自單獨運行。

2）單柜運行。即轉(zhuǎn)爐煤氣同時進入8萬m3氣柜或同時進入10萬m3柜，例如當(dāng)8萬m3柜需要暫時停運時，關(guān)閉8萬m3氣柜的進口管道閥門，同時開啟連接管道閥門，將安鋼一煉軋廠合格的轉(zhuǎn)爐煤氣通過連接管道送入10萬m3氣柜，凈化、加壓后外送；同理可將安鋼二煉軋廠合格的轉(zhuǎn)爐煤氣送入8萬m3氣柜。

3.2 回收安全性

為保障轉(zhuǎn)爐煤氣回收的安全，安鋼2座維金斯型氣柜回收系統(tǒng)中選用了激光氣體在線分析儀，分析儀的工作原理是“單線光譜”測量技術(shù)，通過測量被測氣體某一特定吸收譜來實現(xiàn)氣體測量，光強度的衰減與發(fā)射和接收單元之間的被測氣體含量成正比，通過測量激光強度衰減可以分析獲得被測氣體的濃度。該分析儀不需要復(fù)雜的采樣系統(tǒng)，測量響應(yīng)速度快，應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煤氣的回收中，可實現(xiàn)煤氣氧含量的在線監(jiān)測和聯(lián)鎖保護控制，保障煤氣的安全可靠回收與外供[3]。

在煉鋼系統(tǒng)的一次風(fēng)機房處均設(shè)置有微氧分析儀，不合格的煤氣已經(jīng)由放散塔放散，在氣柜進口處出現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣中氧含量超標(biāo)的概率較小，故轉(zhuǎn)爐煤氣在一次風(fēng)機房處合格后，雖經(jīng)過管道的長距離輸送，在氣柜進口處氧含量依然穩(wěn)定、合格，即使在氣柜進口處出現(xiàn)不合格煤氣，由于現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中氣柜進口處同樣設(shè)置有1套微氧分析儀，不合格煤氣在氣柜進口處依舊可進行放散作業(yè)，所以采用并聯(lián)運行是安全的。

3.3 氣柜的作用

維金斯型氣柜的作用是暫時儲存、混勻煤氣、穩(wěn)定管網(wǎng)壓力，其活塞運行速度為不大于4m/min，遠大于曼型、克隆性等氣柜，適用于轉(zhuǎn)爐煤氣的瞬間大流量回收。從煤氣的斷續(xù)回收與連續(xù)外供同時進行的角度講，氣柜也可理解為某種意義上的通道，只要氣柜煤氣外供量等于回收量時，氣柜活塞就是相對穩(wěn)定靜止的。若風(fēng)機的外送能力等于或大于轉(zhuǎn)爐煤氣的回收量，則可理解為氣柜的吐納能力能夠滿足多座轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煤氣。在氣柜回收多座轉(zhuǎn)爐的煤氣時，活塞的上下運行頻率是相對增加的，因此，并聯(lián)運行對氣柜的影響因素是較小的。

3.4 電除塵器及風(fēng)機處理能力

10萬m3氣柜的轉(zhuǎn)爐煤氣回收作業(yè)，已實現(xiàn)同時回收3座轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煤氣，操作日漸穩(wěn)定。2016年度的煤氣外供量數(shù)據(jù)分析如表4所示。

表4 10萬m3氣柜2016年煤氣外供量

如表2、表3所示，10萬m3氣柜區(qū)電除塵器開2備1，每小時處理量為8萬m3，日煤氣處理量為192萬m3；風(fēng)機以開2備3考慮，每小時外送量為8.4萬m3，日煤氣外送量為201.6萬m3。

8萬m3氣柜區(qū)電除塵器運行2臺，每小時處理量8萬m3，日煤氣處理量為192萬m3；風(fēng)機以開2備1考慮，小時外送量為7.2萬m3，日煤氣外送量為172.8 萬 m3。

轉(zhuǎn)爐煤氣的回收是斷續(xù)的，而外供是連續(xù)的。8萬m3氣柜于2017年1月投運，對應(yīng)回收的為一煉軋廠的1座100 t轉(zhuǎn)爐，以日均外供24萬m計，若2柜并聯(lián)運行后，在原10萬m3氣柜每小時外送量基礎(chǔ)上加1萬m3進行分析。從上述電除塵器和風(fēng)機的處理能力分析，均滿足2座維金斯型氣柜并聯(lián)運行后的處理量。

4 結(jié)語

通過對氣柜、風(fēng)機、電除塵器等設(shè)備及操作的分析，論證在2座威金斯型氣柜的進口管道上增加聯(lián)通管道，實現(xiàn)2座維金斯型氣柜并聯(lián)運行、互為備用，其中的任何1座氣柜可在2個煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐煤氣回收作業(yè)中任意切換，以減少轉(zhuǎn)爐煤氣的放散量為目的的并聯(lián)運行是可行的。

[1] 王志峰，張志忠，李獻宏，等.高爐、焦?fàn)t混合煤氣逆向引轉(zhuǎn)爐煤氣在安鋼的應(yīng)用[J].河南冶金，2008，16（5）：26-28.

[2] 王志峰，張志忠，李衛(wèi)東，等.轉(zhuǎn)爐煤氣排水器運行分析及改進[J].河南冶金，2010，18（4）：26-28.

[3] 郭玉梅，代建華，王麗君，等.激光氣體分析技術(shù)在焦化煤氣含氧分析中的應(yīng)用[J].河南冶金，2008，16（3）：28-29.

Feasibility Analysis of Parallel Operation of Two Sets ofW iggins Gas Holder in Anyang Steel

Yu Haishun
（Anyang Iron&Steel Co.,Ltd.,Anyang Henan 455004）

Through the feasibility analysis of gas holder,electric dust collector,fan and other equipment and operation,this paper demonstrates the pipeline on inlet pipe of two Wiggins gas holders,which realizes parallel operation of two Wiggins gas holders for substation,in order to reduce the radiation quantity of converter gas,which is feasible for the purpose of paralleloperation.

Wiggins;parallel operation;interplay;feasibility

TQ547.9

A

1672-1152（2017）05-0118-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.45

2017-08-24

于海順（1973—），男，學(xué)士學(xué)位，畢業(yè)于安陽工學(xué)院，現(xiàn)從事的工作及研究方向為燃氣設(shè)備及燃氣工藝，工程師。

（編輯：苗運平）