朱銳君
摘要:本文所稱“高爐總圖”乃高爐煉鐵設(shè)計(jì)體系總圖運(yùn)輸專業(yè)的規(guī)范化簡稱,本質(zhì)內(nèi)涵為總平面布置、豎向布置和運(yùn)輸設(shè)計(jì)。本文作者結(jié)合自身工程實(shí)踐體會,嘗試從高爐單元功能簡介、高爐煉鐵車間組成、高爐總圖設(shè)計(jì)宗旨、總圖專業(yè)設(shè)計(jì)觀、總圖技術(shù)方法論等方面詮釋高爐煉鐵工程的總圖設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:高爐總圖;專業(yè)設(shè)計(jì)觀;技術(shù)方法論
本文從以下幾個(gè)方面簡要分析總圖專業(yè)在高爐工程設(shè)計(jì)中應(yīng)秉持的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)掌握的技術(shù)方法,并總結(jié)為“專業(yè)設(shè)計(jì)觀”和“技術(shù)方法論”,供同行參考。
一、高爐單元功能簡介
在以“原料準(zhǔn)備-鐵-鋼-軋”為總體工藝路徑的鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)中,冶煉生鐵是最重要的生產(chǎn)工序之一。就目前的“鐵-鋼”界面技術(shù)而言,煉鋼所需生鐵的形態(tài)仍以鐵水為主,特別是在長流程煉鋼工藝路線下,鐵水更是不可或缺。生產(chǎn)鐵水的裝置有高爐和非高爐(COREX、HISMELT、FINEX等為代表)兩類工藝設(shè)備,高爐鐵水以其品質(zhì)和冶煉工藝的成熟、可靠等優(yōu)點(diǎn),在諸多鐵水制備方式中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位??梢哉f,在規(guī)模以上鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,高爐是生鐵冶煉的“勞動模范”,在全廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
高爐即為冶煉生鐵而生,以提供煉鋼工序所需合格鐵水為生產(chǎn)導(dǎo)向。冶煉過程中,鐵礦石中的含鐵氧化物在爐內(nèi)被焦炭中的碳元素還原成鐵,熔化后變成鐵水從高爐中流出,與此同時(shí),礦石中的脈石和石灰石化合生成爐渣排出高爐。
二、高爐煉鐵車間組成
1.主要工藝設(shè)施:
1)上料系統(tǒng)(礦焦槽及供返料、主皮帶或斜橋上料系統(tǒng)等);2)高爐本體(含爐頂)系統(tǒng);3)出鐵場系統(tǒng);4)粗煤氣除塵系統(tǒng);5)熱風(fēng)爐系統(tǒng);6)渣處理系統(tǒng);7)燃料(煤粉或天然氣)噴吹系統(tǒng);8)生產(chǎn)控制中心;9)鑄鐵機(jī)及修罐庫;10)碾泥機(jī)室。
2.主要公用輔助設(shè)施:
1)鼓風(fēng)機(jī)站;2)煤氣凈化系統(tǒng);3)通風(fēng)除塵設(shè)施;4)高爐煤氣調(diào)壓閥組及TRT余壓發(fā)電系統(tǒng);5)水處理設(shè)施;6)供配電設(shè)施;7)空壓站;8)檢化驗(yàn)室;9)總圖運(yùn)輸設(shè)施;10)區(qū)域綜合管線;11)消防設(shè)施;12)生活輔助設(shè)施等;13)高爐煤氣儲配系統(tǒng)等。
三、高爐總圖設(shè)計(jì)宗旨
鋼鐵企業(yè)設(shè)施龐雜,建構(gòu)筑物星羅密布。高爐單元更是以其擁有的車間或設(shè)施子項(xiàng)繁多而成為“原料準(zhǔn)備-鐵-鋼-軋”各工序中最零散的單元。萬變不離其宗,高爐工程總圖設(shè)計(jì)的核心理念卻沒有發(fā)生變化,依舊是做好物流系統(tǒng)的“承上啟下”工作:細(xì)致梳理高爐來料接口關(guān)系,配合做好儲運(yùn)系統(tǒng)接口設(shè)計(jì),科學(xué)緊湊的布置高爐工程各車間設(shè)施,并以最小溫降、最快方式、最短路線為基本運(yùn)輸特征及目標(biāo),安全平穩(wěn)的將鐵水安全送抵煉鋼車間。
四、高爐總圖專業(yè)設(shè)計(jì)觀
總圖執(zhí)業(yè)者應(yīng)秉持一些基本的專業(yè)設(shè)計(jì)觀,并且做到一以貫之、長期堅(jiān)持。做到在任何工程條件和客觀困難前,矢志不渝的堅(jiān)持創(chuàng)造價(jià)值,成就專業(yè)品格。
(一)與時(shí)俱進(jìn)。我國鋼鐵產(chǎn)能自1996年開始呈現(xiàn)井噴式增長。到2020年末,中國鋼鐵粗鋼產(chǎn)量10.65億噸,已達(dá)全球鋼鐵粗鋼產(chǎn)量的56.7%,已然形成結(jié)構(gòu)性過剩。于是,在新址新建的聯(lián)合鋼廠已不常見。特別是在國內(nèi),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來的技術(shù)更新迭代工程成為趨勢。因此,新時(shí)代的工程設(shè)計(jì)需踐行新的設(shè)計(jì)理念,也涌現(xiàn)了很多新的技術(shù)以及新的裝備產(chǎn)品,特別是工程師離不開的技術(shù)規(guī)程、規(guī)范也在不斷革新,安全、環(huán)保、衛(wèi)生、消防、節(jié)能、生態(tài)、低碳等要求必須緊跟國家宏觀政策。在這樣的背景下,與時(shí)俱進(jìn)成了總圖設(shè)計(jì)者的根本遵循。當(dāng)然,這一點(diǎn)和其他任何專業(yè)都不無相似,主要還是在強(qiáng)調(diào)總圖專業(yè)設(shè)計(jì)要緊跟時(shí)代步伐,展現(xiàn)時(shí)代特點(diǎn)。
(二)守正創(chuàng)新。守正,堅(jiān)守正確的設(shè)計(jì)理念,比如從縮短高爐區(qū)域的三流(物質(zhì)流、能量流、信息流)路由角度出發(fā),高爐區(qū)域各車間設(shè)施布置的越緊湊越節(jié)能,越緊湊就越經(jīng)濟(jì)、越高效;創(chuàng)新,是要在守正的前提下創(chuàng)造新的方法。比方說,設(shè)施占地尺寸和可用地面積出現(xiàn)矛盾時(shí),就得解放思想、放開手腳去考慮采取一些經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償措施,在技術(shù)守正的前提下向土地讓步,比方說我們可以創(chuàng)造性的將一些設(shè)施(如吸水井、水泵房和電氣室)由平面一字?jǐn)傞_變?yōu)榱Ⅲw上下疊拼,還可以適度影響或引導(dǎo)其他專業(yè)創(chuàng)新、立新、刷新,比如鐵水運(yùn)輸方式,在廠外、廠內(nèi)運(yùn)輸條件有限時(shí),變鐵路運(yùn)輸為汽車或電動平車運(yùn)輸也未嘗不可。
(三)客觀獨(dú)立。雖說上下游各個(gè)專業(yè)都深知高爐工程設(shè)計(jì)要“以鐵為綱”,但作為設(shè)計(jì)體系里最重要的輔助專業(yè)之一,總圖設(shè)計(jì)必須恪守“各專業(yè)平等”,工藝專業(yè)與輔助專業(yè)均為工程智慧的提供者、貢獻(xiàn)者,在各專業(yè)用地需求的滿足上,總圖要一視同仁,要清醒認(rèn)識到微小的操作室、閥門間和高聳的高爐本體一樣必不可少,相輔相成、缺一不可。總圖設(shè)計(jì)成果是集體智慧的結(jié)晶,用地面前、人人平等,上下、左右、前后做好用地規(guī)劃,切實(shí)當(dāng)好土地的“矛盾調(diào)和者”。
(四)依法合規(guī)。要始終堅(jiān)定不移的遵守《總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高爐煉鐵工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鋼鐵企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《工業(yè)企業(yè)鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《煉鐵安全生產(chǎn)規(guī)程》以及重要生態(tài)區(qū)域、重要江河水系的環(huán)境保護(hù)政策等國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程規(guī)范。
(五)價(jià)值導(dǎo)向。不同的自然氣象條件、不同的爐料結(jié)構(gòu)及礦石品位、不同的燃料條件都會導(dǎo)致焦比設(shè)計(jì)、高爐爐型設(shè)計(jì)、礦槽倉數(shù)、熱風(fēng)爐燃燒方式、鼓風(fēng)機(jī)選型、出鐵場面積、上料主皮帶傾角及總長度等參數(shù)的不同,因此總圖設(shè)計(jì)師要密切注意與工藝專業(yè)的溝通,始終堅(jiān)持因地制宜,以為業(yè)主創(chuàng)造最大增量價(jià)值為目標(biāo)導(dǎo)向。
(六)留有余地。主要是指的用發(fā)展的眼光看待當(dāng)前條件下的煉鐵工程,特別是高爐一代爐齡之后,工藝設(shè)施可能都會面臨技術(shù)迭代和更新,為了不影響生產(chǎn)或減少停產(chǎn)天數(shù),高爐采用整體換裝技術(shù)、擴(kuò)建爐后役泵房等,均需要充分考慮場地條件上的預(yù)留。
五、高爐總圖設(shè)計(jì)方法論
一方面,宏觀著眼,重點(diǎn)做好以下四點(diǎn)工作:
(一)高爐廠址選擇
高爐在鋼鐵廠的總體位置以及與外部環(huán)境的相對關(guān)系要適當(dāng)。從物料運(yùn)輸角度分析,高爐到底距離原料場、燒結(jié)廠、煉鋼廠孰近孰遠(yuǎn),可選思路很多。如是老廠改造,條件明確,基本高爐選址方案不會太多。但新建鋼廠,幾平方公里一張白紙,總體規(guī)劃的想象空間太大,總體物流布局是一字型鋪開、還是“L”型、“U”型,都直接影響高爐位置,也就需要科學(xué)的對多個(gè)廠址方案進(jìn)行綜合比選。我們要做到,首先新高爐的位置不得影響總體物流布局或不影響現(xiàn)有生產(chǎn),其次要保證鐵水運(yùn)輸作業(yè)順暢合理、運(yùn)輸距離最短,再者要同時(shí)考慮外部環(huán)境對工廠布局的影響。方案論證既要做到無微不至,更要保證投產(chǎn)后運(yùn)行良好,指標(biāo)先進(jìn)。且不能出現(xiàn)環(huán)境問題,按《鋼鐵企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)要求,煉鐵廠與居住區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離須在1000m以上。
(二)選定鐵水運(yùn)輸方式
鐵水運(yùn)輸方式直接決定高爐區(qū)域的布置型式。鐵水運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展至今,主要有以下三種可選方式:鐵路、道路、過跨車。一般情況下,鐵水運(yùn)輸主流方式還是鐵路運(yùn)輸;在全廠用地較為緊張、煉鐵車間與煉鋼車間距離較近且有條件設(shè)置鐵水運(yùn)輸專用道路的情況下,可采用道路運(yùn)輸鐵水;當(dāng)煉鐵車間、煉鋼車間較近且兩個(gè)車間所處臺階高差較大不利于采用鐵路或者道路運(yùn)輸時(shí),應(yīng)考慮采用過跨車運(yùn)輸。
鐵路運(yùn)輸因其安全可靠目前已被各冶金企業(yè)普遍采用,但其最大的缺點(diǎn)是線路轉(zhuǎn)彎半徑大,重車運(yùn)輸縱坡?。ㄌ貏e是高溫液體如鐵水),相應(yīng)占地面積較大,布置起來不夠靈活;汽車運(yùn)輸最大的特點(diǎn)是機(jī)動靈活,鐵水包轉(zhuǎn)彎半徑?。ú捎萌f向輪技術(shù)),占地面積小,但其可靠性在學(xué)界一直存有爭議;過跨車運(yùn)輸采用電動平車與吊車的組合方式運(yùn)輸鐵水,即:電動平車將鐵水包送至煉鋼車間加料跨外延跨,再由加料跨的吊車將鐵水接力輸送至煉鋼車間。煉鐵車間、煉鋼車間最大程度地靠近,最大程度減少鐵路占地,更能適應(yīng)復(fù)雜地形和高差,但其固定資產(chǎn)投資最高,并且由于這種剛性連接帶來的不可緩沖特點(diǎn),對設(shè)備的可靠性提出了更高要求,目前,國內(nèi)使用這種模式運(yùn)輸鐵水的鋼鐵企業(yè)并不常見,但因其對一包到底界面技術(shù)的融合優(yōu)勢,當(dāng)下正在逐步興起。
(三)合理進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)
作為總圖有別于其他專業(yè)的獨(dú)具亮點(diǎn)和特色的工作內(nèi)容,豎向設(shè)計(jì)的專業(yè)價(jià)值和精髓可以在高爐工程中得以大顯身手。通常出于技術(shù)或管理需要,同一工序單元的不同車間或者同一廠房的不同設(shè)備會被布置在同一臺階之上,這樣做的目的是:既便于不同車間的人員、物資、信息正向流動,又減少了處理邊坡臺階帶來的大量占地及高昂費(fèi)用。最為直接的就是減少了對設(shè)計(jì)標(biāo)高管理工作的沖擊,最大程度降低了跨臺階設(shè)施標(biāo)高非正常銜接的設(shè)計(jì)事故的產(chǎn)生概率。然而,從理論層面探討土石方工程量的減量化,高爐工程恰恰是整個(gè)鋼鐵冶金企業(yè)中適應(yīng)能力最強(qiáng)的工序單元。高爐工程適應(yīng)地形主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
1.最大單體車間(如出鐵場)的占地規(guī)模遠(yuǎn)小于原料準(zhǔn)備、煉鋼連鑄、軋鋼、冷軋等單元的主車間;
2.車間之間的聯(lián)系方式主要為能源介質(zhì)管道(廊)、溝槽、膠帶機(jī)等,不受臺階式豎向布置的制約;
3.新型“鐵-鋼”界面技術(shù)及裝備的不斷涌現(xiàn),如轉(zhuǎn)彎半徑更小的汽車型鐵水包車,以及“電動平車+鑄造吊車”組合過跨的鐵水運(yùn)輸方式等。
此外,“智慧工廠”理念的不斷推進(jìn)和遠(yuǎn)程辦公、會議等網(wǎng)絡(luò)手段的廣泛應(yīng)用,坐在辦公室即可遠(yuǎn)程診斷、開視頻會議等,都為高爐工程豎向設(shè)計(jì)的靈活性賦予了全新動能,不同臺階之間沒有實(shí)際物流運(yùn)輸需求的內(nèi)部聯(lián)系道路已經(jīng)越來越少,甚至?xí)鸩奖蝗∠?,如此的確讓高爐設(shè)施的布置更加適應(yīng)地形,土石方工程量相應(yīng)可以降到最低。
(四)做好多方案比選
在方法論上,總圖方案優(yōu)化的幾大原則主要是工藝流程合理、物流順暢短捷、布置緊湊合理、遠(yuǎn)近結(jié)合,留有發(fā)展余地,滿足安全、衛(wèi)生、防火以及施工要求等。和其它行業(yè)、工序的總圖布置一樣,在確定高爐的爐容、位置、運(yùn)輸方式之后,需要對高爐工程內(nèi)部系統(tǒng)的布置經(jīng)過多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。參與比選的方案,或注重本期工程投資最省,或考慮預(yù)留發(fā)展條件最優(yōu),或二者兼而有之??傊倛D設(shè)計(jì)人要綜合利弊、適度取舍,和盤托出、業(yè)主定奪??倛D專業(yè)有個(gè)特點(diǎn),就是誰都可以提出主觀、客觀意見。對旁人提出的意見,總圖人要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),強(qiáng)化辯證思維。既不能照單全收,更不要來者不拒。最正確的方式是“看圖說話”。思路行不行?方案好不好?擺出來,全知道。更為寶貴的是,很多看似天方夜譚、不切實(shí)際的思路可能讓你腦洞大開,思如泉涌,讓你“心到、手到、鼠標(biāo)到”??倛D人,一定要有兼收并蓄精神,因?yàn)閺恼軐W(xué)角度上看總圖布置沒有客觀標(biāo)準(zhǔn),永遠(yuǎn)唯一、永爭第一,沒有最好、只有更優(yōu)。
另一方面,微觀入手,重點(diǎn)掌握以下設(shè)計(jì)技巧:
(一)出鐵場系統(tǒng)
因?yàn)楦郀t本體在出鐵場范圍以內(nèi),所以出鐵場系統(tǒng)對煉鐵廠的布置影響最大。出鐵場定位時(shí),應(yīng)以高爐為定位目標(biāo),高爐確定位置后再相應(yīng)調(diào)整出鐵場的設(shè)置。不同的鐵水容器(一般有鐵水罐、魚雷罐)、不同的出鐵方式(采用固定罐位或擺動流嘴)以及不同的鐵水運(yùn)輸方式均影響著出鐵場的布置。在設(shè)計(jì)過程中,總圖專業(yè)須根據(jù)不同的出鐵方式和鐵水運(yùn)輸方式選擇最適合出鐵場的布置方式和出鐵場外部道路廣場。另外,出鐵場除塵系統(tǒng)因其風(fēng)量和風(fēng)管直徑可觀,為節(jié)省投資,宜盡量靠近出鐵場布置。
(二)高爐上料系統(tǒng)之礦(焦)槽
高爐礦(焦)槽主要供應(yīng)含鐵原料以及焦炭,通過斜橋式上料小車或者主皮帶送至高爐爐頂。通常,中小型高爐的爐料輸送主要采用上料小車(少數(shù)采用主皮帶輸送),大中型高爐則多采用主皮帶上料。和上料小車相比,主皮帶運(yùn)輸?shù)墓に囘B續(xù)性、可靠性優(yōu)勢明顯。而且,采用主皮帶運(yùn)輸,高爐礦槽距離高爐較遠(yuǎn),不同的傾角和平面轉(zhuǎn)角使得礦槽布置的場地適應(yīng)性較強(qiáng)。其中的主皮帶傾角和平面轉(zhuǎn)角是總圖專業(yè)與煉鐵工藝專業(yè)溝通的關(guān)鍵要點(diǎn),設(shè)計(jì)時(shí)要熟稔于心,做到心中有數(shù)。如:(1)考慮到球團(tuán)運(yùn)輸,主皮帶傾角一般不大于12°,用傾角及爐頂高度反算主皮帶長度是總圖人需掌握的技巧;(2)高爐主皮帶與高爐中心線的平面轉(zhuǎn)角不能過大(一般不超過15°),否則易與爐頂框架或粗煤氣上升管道發(fā)生碰撞;(3)高爐主皮帶一般不與爐頂?shù)踯嚥贾迷谕粋?cè),否則主皮帶會影響高爐爐頂?shù)牡跹b作業(yè);(4)主皮帶中央轉(zhuǎn)運(yùn)站以及機(jī)械室的布置要合理,機(jī)械室一般不宜離中央轉(zhuǎn)運(yùn)站太遠(yuǎn),以免機(jī)械室被抬得過高造成運(yùn)行不穩(wěn)定;(5)主皮帶支腿支架要合理布置(跨度以45m~50m為宜),跨度過大易造成皮帶通廊及支架的結(jié)構(gòu)浪費(fèi)。此外,礦槽除塵宜靠近礦焦槽主車間貼鄰布置,間距以小為妙,以不影響礦槽和電氣設(shè)備的檢修為限。
(三)熱風(fēng)爐系統(tǒng)
在總圖布置方面,熱風(fēng)主管進(jìn)入出鐵場的角度宜與出鐵場平臺天車運(yùn)行平行,并應(yīng)避開天車作業(yè)區(qū)域。當(dāng)總圖布置需要調(diào)整熱風(fēng)主管進(jìn)入高爐本體的角度時(shí),這里告訴大家,熱風(fēng)主管角度可按360/n(相鄰風(fēng)口相位角,n為風(fēng)口數(shù)量,由煉鐵工藝確定)的角度或其整數(shù)倍旋轉(zhuǎn),每旋轉(zhuǎn)一個(gè)360/n,你會發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)爐距離出鐵場的距離也在發(fā)生位移,熱風(fēng)主管長度也在變化,或增加或縮短,按需旋轉(zhuǎn)即可。可以說,這是熱風(fēng)爐工藝貢獻(xiàn)給總圖專業(yè)的最大自由度,必須靈活掌握。此外,高爐熱風(fēng)爐宜靠近高爐煤氣清洗裝置及TRT余壓發(fā)電、煤氣調(diào)壓閥組等燃?xì)鈱I(yè)設(shè)施布置,以便高爐煤氣(熱風(fēng)爐燃料)管道的連接。
(四)渣處理系統(tǒng)
高爐渣處理有INBA法、嘉恒法、明特克法、(環(huán)保)底濾法等主流工藝。具體設(shè)備選型由廠方定奪,但是總圖專業(yè)可以提前參與幫助決策。高爐渣量大,一座爐容為2500m3的高爐,每年產(chǎn)渣量約66~70萬噸,需重點(diǎn)考慮水渣外運(yùn)的方式及通道問題。水渣運(yùn)輸方式(鐵路、道路、膠帶機(jī))的選擇,運(yùn)輸路徑的選擇均應(yīng)做好規(guī)劃。如廠區(qū)內(nèi)配建有礦渣微粉,建議處理好的水渣直接通過膠帶機(jī)外運(yùn)送往礦渣微粉車間。
(五)制粉噴吹車間
制粉噴吹車間的布置可因地制宜,噴吹管道是壓力管道,布置比較靈活,有條件可靠近高爐布置。干煤棚的布置要以運(yùn)輸方便為考量因素。為適應(yīng)場地條件可使用普通皮帶機(jī)或者大傾角皮帶機(jī)甚至垂直提升皮帶機(jī)進(jìn)行原煤運(yùn)輸。大傾角皮帶機(jī)及垂直皮帶機(jī)較普通皮帶機(jī)比故障率高,檢修維護(hù)復(fù)雜,總圖應(yīng)創(chuàng)造條件采用普通皮帶機(jī)運(yùn)輸(具體傾角儲運(yùn)專業(yè)提供)。一般情況下噴吹電氣室應(yīng)與噴煤車間應(yīng)脫開布置,也可以一面與噴煤車間貼鄰布置,但按照《鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,封閉式噴煤制粉站和噴吹站屬火宅危險(xiǎn)性為乙類的建筑,敞開式或半敞開式噴煤制粉站和噴吹站屬火宅危險(xiǎn)性為丙類的建筑,所以貼鄰一側(cè)的墻面不應(yīng)設(shè)置門窗孔洞,且墻體耐火等級要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。
(六)鑄鐵機(jī)、修罐車間
在煉鋼車間不能接收鐵水的情況下,鐵水被運(yùn)到鑄鐵機(jī)車間進(jìn)行鑄鐵。一般鑄鐵機(jī)車間還兼具修罐作業(yè)的功能。鑄鐵機(jī)車間一般應(yīng)布置在鐵水走行線上牽出方便的地段。修罐庫以及走行檢修車間應(yīng)布置在煉鐵、煉鋼車間之間。此部分設(shè)計(jì)需重點(diǎn)關(guān)注的是鐵路牽出線的合理設(shè)置。
(七)鼓風(fēng)機(jī)站及其配套輔助設(shè)施
按照工藝要求,鼓風(fēng)機(jī)站宜盡量靠近熱風(fēng)爐布置,既可充分縮短冷風(fēng)管道的長度降低造價(jià),又可減少阻損降低風(fēng)機(jī)功率。鼓風(fēng)機(jī)站宜與熱風(fēng)爐布置在高爐同側(cè)。鼓風(fēng)機(jī)型式分為電動鼓風(fēng)、汽動鼓風(fēng)及高爐煤氣余壓鼓風(fēng)(BPRT)。從占地規(guī)模上比較,BPRT系統(tǒng)和電動鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)用地較為集約,汽動鼓風(fēng)機(jī)站因有鍋爐系統(tǒng)及配套水系統(tǒng)而用地較大。鼓風(fēng)機(jī)的具體型式選擇應(yīng)由熱力工藝專業(yè)根據(jù)工廠的能源平衡狀況來綜合確定,但總圖專業(yè)因?yàn)槭峭恋氐闹苯庸芾矸峙湔撸矐?yīng)該充分參與到鼓風(fēng)機(jī)選型決策活動中。
(八)煤氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施
高爐區(qū)域的煤氣路徑為:爐頂荒煤氣→粗煤氣除塵系統(tǒng)→煤氣凈化系統(tǒng),然后TRT與調(diào)壓閥組并聯(lián)。粗煤氣除塵系統(tǒng)由于連接的是來自爐頂下降管的高溫、高壓荒煤氣,因此布置的位置需要滿足煤氣下降角度的要求,宜近不宜遠(yuǎn),一般工藝對其中心與高爐中心的水平距離有明確要求。而且,安全起見,粗煤氣除塵器宜與明火散發(fā)點(diǎn)(如環(huán)保底濾法的沖渣點(diǎn))應(yīng)保持足夠的安全距離。粗煤氣除塵器與高爐煤氣凈化裝置之間連接管道為粗煤氣管道,管道的磨損比較嚴(yán)重,參照高爐粗煤氣管道高爐側(cè)的考慮,有條件時(shí)也應(yīng)盡量縮短布置。高爐煤氣儲配設(shè)施(煤氣柜)在管網(wǎng)上的位置相對隨意。煤氣凈化裝置、TRT和煤氣調(diào)壓閥組布置時(shí)符合煤氣流工藝即可,靈活多樣。
(九)高爐中心循環(huán)水泵房、預(yù)留爐后役水泵房
高爐中心循環(huán)水泵房及預(yù)留爐后役水泵房宜靠近高爐布置。但循環(huán)水采用開路循環(huán)時(shí),水泵房宜與高爐出鐵場保持一定距離,避免冷卻塔水蒸汽彌漫到出鐵場造成腐蝕。高爐循環(huán)水管道較多,場地緊張時(shí)可采用架空通廊方式敷設(shè)或管溝方式布置。循環(huán)水管一般不在出鐵場下方上跨鐵路,以避免水管滴漏進(jìn)入敞口鐵水罐中而產(chǎn)生事故。
(十)高爐區(qū)域運(yùn)輸設(shè)施
除鐵水運(yùn)輸本身采用道路運(yùn)輸外,煉鐵車間內(nèi)部運(yùn)輸以皮帶運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸為主,道路運(yùn)輸為輔。
1.道路設(shè)施。高爐區(qū)域內(nèi)道路一般用作消防、參觀或是運(yùn)輸一些零散貨物。主干道寬度一般7 m即可滿足要求。在高爐本體周圍的道路需兼具消防及參觀形象大道功能,應(yīng)按主干道來考慮,寬度可適當(dāng)加大。通常,中大型高爐還要求設(shè)置上出鐵場高架引橋,主要用于參觀及出鐵場上使用的泥沙、炮泥、耐材等貨物運(yùn)輸。高架引橋的等級可按支路或車間引道考慮,坡度一般不大于9%,有展坡條件應(yīng)按緩于8%設(shè)置,長度按照出鐵場平臺與引橋起點(diǎn)高差計(jì)算配備,橋面凈寬在5 m以上即可滿足需要。
2.鐵路設(shè)施。小型高爐出鐵口常采用一列式布置,中大型高爐宜采用半島式或島式布置。鐵水運(yùn)輸坡度要嚴(yán)格按規(guī)范設(shè)置,但出鐵場下方鐵路以及外側(cè)一定長度(牽出有效長)范圍的停車路段應(yīng)為平坡。按《鐵路運(yùn)輸安全規(guī)程》的要求,半島式高爐出鐵場下的鐵路原則上不允許穿兩個(gè)及以上擺動流嘴。在高爐接鐵及運(yùn)輸作業(yè)中,為確保司機(jī)人生安全,接鐵時(shí)機(jī)車須頂進(jìn)空罐,牽出重罐,機(jī)車任何時(shí)刻須在出鐵場外側(cè),禁止下穿流鐵口;在進(jìn)入煉鋼車間配送鐵水時(shí),機(jī)車應(yīng)能推進(jìn)重罐,同時(shí)牽出空罐,避免機(jī)車先進(jìn)入煉鋼車間過多占用煉鋼車間內(nèi)部空間。如鐵路運(yùn)輸線路坡度較大,還要考慮在機(jī)車和鐵水罐車之間加設(shè)隔離車,如此一來,所有牽出線的長度均需重新校核。
總結(jié)
總圖布置成果是所有專業(yè)集體智慧的結(jié)晶,是“工藝為龍頭、各專業(yè)傾力配合”的集成體現(xiàn)。總圖布局關(guān)乎長遠(yuǎn)發(fā)展,總圖設(shè)計(jì)人一定要有今日總圖、明日豐碑的追求,培養(yǎng)責(zé)任感、增強(qiáng)使命感,積極追求“物質(zhì)流、能量流、信息流”的完美協(xié)同,締造人、廠、環(huán)境和諧共生的美麗鋼廠!
參考文獻(xiàn)
[1]傅永新,彭學(xué)詩.鋼鐵廠總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)手冊.冶金工業(yè)出版社.1996.10。
[2]中國冶金建設(shè)協(xié)會.鋼鐵企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范.中國計(jì)劃出版社.2010。
[3]王耀華.高爐工程總圖規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究.中華建設(shè)科技.2013.2。
[4]中國冶金建設(shè)協(xié)會.鋼鐵冶金企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范.中國計(jì)劃出版社.2018。