天铁转炉煤气回收综合利用潜力分析及实践

刘爱国（天津天铁冶金集团有限公司，河北涉县，056407）

天铁转炉煤气回收综合利用潜力分析及实践

刘爱国（天津天铁冶金集团有限公司，河北涉县，056407）

钢铁工业对节能与环保需求的日益加剧，促使各大钢千方百计地回收转炉煤气天铁也根据自身情况加大转炉煤气回收量，指标年年提升，从攻关前的吨钢不足60m3提高到目前的103.5m3。针对回收利用中的瓶径问题，经过充分论证和实践，彻底改变转炉煤气平衡利用能力不足的问题。

转炉煤气管道热值

一、前言

在2005年，转炉煤气回收利用工作在公司领导的指导下，经过各单位共同努力下取得了吨钢回收73 m3的成绩，同比提高14m3，但是在回收利用方面还有很大潜力，而目前主要瓶径问题就是转炉煤气收用不平衡，拒收问题比较突出，这也为今后加大转炉煤气回收能力提出了新的挑战。

二、目前转炉煤气回收存在的问题

1、转炉煤气还存在一定的拒收现象，通常每天在8～10炉以上，因此有必要拓展转炉煤气使用用户，增加转炉煤气消耗，彻底解决煤气不能完全回收利用的问题。

2、目前转炉煤气回收的热值较高，通常在1300kcal以上，在公司煤气紧张的情况下，完全可以降低转炉煤气热值多回收。

3、规范转炉操作方法，确保降罩、稳定操作，减少冶炼损失。

三、增加转炉煤气回收利用的可行途径

目前转炉煤气使用用户主要是天铁一轧、带钢，然而带钢使用没有实现全转炉煤气燃烧，因此还有一定的潜力可以挖掘。具体数值如下：目前转炉煤气最大可回收利用能力为2.6万m3/h，而目前一轧用量在1.2～1.6万m3/h，带钢可利用能力为1.7～2.0万m3/h，俩个用户可实现利用2.9～3.5万m3/h。显然用户完全可以消化这部分转炉煤气，同时考虑到转炉煤气与高炉煤气主管连接，还可以少部分消耗掉0.3～0.5万m3/h煤气。因此，只要能实现带钢一轧用后的余量全部供给到带钢就完全可以解决煤气回收中的瓶径问题。

1、转炉煤气回收的具体方案

目前，带钢需要使用大量的高炉煤气进行补充燃烧，因此，在多烧转炉煤气的情况下可以增加加热炉的加热强度，增加钢带产量，在取得直接经济效益的同时，间接效益更加显著。转炉煤气使用量不能满足要求的原因主要转炉煤气供应没有专门设计的供气管线，利用原设计的回流管向高炉煤气主管输气，混合后部分进入加热炉，高炉煤气管线压力较高，造成转炉煤气不能全部回收，因此建议完善管线。具体方案是利用原有管线，将介入点从主管转到往带钢的分管，在带钢分管两侧安装阀门，从而达到降低管线压力，利于转炉煤气的输送。（具体方案见示意图1、图2）。

图1 改造前煤气管道示意图

图2 改造后煤气管道示意图

从图中可以看出，改造方案是将转炉煤气与高炉煤气混合点进行了改变，增加了一个阀门和10m以内的管道，经过分析得出：

（1）往带钢的高炉煤气支管压力低于主管压力，同时经过调整新增加的阀门可以调整支管压力；

（2）支管压力降低有利于转炉煤气的回收，回收压差可以增加1倍，转炉煤气回收量增加3倍以上；

（3）在加热炉出现问题的情况下可以关闭往带钢的阀门，与改造前系统情况完全相同，因此不会对生产造成影响；

（4）转炉煤气的回收减少了煤气放散，节约能源、减少污染。

因此，改造方案是成熟的，完全可以实施。

2、经济效益分析：

1、投资

①仅通过改造，管道不进行更新，仅需要不足10米管径为Dg600的煤气焊管，投资额度不超过5000元（包含人工费用）。

②进行管道更新，将管径增加到Dg800，所有投资费用在90万元以内（包含人工费用）。

2、效益

①改造效益，转炉煤气回收水平可以达到吨钢85m3以上，直接经济效益达到：

（85－73）×272×0.1－0.5÷10＝326.4（万元/年）

②更新管道方案实施后，转炉煤气回收水平可以达到吨钢90m3以上直接经济效益达到：

（90－73）×272×0.1－90÷10＝453.4（万元/年）

如果增加的煤气全部供应带钢使用，带钢产能可以达到大幅度提高，在热装热送的前提下，可以提高带钢产能20%（粗略估计，带钢技术人员普遍认同有增产效果）以上，间接效益明显。

综上所述，在技术、管理、经济效益、环保等各方面完全可行。

3、实施后效果分析

在理论的指导下，经过相关单位的努力，目前管道输送能力不足的问题得到彻底的解决，效果非常明显。以2010年数据为例，目前回收利用水平稳定在吨钢100m3以上的水平。

四、科学合理确定煤气回收参数

根据化验数据，天铁转炉煤气热值平均在1376kcal，而CO回收利用的下限设定为35%，氧气含量上限设定为2%，这些限制数据均是来源于某兄弟单位，然而煤气回收利用技术的发展是突飞猛进，煤气已经不在是原来意义上的废弃能源的范畴，已经成为企业发展的主要动力能源，如何合理确定回收利用限制条件的工作显得非常重要。

1、确保安全，严格执行氧含量

转炉煤气回收利用过程中，长期统计数据表明，大于0.2%的几率非常少，高于0.4%的几率几乎没有，从安全技术分析，如果氧含量大于1%就是设施严重异常同时可能很短时间大于2%，对照正常情况下，控制在0.5的含量就可以满足生产需要，考虑的多回收利用和安全衔接的问题，将氧含量设定为1%，进一步增加安全性。

2、合理确认CO回收含量

根据天铁煤气特点，转炉煤气的替代气源为高炉煤气，因此，只要确保回收的没有热值高高炉煤气热值就可以回收利用，而高炉煤气热值在750 kcal的水平，其对应CO含量在20～23%，因此，我们完全可以将终点CO含量设定在23%，考虑到回收实际情况，暂时设定在25%。

五、加强转炉操作

降罩操作和严格限制提枪的操作要求是十分必要的，因此转炉煤气在炉口燃烧溢流能够导致至少10%以上的煤气损失，对回收终点参数也会造成一定的影响，综合影响煤气至少12%以上的量，因此降低烟罩操作是十分必要的。冶炼过程中提枪将会导致此炉煤气无法回收，按照35分钟一炉的冶炼周期，每班一次提枪计算，将会影响吨钢10 m3，因此，加强转炉操作非常必要。

六、目前转炉煤气回收工作中存在的不足

1、转炉降罩操作工作还有待进一步完善，这与目前的操作习惯和水平有关，改进难度很大。

2、煤气在线化验时间与回收时间还存在一定的差值，这个问题经过多年的努力依据没有最终完美解决。

3、尽管转炉煤气终点参数工作做了很多，但是回收热值在线科学分析还没有提上日程。

七、结论

转炉煤气回收利用工作只要解决好发生环节的控制、回收途径的畅通、终点参数的合理，吨钢回收能力实现100 m3是完全可能的。

[1]中国强制性国家标准汇编中国标准出版社

[2]冶金热能工程导论东北大学出版社

[3]中国钢铁工业生产统计指标体系冶金工业出版社

[4]现代冶金学冶金工业出版社