宣钢3#高炉节能改造

袁晓东

（宣化钢铁股份有限公司炼铁厂，河北宣化075100）

1 引言

宣钢3#高炉2010年大修由原炉容1350m3扩容到2000m3，大修采用推移技术，热风炉、干除尘、喷煤等全部更新改造采用新技术。经过大修改造3#高炉于2011年6月投产，在生产过程高炉及其附属设备暴露出可靠性和精确性不足，能源消耗和浪费等问题。

2 高炉炉顶系统主要存在的问题

（1）炉顶放料准确率低，造成氮气消耗量高；按照设计要求，放料准确率误差应该在0.2左右，但是3#高炉投产后精度误差在1左右，为保证布料准确性，炉顶依靠罐内冲氮放料，氮气消耗较高。

（2）气密箱“U”型水封投产后顶压上升到180k Pa时即被击穿，休风对“U”型水封进行了改造，水封被击穿效果时断时续，必须采取加大氮气量的方式进行解决以保证气密箱温度。严重影响气密箱温度和布料准确性以及职工生命安全。需要进行彻底的改造。

（3）3#高炉炉顶液压系统采用中冶迈克液压系统，油箱及油管路和阀台等设计没有考虑在线滤油、保温和检修等需要，没有伴热保温，使管路内油温管段不恒定影响比例阀精度，影响阀和液压系统的正常工作，导致高炉减风甚至休风等故障，必须进行改造。

（4）炉顶各阀轴承润滑和轴封密封靠干油泵集中供给黄油，原设计靠分配器依靠压力差来分配润滑油，存在着分布不均和浪费等问题，需要改造解决润滑和密封。

3 高炉外围系统存在的主要问题

（1）3#高炉炉前除尘卸灰装置采用螺旋卸灰机，通过对螺旋仓内打水满足防止二次扬尘需要，但是实施生产中不能很好的混合，造成现场扬尘严重而卸灰机水量消耗仍然很高的问题，需要进行改造完善。

（2）3#高炉炉前除尘1600k W电机采用变频调速控制，由于涉及原因造成变频器C 3单元多次发生烧毁事故，电机不得不采用市电加风门控制调节，造成电能浪费。同时由于涉及炉前各操作阀门不能实现集中控制，需要采用集中控制——降低吸尘点，节约风机运行开度，从而节约电能。

（3）3#高炉截门房由于处于地下10m的地方，周围漏水严重，经常性淹没截门房内设备，采用每周抽水的方式截门管道沟由于地下水的渗漏，造成管道沟积水严重，多次采取堵漏措施效果均不理想，为保证管道沟、截门房等的正常运转，每周都必须进行2次抽水作业，大量的清水被排入下水井，每周抽水排入下水道的水约2000t，造成水资源浪费和环境污染，必须进行改造，节约用水。

（4）3#高炉循环水泵站采用蒸发式空冷器，在运行中由于工艺需要每天需外排水量800～900t，直接排入污水管道，造成很大浪费。

（5）3#高炉氮气在4#高炉喷煤房顶分开3个支路分别供3#高炉和原3#高炉喷煤、4#高炉和喷煤、3#高炉新建喷煤。每个支路上均设一个蘑菇阀用以调节各处压力和流量，并各设一个旁通之路，直接用闸阀控制，在实际应用中，经常发生氮气蘑菇阀故障时不能及时切换或者是切换后直接使用中压氮气造成后方设备承受超过额定压力，损坏设备和密封，存在着很大的设备安全隐患和生产隐患，必须进行改造。

（6）3#高炉空压机水泵房由于集中供水改造停止使用，但是由于空冷器与新供水管路存在交叉盲端，造成冬季11月～次年4月必须长流水防止冻害发生，造成浪费，旧3#高炉喷煤由于室内管路多年且走向复杂，造成工业水浪费，必须进行改造节约用水。

（7）3#高炉大修后热风炉采用顶燃式热风炉，各阀均采用液压系统控制，设独立的液压站，由两台油泵控制，开炉后由于油泵频繁启动（平均3s启动一次）造成烧毁多台油泵，液压站压力也无法正常，必须进行改造。

综上所述，高炉外围及其附属设备是高炉能源消耗的大户，其节能改造对于高炉降低成本、安全稳定运行至关重要，所以对于外围设备的节能改造必须进行以满足高炉生产和低成本战略的需要。

43#高炉节能改造的详细技术内容

高炉及其附属设备是高炉能源消耗的大户，其稳定、准确、环保、节能运行是高炉生产和降成本的关键，为保证设备稳定可靠和节能运行，需要从设备的选型、设计、材质、能力以及现场工作环境及状态等多个方面进行研究筛选，并结合具体情况进行具体分析对待，最终找到行之有效的解决方案，满足高炉高强度冶炼的需要。经过认真研究，决定采取如下方案：

（1）对料流阀控制系统进行了系统研究和优化，完善料流开度、速度、反馈信号和协调一致性，合理调整回转、倾动的圈数和行程，保证了放料的准确性，使合格率达到100%以上，准确率达到90%以上。从而杜绝了依靠氮气压力强行放料的问题，减少了氮气消耗量。

（2）对上料速度进行了有效压缩，对上密开关时间、料头料尾检测时间以及冲压时间进行了压缩，保证上料速度合理可靠，单罐短时间内不亏料线。使煤气和氮气冲压时间时间明显减少，降低了煤气和氮气消耗量。

（3）气密箱水冷改造是结合开式与闭式水封的不同性能进行了，即保留了开式水封冷却效果好的特点，又保证各种气体、水等介质闭路循环，解决了安全和精度问题。在宣钢各高炉中处于领先地位。对气密箱水冷系统进行改造，变开式水封为闭式水封，有效压缩氮气消耗，由原来的每小时3000m3压缩到1000m3。

（4）液压系统增加测压装置与计算机相连，增加在线滤油装置接口在线滤油，增加必要的阀门进行蓄能器和主油路控制分开，保证能正常检修，增加料流阀、下密等有关油路的保温和伴热，保证油液能够恒温，不发生波动和压缩影响料流精度。

（5）润滑系统改造是在各支路上安装控制截门，必要时单点单动，解决了联动部分密封点打不进油的故障，保证了炉顶设备的良好润滑和密封。同时减少润滑油泵开关时间和减少润滑油脂消耗。

（6）对二均氮气系统进行了改造，把冲压阀和减压阀进行了位置互换，提高了冲压阀的使用寿命和密封效果，并节约了氮气冲压时间，减少了氮气量消耗。

（7）炉前除尘器二次扬尘问题采用伸缩式套筒卸灰阀改造方案，分别根据3#、4#高炉卸灰机高度采用9节和8节套筒，可以直接放置到卸灰汽车车厢顶部，并采用双层结构，内部泄灰，外部联结除尘管路，可以有效解决扬尘问题，并有效节约使用打水量，仅需要卸完灰后在外边打水能固定住即可。

（8）炉前除尘变频器控制单元问题采用变频器升级措施，有效解决了变频器故障，保证了变频调速的正常运行。把现场操作控制引入除尘机房内，在高炉不出铁时关闭相应的控制阀门，保证除尘效果的同时降低除尘风机转速，节能降耗。

（9）为解决3#高炉截门房内的渗水浪费的问题，需要把管道沟内抽水用的清水泵的出口接入高炉冲渣水池，使水泵抽上的清水直接流回冲渣回水池作为补水。

（10）3#炉循环水空冷器排水管不直接排到污水管，而是排到水冲渣凉水塔水池，作为水冲渣补水，需要从3#高炉循环水空冷器外排水总管连接一根到水冲渣凉水塔水池的管道，并保持一定的坡度，便于自流和正常使用。

（11）在各支路旁通管路上各安装一个蘑菇阀，与原管路上的蘑菇阀同时处于电脑控制之中，一用一备，一旦一个发生故障造成后端氮气发生波动降低到一定值后，备用系统直接开启，保证了后续氮气压力的稳定。同时把各个控制系统由4#高炉喷煤控制改造到分别分开到各高炉区域控制，保证了控制系统能够随高炉检修。改造后没有发生断氮气的情况和超压的情况。设备运行良好。

（12）针对3#高炉空压机房空冷器和旧3#高炉喷煤工业水消耗，均采用切断方式，在进水管根部安装截门，并砌井防冻保温，可以保证冬天不存水，使用时仍可开截门使用。

5 改造效果

3#高炉节能改造起止时间为2011年8月到2012年4月，改造后收到了良好的节能和环保效果，主要表现在：

（1）压缩上料速度、二均氮气系统进行了改造、提高料流精度均有效节约炉顶氮气消耗量，每小时可节约氮气消耗量1000m3。气密箱水冷改造是结合开式与闭式水封的不同性能进行的，既保留了开式水封冷却效果好的特点，又保证各种气体、水等介质闭路循环，解决了安全和精度问题。在宣钢各高炉中处于领先地位。有效压缩氮气消耗，由原来的每小时3000m3压缩到1000m3。炉顶液压润滑系统改造可有效提高液压系统和润滑系统设备使用寿命，降低润滑油和液压油消耗，并降低润滑油泵运行时间，节约电能。

（2）除尘卸灰方式改变后，二次扬尘现象被杜绝，现场环境明显改善，同时对于打水和现场冲洗用水节约效果明显，两个炉前除尘每天节约用水量在30t左右。

（3）炉前除尘变频器2012年2月升级后故障消除，保证了变频调速的安全运行，可有效降低电能消耗，3#高炉除尘电机1600k W，按照故障2011年6到12月故障3次，修复时间合计33天计算，变频器按照转速降低50%计算，年可有效降低电能消耗1600×0.5×33×2=52800k W·h。集中控制后可有效控制风机转速和风量，年可节约电能1600×0.5×365=292000k W·h，合计年可节约电能344800k W·h。

（4）3#高炉截门房改造后可有效节约每周抽水排入下水道的水的水资源约2000t。

（5）3#炉循环水空冷器排水改造彻底解决了空冷器喷淋水排入污水管道，造成大量浪费问题，使喷淋水得到二次利用。

（6）氮气气源控制改造改造后故障率明显降低，干除尘每年减少损坏布袋2200条，节约仪表元件和机电设备。

（7）3#高炉空压机和旧3#高炉喷煤安装截门控制后，从流量计和水池标记显示年可节约工业水211m3，节水效果明显。