天钢轧钢厂3500mm中厚板车间热处理炉燃气供气系统的特点

□ 王 湛

一、天钢热处理炉工程概况

该工程是天津钢铁有限责任公司轧钢厂3500 mm中厚板车间的后续工程，主要目的是进一步扩大产品品种范围、提高产品的质量，增强企业的市场竞争力。该工程新建1号热处理炉，用于钢板的正火和少量的中温回火(或高温回火)。再预留一条淬火热处理线。热处理炉对燃料的要求:燃料低发热值:7，524 kJ/Nm3，煤气接点压力:9～12 kPa。新建1号热处理炉及预留淬火炉煤气最大用量为28，000 Nm3/h。

二、天钢热处理炉燃气供气系统的特点

(一)热处理炉可采用转炉煤气和混合煤气两种气源，两种煤气在煤气混合加压站可实现不停气切换。为符合天钢提出的灵活、合理使用能源的要求，设计拟采用前期供转炉煤气后期供混合煤气的方式。根据总图布置，3500 mm中厚板车间热处理线位于天钢厂区东侧，而所有燃气气源均在厂区西侧，转炉煤气和高炉煤气气源均在厂区西侧的气柜区域，从气源位置至热处理线总长度约2 km，由于距离长输送管道阻损大，所以无论是供给转炉煤气还是混合煤气都必须先加压再输送。具体做法为:由于现阶段转炉煤气用户较少转炉煤气有很大富裕量，可用来供新建热处理炉使用，但需加压至约16 kPa后再用管道输送至用户点。今后随着生产的发展转炉煤气用户会增多，且转炉煤气要首先满足炼钢烘烤、双棒材车间等用户需要，已没有多余量供中厚板车间，到那时只能用热值为7，524 kJ/Nm3的混合煤气。根据天钢煤气平衡情况，现阶段高炉煤气有一定裕量仍在放散(高炉煤气压力为8 kPa)，且高炉煤气柜区域附近有天然气气源(压力为0.2 MPa)，因此采用了高炉煤气和天然气混合的方式，采用先混合后加压的流程。由于天然气压力比高炉煤气压力高很多，必须先经过天然气调压箱调压至8 kPa后才能与高炉煤气混合。为此需新建一个煤气混合站及一个煤气加压站。煤气加压站内设有两台煤气加压机，前期用于加压转炉煤气后期用于加压混合煤气，在煤气混合加压站内煤气管道上设有必需的两组电动蝶阀和电动盲板阀保证两种煤气可灵活切换。煤气混合站及煤气加压站均采用仪电一体PLC系统控制。这部分流程图详见图1煤气混合加压站过程检测与控制流程图。

图1 煤气混合加压站过程检测与控制流程图

对蝶阀和盲板阀的安装顺序的说明:通常煤气管道上蝶阀和盲板阀的安装顺序为:顺来气方向蝶阀在前盲板阀在后，由于盲板阀打开及关闭时阀门不密闭，这样当需要切断煤气时先关闭前面的蝶阀再关闭后面的盲板阀，不会带煤气操作盲板阀，因而不会有煤气外泄发生中毒事故。本工程为实现转炉煤气和混合煤气在煤气混合加压站不停气切换，在进加压机的转炉煤气和混合煤气管道上分别安装了一组蝶阀和盲板阀，流程图上阀门编号为V-11和V-12。阀门安装顺序为:顺来气方向盲板阀在前蝶阀在后，与一般情况下的安装顺序相反，这样当需要从转炉煤气切换至混合煤气时先打开混合煤气管道上的盲板阀再打开蝶阀，这样不会带煤气操作盲板阀，因而不会有煤气外泄发生中毒事故。倘若顺来气方向蝶阀在前盲板阀在后，则会出现带煤气操作盲板阀，会有煤气外泄发生中毒事故。所以蝶阀和盲板阀的安装顺序应根据实际操作情况确定哪个在前哪个在后，安装顺序不是永远不变的。

(二)采用两种热值相差很大的煤气混合。钢铁联合企业多采用高炉煤气和焦炉煤气混合，当混合煤气热值为7，524kJ/Nm3时混合煤气中高炉煤气体积是焦炉煤气体积的2.3倍。本工程则采用高炉煤气和天然气混合获得混合煤气，由于高炉煤气和天然气热值相差很大，造成混合煤气中高炉煤气数量远大于天然气数量，高炉煤气体积是天然气体积的6.2倍，需要较长距离才能将两种煤气混合均匀。由于本工程煤气输送距离远，从煤气加压站至热处理线总长度约2km，如此远的距离到热处理炉前两种煤气完全可以混合均匀，因而供给热处理炉的煤气热值是稳定的。建议其它工程若采用高炉煤气和天然气混合或其它热值相差很大的几种燃气混合时，留有一段较长的输送距离，使几种燃气充分混合，以免造成混合煤气热值不稳定。

(三)采取特殊方法带气开孔，实现高炉煤气主管道不停煤气。φ920×6高炉煤气管道从现有φ3020×12高炉煤气主管道上接出，为实现主管道不停煤气采取了特殊方法在φ3020×12高炉煤气主管道上带气开孔接出φ920×6高炉煤气管道，在接口处安装了一个电动闸阀。煤气管道带气开孔作业由专业队伍施工，已在天钢实施过数次，实践证明是安全可靠的。建议其它工程如遇煤气管道不能停气的时候采用此种施工方式。