煤气系统优化改造技术在重钢的应用

乌云图雅 张朋

摘 要：通过对煤气管网、工艺、管理、用户、自动化系统等的一系列优化改造技术后，大大提高了煤气利用率，促进自产煤气的合理利用，提高自发电量，降低能源消耗，给公司带来了明显的经济效益和社会效益。

关键词：重钢；煤气系统；优化改造

1 前 言

高炉煤气和焦炉煤气是炼铁工艺和焦化工艺生产过程中产生的重要二次能源，具有很高的利用价值。但之前因公司生产方式、管网设置、控制系统等诸多因数影响，导致大量煤气无法充分被利用，而只能将多余的煤气通过燃烧方式进行放散，不仅白白浪费了能源，大大增加了生产成本，而且燃烧产生的SO2、CO2等污染因子对环境造成污染。

提高煤气综合利用水平，降低各类煤气放散率是钢铁企业节能降耗的重要途径之一。与国内其他钢铁联合企业一样，在重钢的自产煤气中， 生产使用煤气与发电使用煤气未能形成互补调节关系，调节用户有效调节能力不足，导致高、焦煤气产生不必要的放散，造成浪费。为提高钢铁企业副产煤气利用率，重钢通过对煤气管网、工艺、管理、用户、自动化系统等的一系列优化改造技术后，大大提高了煤气利用率，促进自产煤气的合理利用，提高自发电量，降低能源消耗，给公司带来了明显的经济效益和社会效益。

2 重钢煤气系统优化改造技术

通过对高炉煤气和焦炉煤气放散率的现状分析，要降低煤气放散率必须对煤气系统进行优化改造，优化方式的根据是：①通过高炉煤气、焦炉煤气放损率研究，确定降低放损率相应对策。②对煤气用户使用情况分析，总结出提高煤气综合利用率的最佳工艺参数。③分析不同类型煤气介质特性，提出进一步提高煤气利用率的工艺改造理论基础。

基于以上理论分析，公司开展技术攻关，对煤气系统实施了一系列优化改造。

2.1煤气输送管网系统的优化改造

（1）改造前，中节能所需高炉煤气的供应方式仅由从煤气柜出来的一条煤气管道进行输送。而高炉煤气柜设计的最大吞吐量为40万m3/h，而在中节能3台三菱燃机+1台GE燃机+1台130t锅炉的运行模式下，高炉煤气需求量可达60万m3/h，仅有煤气柜向中节能输送煤气完全不能满足现实需求。此外，在高炉煤气柜大检修时，中节能所有发电设备也必须停运，造成更多的煤气不能充分利用而被大量放散。

為解决上述问题，必须对高炉煤气管网实施优化改造，增加一条可安全、自由向中节能输送煤气的管道。经过现场勘察和攻关组反复研究论证，决定在高炉煤气柜加旁路管道，并成功实施优化了改造，解决了高炉煤气柜吞吐量对中节能高炉煤气用量的限制，大大增加了高炉煤气利用量，减少了高炉煤气放散。

（2）在混合煤气用户（型钢、棒线厂）管网上增加转炉煤气管道，加强高、焦、转炉煤气的动态调节。在焦炉煤气有缺口而转炉煤气富裕时，将混合煤气用户（型钢、棒线材）倒换成转炉煤气，充分增加煤气利用率，提高发电量。

（3）在4#高炉与3#高炉增加高炉煤气联通管。为解决4#高炉冷煤气不能直接进入热煤气管网中，供中节能220t锅炉热煤气用户使用，然而现有热煤气产量又不能满足用户需要。实施煤气管网改造，增加联通管后，不仅可以减少对热煤气冷却降温过程中心消耗的成本，煤气的热能白白浪费掉，又可以减少冷煤气的产生量，进一步减少了剩余煤气的放散。

2.2对高炉煤气柜的活塞油沟油位液位监控技术攻关改造

高炉煤气柜的活塞油沟油位一直波动较大，严重影响煤气柜的正常生产安全运行，煤气不能按照设计正常生产运行。高炉煤气柜活塞油沟油位监测设计采用的是雷达液位计。投运以来，活塞油沟油位一直波动较大，并先后对设备的量程、罐高等技术参数进行了重新设定，对二次仪表也进行了检查，但一直未找到原因。

为确保高炉煤气的充分利用，对其进行攻关改造。并经攻关组多次技术分析、讨论，最后找到了设计不合理的原因。由于雷达液位计有导波杆，在安装时候，又在导波杆上增加了一个铁的圆柱型圆桶把导波杆套住，影响了设备信号的接收。把8个活塞油沟油位的圆柱型圆桶取消后，将参数进行了设定。经过对高炉煤气柜的活塞油沟油位液位监控技术成功改造后，解决了一直以来活塞油沟油位检测不稳定的安全隐患。保证了煤气柜的正常生产安全运行，保证了煤气高效利用。

2.3对高炉煤气喷淋降温装置系统的工艺和控制系统优化改造

高炉喷淋降温装置作用是将高炉产生的煤气通过在管道喷淋洒水进行降温后送给公司生产厂用户，经常发生出口温度过高现象，导致高炉煤气无法进柜回收利用，严重影响到煤气的回收利用。在改造前有4个泵（每个泵控制2支喷枪），只有一套PLC控制系统，一旦控制系统出现问题，喷淋降温装置将无法安全运行。为了达到降温效果，保证煤气的高效回收，遂对其进行了技术改造，改造后保证了管网出口煤气温度有效控制，减少了煤气放散。

2.4对煤气柜的通讯系统及上位机系统优化改造

为防止数据采集堵塞，保证能中调度系统提供动态实时真实数据，为有效、合理调度提供准确信息，进行平衡调度，减少煤气放散提高了必要条件。

2.5加强煤气系统运行管理控制

（1）中节能是最大的高、焦炉煤气调节用户。及时按生产动态安排中节能启、停发电机和锅炉，做到发电量最大化，煤气放散量最小化。

（2）通过经常观察煤气热值，进行时时调节，平衡煤气，保证共给用户符合标准的煤气，减少煤气放散。

（3）为合理调配煤气，平衡煤气用户，对焦化进行倒焦管理。在高炉煤气多或焦炉煤气不够用的的时候，要求焦炉使用高炉煤气，不实用焦炉煤气。

3经济指标和社会效益分析

3.1主要技术经济指标分析

通过不断对煤气系统优化，顺利完成了各项技术改造项目。经半年的实际运行情况，煤气系统优化后，提高了煤气利用率，节能降耗效果明显。

通过煤气系统优化改造技术攻关后，进行改造前后同期比较，高煤放散率降低4.92%，焦煤放散率降低7.85%。

3.2社会效益

（1）提高了煤气综合利用率，降低了煤炭资源的消耗，并大大减少了煤气燃烧放散时产生的SO2、CO2等污染物的排放，降低了对环境造成的一系列污染，起到了明显的节能减排效果。

（2）重钢煤气系统优化项目，实现煤气的精细调整，将煤气放散量大量的转化成发电量，促进自产煤气的合理利用，确保提高自发电量，实现经济效益和安全效益。

（3）通过在高炉煤气柜上加旁路管道、混合煤气用户（型钢、棒线厂）管网上增加转炉煤气管道等一系列优化改造技术在重钢的应用，节能减排效果非常明显，具有良好的示范和很好的推广应用前景。

作者简介：

1、乌云图雅：女，出生于1987年9月，大学本科，毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，助理工程师，现从事环境监测工作.

2、张朋：男，出生于1987年1月，大学本科，毕业于辽宁石油化工大学环境工程专业，工程师，现从事环保咨询、监测工作.