降低转炉煤气柜满放散的控制措施

王自龙，邓明胜

(上海梅山钢铁股份有限公司，江苏南京 210039)

引言

梅钢公司煤气系统有高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气三种煤气组成，其中高煤、焦煤的产生具有连续性的特点，高煤、焦煤的发生量有在线的监控表计，给动力调度在线平衡煤气提供重要依据，而转炉煤气的产生具有间隙性的特点。转炉在冶炼不同钢种时产生的转炉煤气量不尽相同，转煤回收通过转炉控制室与加压站、钢厂调整组与动力调度联系。常常会发生柜满放散或供应不足的问题。所以提出了掌握钢厂作业的及时有效信息、摸索冶炼不同钢种与产气量的关系以及制定转煤用户的调节控制措施的方法提高转炉煤气的回收率，有效降低环境污染和对转煤用户生产的影响。

1 转炉煤气系统

1.1 转炉煤气简介

转炉煤气是转炉冶炼过程中的副产品，为钢铁企业内部中等热值的气体燃料，其成分主要包括一氧化碳60%～80%，二氧化碳15%～20%，以及氮、氢和微量氧，热值约7 500 kJ/m3左右[1]，可以单独作为工业窑炉的燃料使用，也可和焦炉煤气、高炉煤气、发生炉煤气配合成各种不同热值的混合煤气使用。虽然转炉煤气是中等热值的燃料，但是产量巨大、能源价值可观，同时煤气直接放散会产生大量的有害气体和粉尘，对大气造成污染。突发的煤气紧缺很容易导致设备熄火和用户停产。合理的转炉煤气系统运行管理对降低吨钢能耗、减轻环境污染、确保系统安全具有重大意义。

1.2 转炉煤气系统工艺流程

转炉煤气工艺如图1所示。转炉煤气经过净化冷却、三通阀后进入气柜，经过电除尘、加压机后送至石灰窑、电厂锅炉、4#高炉热风炉等用户。

图1 转炉煤气工艺流程图

1.3 转炉煤气柜运行参数

梅钢公司有2座转煤气柜，1座8 万m3转煤柜和1 座12 万m3转煤柜，气柜位于能环部三加压辖区内，由三加压值班人员在动力调度指令下操作，能源调度中心有气柜监控画面，表1 为转炉气柜相关参数。煤气柜的作用主要是以盈补缺、稳定管网压力、保证生产安全。能源调度中心在设备运行、实时监控、系统调整、管理体制等方面不懈地探索和实践，积累了大量的经验，使得梅钢转炉煤气系统运行管理日趋完善和成熟。

表1 转炉煤气气柜运行标准

2 减少转炉煤气柜满放散的具体措施

为了提高转煤回收率，减少对石灰窑的限量次数，降低柜满放散炉数，降低吨钢综合能耗，从钢厂作业信息，钢种与产气量之间关系以及对用户调节管控入手提出相应的解决方案。

2.1 及时掌握钢厂作业的有效信息

一般在转炉主吹6～8 min 后有煤气回收，回收时间在10 min 左右，在副枪采样时将结束回收。将“炼钢L3”程序传至动力调度台，动力调度通过“炼钢L3”上的“转炉作业计划”在线掌控出钢记号、炉次状态、转炉号、铁水准备情况、具体的吹炼开始时间，同时根据“工序状态跟踪”了解铁水处理状况、转炉吹炼状态、连铸作业状态。通过上述信息动力调度准确获知煤气回收节奏。

2.2 摸索不同钢种与产气量的关系

目前生产的钢种系列分为：冷成型、碳素结构、花纹板、焊瓶、汽车结构、石油管线、耐腐蚀等。不同的钢种所产生的煤气量不同，在实际工作中动力调度由于对冶炼钢种变化所引起的转煤发生量变化估计不足，造成用户限量和柜满放散，因此充分掌握钢种冶炼与煤气发生量的关系具有重要意义。动力调度可根据“炼钢L3”上的出钢记号（如表2 所示）来掌控转煤发生量的变化，提前做好转炉煤气的平衡准备。常规冶炼工艺，冷成型、碳素结构、低合金高强度、集装箱等钢种煤气产气量较为稳定，正常约在12 000 m3/炉；由于品种钢冶炼工艺要求，合金添加量较多，花纹板、耐腐蚀、焊瓶等钢种煤气产气量较低，波动较大，正常在4 500～9 500 m3/炉。掌握这些初步规律，指导能源调度中心可以有效控制柜容。

表2 钢种与产气量之间的关系

2.3 制定转煤用户的调节控制措施

转炉煤气用户有4 家分别为石灰窑、热轧加热炉、热电厂锅炉、4#高炉热风炉，其中石灰窑为转煤的首要用户，锅炉、加热炉、热风炉为转煤的调节用户，调整顺序原则：按照先减锅炉、再减加热炉、最后减热风炉，动力调度根据冶炼节奏、钢种与产气量之间的关系，及时调整转炉煤气调节用户的用量来保证转炉煤气首要用户的正常使用，同时控制转煤柜柜容在5 万m3左右，减少柜满放散的产生，具体的调节原则见图2。

图2 转炉煤气平衡调节

3 实施效果

该措施实施后，为调度员在线实时控制提供了依据，改变了平衡滞后性，提高了工作效率，大大降低了石灰窑限制次数，为生产质量合格的石灰提供了燃料保障。表3 所列转煤柜1～4 月份放散72 炉，改进后5～9 月只有16 炉，柜满放散炉数有大幅度下降。

表3 2020年实施前后放散对照表

转煤回收率也有了显著提升，每年可增效260万元。另外动力调度员增强了品质意识、创新意识、分析问题及运用分析工具解决问题的能力。

4 结论

通过掌握转炉吹炼节奏、研究钢厂转炉冶炼不同的钢种所产出的煤气量，便于调度员超前掌握转炉煤气回收量情况，对转炉煤气在线控制和平衡有着普遍指导作用，同类企业能源调度在线转炉煤气平衡时可以借鉴。