试论提高九钢转炉煤气回收率的几种方法

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摘  要：在安全稳定的前提下，合理提高转炉煤气的回收率，是九钢动力厂长期以来一直研究的课题。
关键词：转炉煤气；回收率；工艺联锁
1 前言
   九钢有两座转炉煤气回收柜，分别是老区五万m3回收柜和新区八万m3回收柜。长期以来，两座转炉煤气回收率长期维持在130m3/t以下，未能达到回收利用的最大率。九钢动力厂通过开展转炉煤气攻关，从加强管理、变更工艺技术措施等方法，在确保安全的前提下，有效提高了转炉煤气回收率。
2 提高转炉煤气回收率措施
2.1管理措施
（1）规范班组管理，优化工序操作。通过强化数据过程监控，加强员工培训等措施，规范了内部管理和工序操作。同时规范报表记录，要求各项记录必须精确到秒，确保转炉煤气回收过程中的各项参数真实、有效，便于对比找出差距，及时改进；
（2）加强外部协调，提高回收进口煤气合格率。关注炼钢冶炼情况，了解冶炼品种、装入量、降罩开始时刻、结束时刻和降罩时间。注意兑铁、吹炼等信号，督促炼钢厂优化转炉冶炼，规范炉前操作，进一步规范炉前冶炼烟罩的操作，提高冶炼气体成分，减少不合格废气量的产生，有效延长转炉煤气回收时间，提高回收量；
（3）强化内部沟通，杜绝转炉煤气放散。针对以往转炉煤气回收过程中，使用不及时导致的满柜放散现象，制定转炉煤气使用协调方法，有效杜绝了因使用不及时造成的满柜放散现象；
（4）做好设备设施维护保养，确保除尘风机、三通阀、水封阀的完好性，定期对除尘管道、除尘风机等设备进行清灰；
（5）跟踪自动化部对流量计、氧分析仪进行排污、检漏、校验 ，确保检测氧反应时间的准确；
（7）加强对煤气回收系统煤气管道密封性的检查，避免因为煤气回收管道吸入空气造成氧分析时间超标而影响回收时间；
通过加强煤气回收管理的方法，可使老区每炉合格气延长回收时间近50秒，新区每炉合格气延长回收时间近60秒。
2.2 技术措施
煤气回收系统存在极大的安全风险，最危险的就是转炉煤气回收柜内氧含量超标（超过国标规定的2%），此时将在气柜内形成煤气爆炸性气体，带来极大的气柜爆炸安全风险。为了提高煤气回收系统的整体安全性能，各项工艺联锁控制技术被运用在转炉煤气回收系统中。
（1）一次除尘风机后CO含量百分比设定均为设35%，低于35%拒绝回收，自动放散；
（2）气柜入口氧分析仪氧含量，＞0.8%报警，＞2%联锁关闭气柜进口阀，不合格煤气进行放散；
（3）一次除尘三通阀与炼钢厂转炉炉前氧枪自动联锁，当吹氧结束，氧枪提枪时，三通阀通向气柜的管道自动关闭，切换到煤气放散模式；
（4）回收站当风机出口氧含量小于2%时（达到回收标准），延时3秒再打开水封逆止阀自动联锁；
（5）炼钢转炉吹氧90秒后才允许回收煤气自动联锁。
2.3 提高转炉煤气回收率
   （1）取消风机后CO浓度联锁投入或降低联锁浓度值；
（2）取消气柜入口分析仪或延时投入；
（3）取消氧枪提枪时三通阀联锁，改为入口联锁自动关闭；
（4）投入烟罩联锁；
（5）取消回收站当风机出口氧含量小于2%时（达到回收标准），延时3秒再打开水封逆止阀自动联锁，改为氧气含量低于2%时（满足回收条件时即可回收）；
（6）取消炼钢转炉吹氧90秒后才允许回收煤气自动联锁，改为吹氧时间80秒甚至70秒后即可进行回收。
3 工艺联锁技术调整的安全性分析
3.1风机后CO含量百分比＞35%工艺联锁
（1）经过查阅相关资料，《工业企业煤气安全规程》GB 6222-2005(代替6222-1986)第5.6.2.2条规定“转炉煤气回收设施应设充氮装置及微氧量和一氧化碳含量的连续测定装置。当煤气含氧量超过2%或煤气柜位高度达到上限时应停止回收”，无对转煤进口“CO”的浓度的要求。
（2）该联锁未投现状跟踪情况：目前动力厂回收煤气进口含O2量控制在2%以内，长期以来，柜内O2和CO含量稳定，其中O2浓度在0.4%以内，CO浓度控制在39.6%-40%之间，能确保安全稳定运行。
（3）方大特钢一次除尘风机后CO浓度含量联锁设定在10%，能安全运行。
（4） 风机后CO浓度含量联锁设定在10%时的生产损失情况：投入联锁实验期间，老区转炉煤气回收率由125m3/t下降到108m3/t，每天少收煤气约25.5万m3（影响发电11.4万度），造成公司发电损失。
3.2 针对第2个工艺优化措施。《工业企业煤气安全操作规程》明确规定，转炉煤气柜前的回收煤气超过2%必须拒绝回收，属于国家明令规定的安全技术措施，不可撤消，因此，该工艺优化措施不可行。
3.3 针对第3个工艺优化技术措施“取消氧枪提枪时三通阀联锁，改为入口联锁自动关闭”，依据实际情况分析如下：
氧枪提枪时三通阀联锁关闭。氧枪提枪时拒绝回收的烟气，是从炼钢处到三通阀这段管道内该段区域的。此时，系统拒绝回收这段烟气的标准，不是国标要求的氧含量超过2%，而是氧枪提枪动作而已。
通过试验，可得出结论：氧枪提枪后，延迟5秒将三通阀转放散，不影响气柜整体安全性能。东区风机进口管径为2m，40米长度的管道的容积为125.6m3，转炉与三通阀间距约为300m，风机按每秒种回收25m3计算，5秒钟则回收125m3；西区风机进口管径为1.4m，43米长度的管道的容积为66.16m3，转炉与三通阀间距为200m，西区风机按每秒钟回收13m3计算，5秒钟则回收65m3。
3.4对第4个工艺联锁：“要求炼钢厂投入烟罩联锁”。根据实际回收状况可得出，烟罩下降到位后，能有效隔绝空气，迅速提高吹氧烟气的合格率，有利于缩短转炉煤气合格的时间，应予以投入。
3.5对第5个工艺联锁措施“取消回收站风机出口氧含量小于2%时（达到回收标准），延时3秒再打开水封逆止阀自动联锁，改为氧气含量低于2%时（满足回收条件时即可回收）”，理论上可行，建议由车间进行手动试验后具体决定。
4 结论
据统计，2015年5月上旬，九钢动力厂日均转炉煤气吨钢回收率首次达到138.6 m3/t，超出计划13.6 m3/t整体吨钢回收率首次突破130 m3/t，创造历史最好水平，而且气柜一直安全稳定运行，各项工艺安全数据均稳定，在正常和受控范围内。