冶金企业优化平衡煤气资源的实践

2015-04-07韩荟瑾曹敬秋

山东冶金 2015年3期

关键词：济钢焦炉煤气热值

韩荟瑾，曹敬秋

（1山东劳动职业技术学院机械工程系，山东济南 250022；2山钢股份济南分公司能源动力厂，山东济南 250101）

经验交流

冶金企业优化平衡煤气资源的实践

韩荟瑾1，曹敬秋2

（1山东劳动职业技术学院机械工程系，山东济南 250022；2山钢股份济南分公司能源动力厂，山东济南 250101）

针对冶金企业煤气平衡中存在产出与消耗不平衡、稳压缓冲能力不足、煤气放散量较高等问题，通过动态调整煤气运行参数及系统管网压力，优化系统定修模式及煤气柜的运行方式，改变煤气系统供需格局变化，建立高炉短期休风期间的煤气平衡点等，减少了高、焦炉煤气放散率，实现经济效益1 110万元。

煤气；放散率；运行参数；管网

1 前言

煤气是冶金企业重要的二次能源，是为钢铁生产系统提供动力支撑的命脉，煤气利用水平的高低，直接影响到钢铁企业吨钢综合能耗的高低和生产系统的稳定运行，因此持续优化煤气平衡管理、加强动态调控，减少煤气放散，提高煤气回收利用率，是当前节支避损、节能减排工作的一项重要内容，也是钢铁企业实现能源管理现代化的主流和必然趋势。济钢煤气用户点多面广，制约煤气平衡的因素较为复杂。长期以来，济钢煤气结构一直存在缓冲能力不足、布局不合理等问题，煤气放散损失相对较高，与煤气放散率指标较低的企业相比，存在一定的差距。

2 问题分析

2.1 煤气的产出与消耗不断发生变化

1）炼铁高炉系统休风、减风操作，会使高炉煤气发生量大幅度降低，高炉炉型越大，其对高炉煤气平衡的影响幅度越大，对生产组织的冲击愈剧烈。2）焦炉生产相对较稳定，但其系统的检修、焖炉、配煤结构、结焦时间调整等操作行为，也会影响焦炉煤气的产出量变化，气肥煤配加多时，煤气发生量较高。3）炼钢转炉系统设备设施的检修，回收过程中煤气成分合格与否，都是制约转炉煤气回收外供是否稳定的因素。4）轧钢系统由于轧制的规格、型号不同，轧钢设备安排定期检修，导致煤气用量的不断变化。轧制的规格厚度越大，其消耗煤气量越多，需要的煤气热值越高。

因此，冶金企业的煤气产、供之间客观存在着动态变化，这种变化每时每刻都在发生。在各种能源平衡管理工作中，煤气平衡最为复杂，每当煤气的产出与消耗发生不均衡变化时，都会导致煤气管网压力的波动，对生产造成影响，煤气量变化幅度越大，影响越剧烈。

2.2 煤气稳压缓冲能力不足

济钢高炉煤气系统现有16.5万m3高炉煤气柜2座，焦炉煤气系统现有5万m3、10万m3、16.5万m3焦炉煤气柜各1座。3座16.5万m3煤气柜并入厂区工业管网运行，5万m3、10万m3的焦炉煤气柜用于城市煤气的储存、缓冲。高炉煤气柜承压能力限制在≤8.15 kPa，焦炉煤气柜承压能力限制在≤6.5 kPa；110、220 t补燃锅炉各1座。这样的高、焦炉煤气缓冲能力配置，在正常生产运行过程中，可以保证用户的正常生产。但在生产异常、事故状态下，缓冲作用明显不足。按照济钢目前的生产运营水平，高炉煤气发生量118万m3/h，单座1 750 m3高炉休风，高炉煤气存在19万m3/h供应缺口。一旦高炉休风，煤气管网压力很难保证，特别是在有高炉非计划休风等突发情况时，系统煤气紧张，动态平衡调控难度更大。

2.3 煤气放散量相对较高

长期以来，煤气结构一直存在缓冲能力不足、布局不合理等问题，煤气放散损失相对较高。2014年高、焦炉煤气放散率分别为1.47%、0.27%。特别是燃气发电机组、热轧产线、4 300产线等煤气消耗大户检修期间，大量煤气被迫放散。

3 优化煤气平衡的措施

1）由于煤气的气源、用户的产供量的动态变化，需要随时做出正确判断。通过对煤气平衡趋势的预测，根据经验、静态数据的分析，不断对煤气运行参数进行调节，从而抵消、修正、弥补、应对各种煤气平衡的动态变化。

2）优化调整煤气系统管网压力，加强煤气动态平衡调控力度。煤气调度根据能源管控中心在线监控数据，动态监控高焦炉煤气放散量、各加压站出口煤气流量和压力、各混合站煤气加压机前煤气压力、末端煤气用户压力等参数。在保证用户正常生产的基础上，通过调整各区域间煤气加压机运行台数、频率等参数，及时调整煤气管网压力，以适应轧钢用户因钢种变化、热凉料比例变化、短时停产消缺、计划检修等因素带来的阶段性影响。

3）优化燃气发电系统的定修及运行模式，做到燃电机组检修与煤气供应情况协调统一。充分发挥发电机组、锅炉的缓冲能力，通过及时调整燃机、锅炉负荷，消化系统中的富余煤气，减少阶段性煤气放散，实现煤气系统的稳定运行。

4）优化煤气柜的运行方式，通过1#、2#16.5万m3高炉煤气柜串联，降低气柜有效容积等措施，缓冲由于气源和用户检修等原因造成的短时煤气不平衡，减少因用户非计划检修造成的短时冲击。

5）在固化部分相对成熟的煤气平衡措施的同时，加强与炼铁厂调度和热风炉主控室人员的联系沟通，在不影响生产的情况下，尽量错时换炉，使高炉煤气平稳使用，减少高炉煤气放散量。

6）根据煤气系统供需格局的变化，及时做好用户用气分配和调整。7#焦炉改烧高炉煤气，一小型产线加热炉切换使用高焦混合煤气，石灰炉改烧高、焦、转混合煤气，1#、2#120 m2烧结机改烧焦炉煤气，2#1 750 m3高炉区域Φ1 400放散装置点火系统改烧高、焦、转混合煤气。

7）以高炉正常生产风量值为依据，建立高炉短期休风期间的煤气平衡点，积极应对高炉短期休风给煤气系统带来的影响。同时加强与炼铁厂调度、高炉主控室的联系沟通，及时掌握高炉的运行状况，根据高炉风量变化情况，及时做好相应的调整工作。紧急情况下，及时协调高炉热风炉缓烧、减量等措施，配合气柜缓冲稳定压力，为后续调整赢得时间。

8）根据2#、3#、4#煤气混合加压站二次管道串联供气的特点，以及轧钢用户用量的变化情况，实施远程并联机经济性试验，提高加压机运行台次合理性、经济性，消除控制系统耦合现象的发生。

9）实施轧钢混合煤气热值定区间值输送，稳定用户的混合煤气热值。2#、3#混合加压站的混合煤气热值按（2 000±100）×4.186 8 kJ/m3，4#混合加压站的混合煤气热值按（2 100±100）×4.186 8 kJ/m3，加压后供轧钢系统使用。通过实施混合站热值定区间值输送，混合煤气热值输送平稳，避免了热值变化对煤气平衡的影响，减少了煤气阶段性放散。