宣钢高炉区域节约煤气改造的实践

王健

（宣化钢铁公司炼铁厂，河北张家口075100）

燃气

宣钢高炉区域节约煤气改造的实践

王健

（宣化钢铁公司炼铁厂，河北张家口075100）

为满足生产的要求及转炉煤气的有效利用，2013年宣钢实施了2#、4#高炉掺烧转炉煤气工程。2#高炉接引了150 t炉区转炉煤气，并进行了部分炉窑及换热器改造以节约高炉区域煤气消耗，达到了节能降耗的目的。

转炉煤气替代；炉窑换热器；改造；节能

1 引言

宣钢2#、4#高炉均配置3座高温内燃式热风炉，采用高炉煤气为燃料，对热风炉废气余热进行回收，设置换热装置回收热风炉废气余热，预热高炉煤气和助燃空气。目前热风炉拱顶温度降低幅度大，是风温降低的主要原因，热风炉吃煤气量降低，但烟道温度升高，表明热风炉蓄热能力降低。对烟气换热器进行清洗、打压检查，由于换热器结构紧密，翅片上结垢、积灰较多，清洗效果不好，打压检测有4根管泄压。所以必须对换热器进行大修改造。同时随着高炉冶炼技术和操作水平的提高，高炉煤气的热值已降到3000 kJ/m3，使用单一高炉煤气无法达到1200℃风温。4#高炉在使用单一热值高炉煤气的情况下，需要进行掺烧转炉煤气改造以提高风温。4座高炉喷煤加热炉均采用鞍山热能研究院的加热炉，在使用过程中，加热炉出现热能力不足的问题，需要进行改造利用好热能。

2 2#、4#高炉掺烧转炉煤气改造

2.1 煤气资源调研

宣钢主要的气体燃料有：高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气。其中炼铁厂是高炉煤气的生产大户，在4座高炉都正常生产的情况下，大概每月产生高炉煤气106061万m3，所以高炉煤气也是宣钢所有重要生产工序的主要消耗用气。炼钢环节分两个区域：百吨炉区和150 t炉区。百吨炉区的主要设备有120 t转炉和2个110 t转炉；150 t炉区有2个150 t转炉。在所有转炉都正常生产且转炉煤气储气柜运行正常的情况下，以2013年8、9、10三个月统计数据计算，大概每月产生转炉煤气7300万m3。基本上转炉煤气热值接近于高炉煤气的2倍。因为转炉煤气的产量相比高炉煤气较低且一氧化碳含量高，所以最合适作为掺烧燃料使用。

2.2 转炉煤气的引入

百吨炉区的120 t转炉产转炉煤气进入转炉煤气柜5万柜；2个110 t转炉产转炉煤气进入8万柜，5万柜和8万柜距离很近，所以储气柜互为备用。150 t炉区的2个150 t转炉产转炉煤气进入15万柜。所有储气柜出来的转炉煤气进入转炉煤气管网，从转炉煤气管网上接引转炉煤气进入高炉煤气管网，掺烧点有两个，一个掺烧点在3#高炉南高炉煤气管道上；另一个掺烧点在1#高炉北高炉煤气管道上。在2013年6月之前，有各自的调节阀组和计量装置的转炉煤气用户有：炼铁厂1#热风炉、动力厂1#、2#、3#、4#锅炉、中型材，去掉这些用户使用的量后，还有一大部分剩余的转炉煤气通过掺烧点进了高炉煤气管网。

2.3 改造的实施

为满足生产的要求及转炉煤气的有效利用，2013年公司进行了2#、4#高炉掺烧转炉煤气工程。2#高炉接引的是150 t炉区转炉煤气，从15万转炉煤气柜煤气出口总管（DN1400）出口上接引一条DN1000的管道，管道全长约420 m，在管道上加装一套计量装置，加装一套阀组，包括一个电动蝶阀，一个电动盲板阀和一个电动调节阀。热风炉控制系统对新建调节阀进行操作控制。4#高炉接引的是百吨炉区转炉煤气，从4#高炉马路南侧转炉煤气管道（DN900）末端上接引出一条DN900的管道，管道全长约350 m，在管道上加装一套计量装置，加装一套阀组，包括一个电动蝶阀，一个电动盲板阀和一个电动调节阀。热风炉控制系统对新建调节阀进行操作控制。2#热风炉设计转炉煤气压力10 kPa、温度25℃，正常用量为2.5万m3/h，最大用量为4万m3/h。4#热风炉设计转炉煤气压力9 kPa、温度25℃，正常用量为1.5万m3/h，最大用量为2.5万m3/h。

3 4#高炉换热器大修改造

利用热风炉烟气余热通过分离式热管换热器对助燃空气和煤气同时进行预热。助燃空气和煤气温度可以提高110℃以上。一般助燃空气预热的效果是每提高100℃，t理可提高30～35℃；煤气的预热效果是每提高100℃，t理可提高50℃；在助燃空气和煤气双预热时，其效果是两者分别预热效果之和。所以4#高炉通过换热器预热助燃空气和煤气，t理可提高80～100℃。利用休风机会把换热器切除出系统，进行大修改造，更换烟气预热器及除灰器、更换煤气预热器、更换助燃空气预热器、更换煤气预热器放散阀、更换煤气预热器脱水装置，烟气、煤气、助燃空气预热器、管束保温。

4 喷煤煤气节能改造

4.1 焦炉煤气管路改造，3#高炉喷煤设计红线是利用原3#高炉喷煤焦炉煤气管路，在4#道口处加旁通、眼镜阀进入3#高炉新管路，由于旧管多年堵塞严重，且原3#高炉喷煤管线腐蚀，造成焦炉煤气不足，利用停煤气的机会更新这部分管路，并增加阀组，切掉原喷煤焦炉煤气管路，保证焦炉煤气压力和流量稳定。

4.2 加热炉烧嘴改造：3#、4#高炉喷煤烧嘴均采用套筒式烧嘴，由于煤气杂质和高温倾蚀，烧嘴发生蠕变或者缺口，造成火焰变向，改造烧嘴材质，把容易腐蚀开裂的部位增加耐磨层和加厚处理，并增加涂料，解决了烧嘴裂口的问题，集中了火焰，提高了温度。

4.3 加热炉内衬维护，防止热能过度流失：喷煤加热炉在使用过程中出现炉皮烧红、观察孔附近烧红跑风等现象，影响到热能力充分利用，利用休风机会，扒掉内衬中松动的耐火砖，应用热风炉专用大墙砖，增加一层保温砖和岩棉毡，并在内部堵缝，使热能不能跑到加热炉外部来，解决了烧红跑风现象，在相同煤气消耗情况下，加热炉温度提高18℃，节能降耗效果明显。

4.4 4#高炉磨机高炉煤气每小时使用量为6500 m3，通过加大废烟气的使用量，并把高炉煤气与空气的比例由原来的1：0.7变为1：0.8，更好地利用了废烟气本身的温度与残留煤气。在台时产量不变的前提下，使高炉煤气最高使用量由6500 m3/h减少至4500 m3/h，每天可节约煤气32000 m3/h。

5 改造后效果分析

5.1 转炉煤气改造后效果

2013年6月2#、4#高炉热风炉开始使用掺烧转炉煤气，4#高炉使用效果明显。4#高炉自投产以来已经使用了7年，热风炉系统的所有换热器有灰尘堵塞现象，不能更好地发挥作用，烟气的余热不能有效利用。高炉生产要求的热风炉球顶最高温度是1330℃，在2013年大修之前且没有掺烧转炉煤气的情况下，4#热风炉的实际球顶温度最高达到1290℃左右，在不能及时进行高炉维护的情况下，单燃烧高炉煤气已经达不到生产的要求了。自从2013年6月实施掺烧转炉煤气工程之后，4#热风炉球顶温度可以达到1330℃，满足了生产需求。在提高风温的前提下，2#高炉也掺烧了转炉煤气，使用量相对于高炉煤气较少。

根据能源数据显示（2#高炉热风高炉煤气计量表2013年4月投入使用），在热风炉掺烧转炉煤气较多的情况下，高炉煤气的消耗就减少了，全公司多余的高炉煤气可用于能源回收再利用，满足了有效利用转炉煤气、高炉煤气的要求，而且炼铁吨铁消耗煤气费用下降，使用转炉煤气期间高炉消耗煤气总费用降低，如表1。

Practice of Gas-Saving Transformation of the Blast Furnace Area in Xuanhua Steel

WANG Jian
(The Ironmaking Plant of Xuanhua Iron and Steel Co.,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

In order to meet production demand and effectively utilize converter gas,Xuanhua Steel carried out a transformation project for blending combustion of converter gas at its No.2 and No.4 blast furnaces.The No.2 furnace introduced the 150 t converter gas and was modified in some parts of its hearth and heat exchanger to reduce gas consumption,which has achieved the goal of energy saving.

converter gas blending;hearth heat exchanger;transformation;energy saving

X757

B

1006-6764(2015)02-0009-02