钢企煤气系统安全增效运行研究

2018-04-14晏桃

冶金动力 2018年5期

晏　桃

前言

在钢产能力为350万t/年的钢企，配套一套焦炉煤气加压系统（焦炉煤气站）和三套转炉煤气加压系统（2#、3#加压站）。煤气加压系统和钢铁产量是配套的。近几年钢铁企业受市场环境影响，产能不均衡，寻求节能降耗方能使钢企在走出困境的路上事半功倍，目前煤气用户对压力需求不均，煤气系统安全能耗增加，造成能源浪费。因此节能降耗就成为我们研究的重点。

根据煤气系统目前的布局和近几年的运行我们提出了：

（1）对分散的加压站实现集中值守，通过安全系统升级、增加视频监控、提高自动化程度，实现加压站集中值守，降低人为安全隐患，减少人力资源成本。

（2）燃气发电机组所使用焦炉煤气在煤气回收线上实行冷鼓风机直供，优化二次加压成本。

1　目前存在问题

（1）煤气加压站较为分散，人员难以管控，存在的安全风险较大。

（2）目前焦炉煤气加压系统负荷较大，受负荷影响，加压机进口管道压力较低，影响整个系统的安全运行。同时受此影响，发电消峰调谷也不可实施，极大影响经济效益。目前焦炉煤气二次加压机出口压力为12～15 kPa，燃气锅炉使用焦炉煤气压力要求为不低于4 kPa，锅炉煤气的使用为调阀减压后使用，存在压缩功浪费现象，焦化冷鼓风机出口压力为4～5 kPa，正好满足发电锅炉压力使用条件。

2　技术方案

2.1　加压站集中值守运行

（1）编制INTOUCH画面，经双冗余工业网，将2#加压站监控信息传输至3#加压站，实现2#加压站设备数据远程实时监控。

（2）设计安装火灾报警系统。在易燃易爆区域（配电室、加压机房、进出口阀门区域）安装烟感探头、温感探头，现场设置紧急报警按钮，主机安装至主控室，可实时监控火灾等事故情况。

（3）设计安装视频监控系统，实现2#加压站全方位监控。在配电室、加压机房、气柜、阀门组等重要位置安装高清摄像头，配套照明等设备，视频信号引至2#加压站主控室、3#加压站主控室，实现2#加压站区域全方位监控。

（4）根据设备情况，变更部分联锁设置，编制Step 7程序，更改INTOUCH画面，实现生产安全运行。加压机全停时，加压机进口阀门处于自动状态，则阀门自动关闭，实现煤气可靠切断，保障安全；阀门关闭时，加压机自动停止运行，保障设备安全使用。

（5）更改进线电源柜为双冗余自动备投柜，当主电源故障时，备用电源可自动切换，保障低压电源可靠。

（6）2#加压站院内及外管网CO检测信号传输至PLC系统，信号传输至3#加压站，实现2#加压站及3#加压站数据实时监控，确保煤气泄漏可及时发现，保障设备、管网安全运行。

2.2　焦炉煤气冷鼓直供发电锅炉

首先对直供形式进行验证，在充分的试验数据基础上确保改造后的可行性。在改造前利用整个输送系统检修机会对直供进行试验，前后3次试验结果表明，在气柜配合进气量调整及控制回收压力波动的情况下，冷鼓后焦炉煤气压力完全可以保证发电锅炉的安全使用。

考虑到直供时用户的安全性，在直供管道配套氧气分析仪，参与氧气超标的连锁，同时还可以与气柜、焦化氧气分析仪形成参考、比较，对安全运行更有利，而且更具有运行的可操控性。

在直供管道加设可靠切断阀组，从焦炉煤气回收线直引管道至锅炉供气总管，改造时利用先进成熟的带压开孔技术，做到对现有生产零影响。

在运行期间将气柜进口调阀压力设定为4.2 kPa，放散以调节放散为主，水封放散为辅，设定调阀放散压力为5.5 kPa以缓解焦化换方时压力波动，水封放散调整放散压力为6.5 kPa。

3　总体性能比较和技术创新点

该项目通过煤气加压站集中值守以及焦炉煤气冷鼓直供发电锅炉在满足了用户使用煤气的前提下，压缩能耗降低从而实现了煤气系统安全运行成本降低，从根本上达到了煤气系统安全运行中的节能降耗效果。提供了煤气系统安全节能降耗新思路。

加压站集中值守提高了煤气系统的自动化程度，提高了煤气场所安全性，保证了设备、运行的双重稳定，同时也实现人力资源优化降本。

焦炉煤气冷鼓直供发电输送实现了节能降耗，为煤气系统节能降耗潜能提供了新的思路和空间，对同类挖潜增效、降低成本具有借鉴意义。相同焦炉煤气产量的情况下，焦炉煤气冷鼓直供发电锅炉减少二次加压成本，节能降耗方面的优越性效果明显，同时也给后续系统带来延伸的经济效益，降低成本具有借鉴意义，为后续项目建设可以一次性节约加压设备、储存设备、人力资源投入。