南钢转炉煤气管网优化方案的选择

2020-07-04孙雯

中国金属通报 2020年4期

孙雯

（南京南钢产业发展有限公司燃气厂，江苏南京 210035）

南钢东区3#十二万柜区于2013年建成投用。柜区转炉煤气出口总管DN1600，架空敷设至同心路口分两路DN1200转炉煤气管道向西、向东输送。一路转炉煤气管道DN1200往东架空敷设约50m后通过调节阀直接插入送棒材、二烧的高炉煤气主管DN1600内与高炉煤气混合；另一路转炉煤气管道DN1200往西架空敷设至同心路与大棒厂路口后又分两路，其中一路转炉煤气管道DN1200送二炼铁两座高炉热风炉掺烧使用，经过4#高炉掺烧接口后缩径至DN900送至5#高炉掺烧。同心路转炉煤气主管变径至DN1000沿同心路继续架空敷设至A点大平台与西区转炉煤气送江边发电主管DN1400连通，东区剩余转炉煤气则通过该DN1000管道送二十万柜区混合站和江边1#～3#发电使用。

转炉煤气管网图可见图1。

图1 转炉煤气管网图

1 改进前状况

东区二炼钢原设计产量430万吨钢/年，按回收指标120Nm3/吨钢（1500kCal/Nm3折），实际作业小时平均转炉煤气回收量为50700Nm3/h。

根据市场需求，南钢近期提出钢产量提产计划。南钢二炼钢挑战550万吨钢/年，按回收指标120Nm3/吨钢（1500kCal/Nm3折），实际作业小时平均转炉煤气回收量为76000Nm3/h。

东区转炉煤气消耗统计表1。

表1 东区混合煤气、转炉煤气统计表

南钢高炉煤气热值740kCal/Nm3，东区高转混合煤气热值为800kCal/Nm3～900kCal/Nm3折算，棒材、二烧用高转混合煤气中混入转炉煤气量为10000Nm3/h～30000Nm3/h，加上东区二铁厂热风炉掺烧转炉煤气15000Nm3/h，则东区就地转炉煤气消耗最大为25000Nm3/h～45000Nm3/h，考虑全公司生产调度、停产检修、二铁厂换热器效率提升影响，东区外送转炉煤气最大量考虑61000Nm3/h。现有外送转炉煤气管道水力计算见表2。

通过计算分析，仅靠东区现有一根DN1000转炉煤气管道无法将剩余61000Nm3/h转炉煤气送出，势必造成棒材、二烧高转混合煤气多混转炉煤气、热值提高和十二万柜区放散增加，造成公司燃气能源的浪费。为提高能源的利用效率，东区转炉煤气外送管道扩容改造势在必行。

2 优化方案

根据拟建转炉煤气管道路由不同分两个方案供选择。

第一种方案：拟在同心路十二万柜外送转炉煤气主管DN1600带气开孔DN1000，引一根转炉煤气管道DN1000沿同兴路综合管廊加层敷设至二十万柜附近A点大平台，与西区转炉煤气总管DN1400连接。该方案实施后，东区转炉煤气外送管道形成两根DN1000管道外送于A点大平台与西区转炉煤气主管连通。

东区外送与西区并网转炉煤气设计流量最大按61000Nm3/h，至并网点转炉煤气压力为7.1kPa，与西区转炉煤气外送至并网点压力7.5kPa基本平衡，能够满足东西区并网要求。

但并网后A点大平台至1#、2#、3#五万发电的转炉煤气管道管径为DN1400，设计流量76000m3/h。西区并入此管网最大流量约50000m3/h～60000万m3/h，叠加东区管线并入量30000m3/h，现有管道将无法满足需要，需要另增加复线或进行扩容。

第二种方案拟将现二炼铁掺烧转炉煤气主管DN1200延伸经放散塔、球团厂至江边通达路送至江边1#～3#发电主转炉煤气管道末端，与末端法兰处连接，利用二铁厂综合管廊、高炉煤气连通管管廊和江边综合管廊加层敷设，新建管道全长约1300m。

方案实施后，东区形成两路转炉煤气管道外送东区转炉煤气。

一路现有同兴路转炉煤气外送30000Nm3/h，至西区并网点A点平台转炉煤气压力为7.27kPa，与西区转炉煤气外送至并网点压力7.5kPa基本平衡，能够满足东西区并网要求。

拟建一路DN1200转炉煤气管道将东区31000Nm3/h转炉煤气直接送往江边1#～3#发电使用，至发电转炉煤气压力达到8.91kPa，可以满足发电接点压力需要。

表2 东区现有转炉煤气管道水力计算表

3 优化方案比较

优化方案一，利用同心路管廊加层敷设，建设通道简易，与现有生产干扰少，设施后管廊美观大方，实施难度小；缺点是东区两根外送转炉煤气管道均在A点平台与西区管道连通，送到江边五万电厂还要通过原转炉煤气管道DN1400，从3#十二万柜至江边煤气输送距离约2900m，输送距离长阻损大，尤其是当4#5#发电机组、二十万柜混合站转炉煤气用量减少时，东西区转炉煤气均需通过原A点大平台至江边电厂的DN1400管道输送，该段管道合理输送量只有65000Nm3/h，满足不了要求。

优化方案二，该路由较复杂，管架形式多样，有钢结构有混凝土结构，加层门型架需利用现有支架挑牛腿、包柱等措施，施工难度稍大。改造完成后，东区剩余转炉煤气外送形成两条独立通道，且东区部分转炉煤气直接供应江边发电厂，新建通道输送距离为2100m，比一方案缩短800m，据水力计算可知，新建通道按31000Nm3/h输送量到达江边接点压力达8.9kPa，有较好的混入高炉煤气管道条件（该点高炉煤气压力约8kPa～9kPa）。这条输送线路也给一烧厂掺混转炉煤气提供了条件。