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煤氣系統(tǒng)電動防爆蝶閥

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詳細(xì)介紹

                           煤氣系統(tǒng)電動防爆蝶閥

                       上海申弘閥門有限公司

摘 要:針對萊鋼煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)擴(kuò)容后回收量增加帶來的煤氣含塵濃度高、煤氣輸出能力有限、管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等問題,對系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性優(yōu)化設(shè)計(jì),完成了轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用、系統(tǒng)管網(wǎng)改造、煤氣精除塵改造、煤氣加壓機(jī)升壓改造,使噸鋼煤氣回收量達(dá)到60m3,煤氣含塵量降至14mg/m3,年直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1053萬元。采用耐熱鋼經(jīng)特殊工藝研制而成的高性能高溫蝶閥,具有耐高溫、體積小、耐震、耐磨、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、靈活、流阻小等特點(diǎn)。它與任何電動、氣動、電液動、折動執(zhí)行器組合以不同性能的閥門,可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)或遠(yuǎn)距離控制,上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥廣泛應(yīng)用于冶金、建材、石化、電力等工業(yè)部門。
 

Abstract:Aiming at the problems of high dust content of gas, limited gas output, irrational design of pipe network system existed in the capacityenlarging converter gas system, the system is designed adaptability and optimized. Then projects of self-sufficiency of converter gas, rebuilding of pipe network system, reforming of gas refined dust cleaning, set-up rebuilding of gas forcing machine are finished. After the transformation, the gas retrieving volume of one-ton steel is 60m3, the dust content of gas is reduced to 1.4mg/m3, and the direct economic profit is up to 10.53 million Yuan.

Keywords:converter gas system;pipe network system;dust content of gas;refined dust cleaning;gas forcing machine

1 前言

萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鋼廠(簡稱萊鋼煉鋼廠)的3座25t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐自投產(chǎn)以來,為適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼向高產(chǎn)、低耗方向發(fā)展,于1993年安裝了25t轉(zhuǎn)爐煤氣回收貯配系統(tǒng),并于2000年進(jìn)行了40t擴(kuò)容改造,同年3座轉(zhuǎn)爐具備了煤氣回收能力。3座轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)煤氣回收后,單爐煤氣回收量zui大達(dá)2600m3。隨著萊鋼轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的提高,轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大為增加,但由于轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,在煤氣的生產(chǎn)和利用過程中產(chǎn)生了許多問題。

2 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 回收的煤氣無法全部利用

轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)原設(shè)計(jì)用于并網(wǎng),而混合煤氣總網(wǎng)壓力偏高(多在12000Pa以上),特別是每年5~11月份,混合煤氣總網(wǎng)壓力達(dá)到14000Pa。而煉鋼煤氣加壓機(jī)的加壓能力zui高只能達(dá)到15000Pa,當(dāng)外網(wǎng)壓力大于13000Pa后,煤氣并網(wǎng)量極低,有50%的轉(zhuǎn)爐煤氣無法利用,被迫放散。為使轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣得到合理利用,提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,萊鋼采用轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用工藝,使轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一部分用于自產(chǎn)自用,多余部分并網(wǎng)利用的應(yīng)用工藝。

公稱壓力:0.1Mpa  電源(氣源):220(或380)V·AC(0.14或0.5Mpa) 輸入信號:0-10(4-20)mA(0.02-0.1Mpa)或開關(guān)量信號   適用溫度:P5T≤550℃,P6T≤650℃,P7T≤750℃,P8T≤850℃,P9T≤950℃,  適用介質(zhì):空氣、煙氣及其他高溫氣體   泄漏率:普通型(DS012型)≤3%低泄漏型(D022)≤1%電動蝶閥是以電動執(zhí)行器與蝶閥的的結(jié)合而稱謂,相同需要的扭力配置以符合通用的SIO5211連接標(biāo)準(zhǔn)平臺以及互為的±5°微調(diào),而達(dá)到精密協(xié)和。電動蝶閥廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)保、輕工、石油、化工、水處理、市政工程、造紙、電力、水處理等行業(yè)的工業(yè)過程自動控制系統(tǒng)中。閥V4系列電動蝶閥適用于暖通與制冷行業(yè),同時亦可用于工業(yè)領(lǐng)域、一般服務(wù)領(lǐng)域與水處理。
執(zhí)行器,電動執(zhí)行器90°120°180°270°旋轉(zhuǎn)角行程扭力控制分為開關(guān)無源觸點(diǎn)反饋型/智能調(diào)節(jié)型,特殊環(huán)境防爆、隔爆型。硬質(zhì)鋁合金殼體 執(zhí)行電源DC24v 、AC220v、AC380v等可選。內(nèi)置過熱保護(hù)、中控反饋信號,指示器透視窗口,附帶斷電應(yīng)急手動裝置 防護(hù)等級IP67 底部安裝尺寸符合ISO5211/DIN3337標(biāo)準(zhǔn) 適應(yīng)環(huán)境溫8℃,環(huán)氧樹脂涂層。詳細(xì)數(shù)據(jù)由供應(yīng)商另行提供。
 
電動蝶閥工作原理:
工作電源通常有:AC220V,AC380V等。輸入信號:4~20mA 0~10v等弱電信號。由調(diào)節(jié)型電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿連接調(diào)試好以后;以電能作為驅(qū)動力來驅(qū)動硬密封蝶閥閥板,作0~90°部分回轉(zhuǎn)運(yùn)動。接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的4~20mA信號來控制閥門開度,從而達(dá)到流量、溫度、壓力等不同工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制。
電動蝶閥特點(diǎn)
(1)采用雙偏心結(jié)構(gòu),具有越關(guān)越緊的密封功能,密封性能可靠。
(2)密封副材料選用不銹鋼和丁腈耐油橡膠配對,使用壽命長。
(3)橡膠密封圈即可位于閥體上,也可位于蝶板上,可適用不同特點(diǎn)的介質(zhì),供用戶選擇。
(4)蝶板采用框架結(jié)構(gòu),強(qiáng)度高,過流面積大,流阻小。
(5)整體烤漆,能有效防止銹蝕且只要更好密封閥座密封材料,就可使用于不同介質(zhì)。
(6)本閥具有雙向密封功能,安裝時不受介質(zhì)流向的控制,也不受空間位置的影響。可在任何方向安裝。
(7)具有體積小,重量輕,性能可靠,配套簡單,流通能力大,特別適合于介質(zhì)是較潔凈液體和氣體。
安裝與維護(hù)
1、在安裝時,閥瓣要停在關(guān)閉的位置上。
2、開啟位置應(yīng)按蝶板的旋轉(zhuǎn)角度來確定。
3、帶有旁通閥的蝶閥,開啟前應(yīng)先打開旁通閥。
4、應(yīng)按制造廠的安裝說明書進(jìn)行安裝,重量大的蝶閥,應(yīng)設(shè)置牢固的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng);管網(wǎng)系統(tǒng);煤氣含塵濃度;精除塵;煤氣加壓機(jī)

2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

原煤氣回收管道系統(tǒng)、煤氣柜輸出管道及并網(wǎng)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,難以適應(yīng)煤氣全部回收及并網(wǎng)和自用要求,安全隱患嚴(yán)重。主要情況如下:

(1)回收管道過流面積不足,回收管道阻力大,造成轉(zhuǎn)爐回收時回收管道壓力高,水封逆止閥水封易擊穿,檢修無安全保障,且不能滿足三爐同時回收的安全要求;

(2)煤氣柜柜后管道過流面積不足。當(dāng)煤氣量大于20000m3/h時,加壓機(jī)機(jī)前負(fù)壓,不符合安全運(yùn)行要求,造成回收的煤氣不能全部有效輸出;

(3)并網(wǎng)管道過流面積不足,造成管道阻力大,不能使回收的煤氣全部有效并網(wǎng)利用。

2.3 煤氣含塵濃度高,需進(jìn)行深度精除塵處理

回收的轉(zhuǎn)爐煤氣中含塵量高,達(dá)到80~100mg/m3,對各煤氣用戶造成了不利影響:

 (1)加壓機(jī)葉片積灰嚴(yán)重,運(yùn)行10天左右就須停機(jī)清理葉片一次,否則就會產(chǎn)生震動造成事故。

(2)管道積灰嚴(yán)重,加壓機(jī)運(yùn)行30天以上,出口管道積灰厚度達(dá)300mm,影響管道的正常出力,必須停加壓機(jī)進(jìn)行清理,既影響煤氣并網(wǎng)又增加了工人的勞動強(qiáng)度。

(3)并網(wǎng)的轉(zhuǎn)爐煤氣灰塵與混合煤氣中的焦油結(jié)合,易造成混合煤氣管道積灰并且不易清理。且上述油灰可造成加熱爐換熱器堵塞和煤氣燒嘴堵塞,影響加熱爐的正常生產(chǎn)與運(yùn)行。

2.4 加壓系統(tǒng)能力不足

原加壓系統(tǒng)有3臺D150-11型煤氣加壓機(jī),每臺加壓機(jī)的額定流量為9000m3/h,升壓為12kPa,使用制度為兩用一備,在外網(wǎng)煤氣壓力較高達(dá)到10 kPa以上時,即使雙機(jī)并聯(lián),煤氣zui大輸出能力只能達(dá)到8000m3/h。而實(shí)際回收煤氣量為20000m3/h,已不能滿足回收的所有煤氣全部輸出要求。萊鋼4#轉(zhuǎn)爐煤氣回收后,煤氣回收量可達(dá)34200m3/h,更不能滿足回收的所有煤氣全部輸出要求,需要對煤氣加壓機(jī)進(jìn)行升壓改造。

1、外殼:鋁合金外殼經(jīng)硬脂陽極氧化和聚酯粉末涂層處理,重量輕,具有很強(qiáng)的防腐能力,防護(hù)等級可以達(dá)到IP6

7(Nammr 4&6),另有防護(hù)等級為IP68的產(chǎn)品可供選擇。能適用于各種嚴(yán)酷的工況環(huán)境。

2、電機(jī):特殊設(shè)計(jì)的鼠籠感應(yīng)式電機(jī),啟動力矩大,啟動后能迅速達(dá)到峰值,內(nèi)置過熱、過載保護(hù)。具有輸出效率高,度高、噪音低等特點(diǎn)。

3、PCU:高性能的集成微處理器,在安裝現(xiàn)場不用進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)置,一鍵自動校準(zhǔn)和自我調(diào)校功能給公祜提供了很大的便利。

4、密封:密封采用雙O型圈,以實(shí)現(xiàn)雙向密封。

5、手操機(jī)構(gòu):手動操作可以通過扳動離合器的手柄來實(shí)現(xiàn)手動,通電后離合器可自動復(fù)位實(shí)現(xiàn)電控功能。另外,手輪的尺寸大小是根據(jù)開啟執(zhí)行器所需的力矩設(shè)計(jì)的,能輕松、快速、便捷的開啟執(zhí)行器。

6、齒輪和自鎖裝置:當(dāng)斷電時,雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和2級減速齒輪箱,能防止閥門因瞬時反轉(zhuǎn)而引起閥門的位置不,能防止反轉(zhuǎn)并確保閥門位置的準(zhǔn)確、可靠。另外具有輸出效率高,噪音低等特點(diǎn)。

7、限位開關(guān):限位開關(guān)精度高,可用來方便調(diào)整閥門的極限開關(guān)角度位置。當(dāng)閥門的扭矩過大時提供過載保護(hù)和開關(guān)角度位置的保護(hù),保護(hù)閥門和執(zhí)行器。

8、抗冷凝加熱器:溫度在20℃±3℃時開關(guān)閉合,防止內(nèi)部水氣冷凝。溫度在30℃±3℃時開關(guān)斷開,溫度過高時自動斷電。

9、限位螺栓:限位螺栓從開關(guān)的兩個位置來雙重限制執(zhí)行器的行程,以防止執(zhí)行器內(nèi)的蝸輪蝸桿脫離。

10、指示器:通過較大的指示器視窗,操作人員可以遠(yuǎn)距離的觀察到閥門的開啟位置。

11、接線端子排:即插即用接線端子排安裝簡介、方便。彈簧壓緊的接線端子使接線更加牢固,可在震動較大的環(huán)境中使用。

12、配線:內(nèi)部配線簡介、明快,安裝方便。

13、連接軸套:連接軸套可拆下自由加工,安裝底座符合ISO5211標(biāo)準(zhǔn),與閥門連接方便簡單。

14、潤滑:所有齒輪和傳動軸都采用CIATM221潤滑,5年內(nèi)免潤滑和維護(hù)。

15、抗干擾磁環(huán):有效防止外界磁場對電路的干擾,確保電動執(zhí)行器穩(wěn)定可靠的工作。

 

電動執(zhí)行器在出廠前均經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢測,確保產(chǎn)品的穩(wěn)定、可靠。另有各種不同控制形式和樣式的智能型產(chǎn)品可供選擇.


三、標(biāo)準(zhǔn)配置

防護(hù)等級

防水型IP67,NAMUR4和6,(IP68可選)

電源電壓

110/220-230V AC/1Ph/50/60Hz±10%,

380/400/440/V AC/3Ph/50/60Hz±10%

控制電源

110/220-230V AC/1Ph/50/60Hz±10%

工作制式(開關(guān)型)

S2: 10Min~30Min / S4: 20~50%

工作制式(調(diào)節(jié)型)

S4:30~50%, 300~1200次小時

電機(jī)

全封閉鼠籠感應(yīng)式電機(jī) 電機(jī)等級為F級

限位開關(guān)

開/關(guān)各2個(SPDT 250VAC/10A rating)(可加)

力矩開關(guān)

開/關(guān)各1個(SPDT 250VAC/10A rating)(可加)

熱保護(hù)及設(shè)定溫度

內(nèi)置熱保護(hù)開關(guān) 開150℃±5℃ ,關(guān)97℃±15℃

行程

90°±5°(0°~100°)

位置指示

連續(xù)的位置機(jī)械指示

手操機(jī)構(gòu)

自帶

自鎖功能

自帶

機(jī)械限位

自帶(外部可調(diào))

抗冷凝加熱器

5W(100/220-230VA C)

電纜接口

2個PF ?寸

環(huán)境溫度

基本型:-20℃~+70℃ 可選型:-40℃+100℃

環(huán)境濕度

基本型:zui小相對濕度10%,zui大相對濕度100%,無冷凝

抗震

XYZ 10g.0.2~34Hz,30分鐘

外殼

鋁合金外殼經(jīng)硬質(zhì)陽極氧化和聚酯粉末涂層處理

3 煤氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造

轉(zhuǎn)爐吹煉過程中產(chǎn)生1250℃左右的爐氣,爐氣經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻降溫,煙氣溫度降到900℃左右。煙氣進(jìn)入一文飽和冷卻降溫、除塵,溫度降至175℃左右,然后經(jīng)脫水器脫水后進(jìn)入二文精除塵,二文配有液壓伺服裝置,通過轉(zhuǎn)爐爐口微差壓裝置自動調(diào)節(jié)二文喉口開度,控制抽氣量。二文煙氣由背包脫水器脫水再經(jīng)過旋風(fēng)除塵器進(jìn)行脫水除塵后,煙氣進(jìn)入除塵引風(fēng)機(jī)。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)ZFK-1型煤氣分析儀分析合格后,水封逆止閥打開,三通切換閥由放散轉(zhuǎn)為回收。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)水封逆止閥進(jìn)入20000m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜,然后進(jìn)入SDB型轉(zhuǎn)爐煤氣濕式電除塵器除塵后,煤氣含塵量低于2mg/m3,同時在靜電除塵器入口設(shè)有氧氣濃度連續(xù)檢測,確保進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣靜電除塵器的煤氣成分不超標(biāo)而造成除塵器發(fā)生爆炸事故。合格的轉(zhuǎn)爐煤氣由煤氣加壓站加壓機(jī)將煤氣加壓后送往煉鋼廠鋼包烘烤、中間包烘烤、混鐵爐保溫、合金烘烤、在線烘烤、砂子加熱等煤氣用戶,多余煤氣并網(wǎng)利用。工藝流程見圖1。


圖1 萊鋼轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)工藝優(yōu)化流程

3.1 轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用

3.1.1 自用煤氣工藝參數(shù)的確定自用煤氣需要量包括:
     烘包煤氣需要量:單臺烘包器zui大煤氣消耗量為350m3/h,則16臺烘包器zui大煤氣需要量為5600m3/h;
     混鐵爐保溫:每座混鐵爐保溫zui大煤氣消耗量為300m3/h,則2座混鐵爐保溫時煤氣zui大消耗量為600m3/h;
     合金烘烤:3座合金烘烤窯共12臺煤氣燒嘴,煤氣zui大消耗量為600m3/h;
     瀝青、沙子烘烤:zui大煤氣消耗量為300 m3/h;
     連鑄中間包烘烤:共34臺煤氣燒嘴,zui大煤氣消耗量為3900 m3/h。

上述各項(xiàng)相加,可知自用煤氣需要量為11000 m3/h。

3.1.2 自用煤氣管路管徑計(jì)算根據(jù)煤氣需要量Q為11000 m3/h,煤氣流速V為10m/s計(jì)算,則總管管徑D為:

D=Q/(2820×V)    (1)

代入數(shù)據(jù),得D為0.624m。選擇D630×8標(biāo)準(zhǔn)煤氣管道,通徑600mm。

3.1.3 煤氣壓力各煤氣用戶燃燒器要求zui小壓力為3000Pa,考慮煤氣運(yùn)行的zui遠(yuǎn)用戶沿程阻力損失為4500Pa,總管煤氣壓力控制在8000~10000Pa。

3.1.4 安全設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煤氣是無色、無味、的可燃性氣體,如發(fā)生煤氣泄露及回火爆爐事故,后果極為嚴(yán)重。針對轉(zhuǎn)爐煤氣的這些特性,結(jié)合煤氣管道設(shè)計(jì)規(guī)范,做了以下安全設(shè)計(jì):

(1)加壓站防護(hù)措施:為防止煤氣用戶操作不當(dāng)或加壓機(jī)跳電引起回火爆炸事故,保護(hù)加壓機(jī)和煤氣柜,在煤氣站自用管路始端設(shè)有防回火泄爆水封組,并對燃燒器進(jìn)行防回火設(shè)計(jì),確保安全。

(2)快速切換保壓裝置:為防止煤氣自用管路壓力低造成燒嘴滅火或引發(fā)回火事故,在用戶總管設(shè)有轉(zhuǎn)爐煤氣與混合煤氣快速切換保壓裝置,當(dāng)煤氣加壓機(jī)全部跳電引起自用總管壓力低時,快速切換閥立即打開,用混合煤氣為自用總管保壓,防止回火爆炸事故的發(fā)生。

3.1.5 燃燒器改造由于原來的混合煤氣燃燒器無燃燒火道和燃燒穩(wěn)焰措施,再加上燃燒轉(zhuǎn)爐煤氣時的火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊陀诨旌厦簹獾幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?,燃燒范圍窄,著火性與穩(wěn)定性差,所以容易發(fā)生脫火事故。針對轉(zhuǎn)爐煤氣的特性,把煤氣燃燒器改造為轉(zhuǎn)爐煤氣穩(wěn)焰燒嘴。穩(wěn)焰燒嘴的主要特點(diǎn)是:將轉(zhuǎn)爐煤氣分散成多股射流噴出,空氣進(jìn)入燒嘴后與轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行良好的混合,在燃燒火道內(nèi)*燃燒形成穩(wěn)定的高溫火焰噴出,達(dá)到烘烤的目的。

3.2 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)管網(wǎng)適應(yīng)性優(yōu)化

3.2.1 回收管道改造 

(1) 轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容后技術(shù)參數(shù):

鐵水zui大裝入量G:3.6×10.4kg
zui大脫碳速度Vc:0.4%C/min
 鐵水含碳量C1:4.2%
鋼水含碳量C2:0.10%~0.17%
吹煉時間T:14min
供氧強(qiáng)度K:4m3/t.min

(2)爐氣量計(jì)算:

按zui大降碳速度計(jì)算:

V0=GVc×22.4/12×60×1/(C0+C02)    (2)

代入數(shù)據(jù),得V0為21795m3/h。

按供氧強(qiáng)度計(jì)算:

V0=2×GK×60      (3)

代入數(shù)據(jù),得V0 為17280 m3/h。

按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

V0=G(C1-C2)×22.4/12×60/14×1.8     (4)

代入數(shù)據(jù),得V0為21254 m3/h。

(3)zui大煙氣量計(jì)算:

Vy=1.17V0    (5)

按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,得Vy 為24800 m3/h。

則3座40t轉(zhuǎn)爐同時回收煤氣時的zui大瞬時量Q為74400 m3/h。按標(biāo)準(zhǔn)安全流速V為10m/s計(jì)算,回收管道直徑d應(yīng)為1.41m。

上述計(jì)算說明,3座轉(zhuǎn)爐同收煤氣時需要直徑1410mm的回收總管才能使轉(zhuǎn)爐煤氣安全送到煤氣柜。直徑1410mm的煤氣管道過流面積為1.67 m2,而原設(shè)計(jì)DN1000回收管道過流面積為0.85m2,故需并聯(lián)一根過流面積0.81m2的管道 ,即DN1020×8mm的回收管道才能滿足3座轉(zhuǎn)爐同時回收的安全要求。

(4)改造實(shí)施:設(shè)計(jì)安裝一根DN1020×8mm轉(zhuǎn)爐煤氣回收管道與原煤氣回收管道并聯(lián)運(yùn)行。按V為10m/s核算,單爐回收時沿程壓力損失500Pa,兩爐回收時沿程壓力損失2000Pa,三爐回收時沿程壓力損失4000Pa。

實(shí)際單爐回收時沿程壓力損失500Pa,高壓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力為3500Pa;兩爐回收時沿程壓力損失2000Pa,高壓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力為5000Pa,而水封逆止閥水封高度為6000Pa,此時檢修任意一座轉(zhuǎn)爐高壓風(fēng)機(jī)均無安全隱患,滿足了檢修安全要求。

3.2.2 煤氣柜出口管道(加壓機(jī)入口總管)改造

(1)改造依據(jù):萊鋼現(xiàn)有3座轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼量為220萬t,考慮萊鋼新上4#轉(zhuǎn)爐后年產(chǎn)鋼量為328萬t, 則每天4座轉(zhuǎn)爐冶煉小時鋼產(chǎn)量為3796t。按噸鋼zui大煤氣回收量為90m3計(jì)算,煤氣發(fā)生量為34200m3/h。按煤氣回收波動系數(shù)1.15計(jì)算,柜出口管道輸出zui大瞬時流量Q為38304m3/h。按Q為10m/s計(jì),氣柜出口直徑d為1.16m。

(2)實(shí)施情況:上述計(jì)算說明,原D630×6mm柜后管道過流面積不夠,取消現(xiàn)有DN600管道,設(shè)計(jì)安裝1根DN1020×8mm柜后管道與煤氣加壓機(jī)連接成為柜后新系統(tǒng)。按V為10m/s、4爐回收的煤氣全部輸出即Q為38304m3/h核算,柜后管道沿程壓力損失為1500Pa,煤氣加壓機(jī)機(jī)前壓力大于1000 Pa,滿足了回收的煤氣全部輸出時加壓機(jī)運(yùn)行的安全要求。

3.2.3 并網(wǎng)管道改造

(1)改造依據(jù):原并網(wǎng)管道公稱通徑為600mm,并網(wǎng)量達(dá)到20000m3/h時阻力達(dá)到4800Pa?,F(xiàn)zui大并網(wǎng)量為氣柜zui大輸出量(38304m3/h),與zui大自用量(11000 m3/h)之差約為27000m3/h,按煤氣流速為11m/s計(jì),則并網(wǎng)管道直徑d為0.91m。

(2)實(shí)施情況:設(shè)計(jì)安裝1根D920×8mm并網(wǎng)管道與萊鋼混合煤氣總管連接成為并網(wǎng)新系統(tǒng)。原DN600并網(wǎng)管道取消。按V為10m/s,zui大煤氣并網(wǎng)量Q為27304m3/h,管道長度L為100m核算,新并網(wǎng)管道沿程壓力損失為1100Pa。并網(wǎng)管道阻力大大降低使并網(wǎng)量大為增加,滿足了回收煤氣除自用外全部并網(wǎng)的要求。

3.3 轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造

3.3.1 煤氣深度精除塵工藝原理轉(zhuǎn)爐吹煉過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)熄火、降溫、除塵、加壓、成分分析等過程,符合使用要求的煤氣被送至2萬m3干式煤氣柜,然后進(jìn)入濕式電除塵器。煤氣通過濕式電除塵器時,上方噴霧水嘴噴出的水霧使煤氣中的細(xì)小塵粒匯聚,吸附于塵粒上的荷電量增多,有利于灰塵捕捉,含有大量水分的灰塵沉積在集塵極上形成水膜;當(dāng)集塵極上的灰塵達(dá)到一定的厚度時,沖洗噴嘴開始噴水沖洗集塵極,污水匯至污水斗內(nèi),經(jīng)管道排到除塵器下沉淀池內(nèi),沉淀后上部清水進(jìn)清水池,由水泵分別打入噴霧水嘴和沖洗噴嘴,進(jìn)行上述循環(huán),循環(huán)水量分別為14、12t/h。

兩個污水沉淀池尺寸為3.5m×9.0m,兩個沉淀池共同使用,清水池的水位由液位計(jì)控制補(bǔ)充新水,并根據(jù)pH值定期更換工業(yè)新水,以調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH值。沉淀下來的污泥,由泥漿泵打入轉(zhuǎn)爐污水系統(tǒng)的斜板沉淀池進(jìn)行處理。

3.3.2 改造措施新上1臺SDB型濕式電除塵器,其煤氣處理量40000m3/h,除塵效率達(dá)到99%以上,并在靜電除塵器入口設(shè)氧氣濃度連續(xù)檢測,確保進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣靜電除塵器的煤氣成分不超標(biāo)。經(jīng)電除塵器除塵,轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降至2mg/m3以下,確保了轉(zhuǎn)爐煤氣的質(zhì)量,然后由加壓機(jī)加壓后并網(wǎng)和供自用。

3.4 加壓系統(tǒng)改造

原加壓系統(tǒng)有3臺D150-11型煤氣加壓機(jī),每臺加壓機(jī)的額定流量為9000m3/h,升壓為12kPa,使用制度為兩用一備??紤]回收煤氣量達(dá)到38304m3/h,煤氣加壓機(jī)能力已不能滿足所有煤氣輸出要求,3臺加壓機(jī)全部改造為D400-12型,兩用一備,并采用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)約用電。

3.4.1 加壓機(jī)的選擇

(1)煤氣量的確定:當(dāng)噸鋼回收煤氣量是90m3時,可回收煤氣量為38304m3/h。

(2) 加壓機(jī)提升壓力的確定:

氣燒窯入口煤氣壓力P1:16000Pa

至氣燒窯管道壓力降ΔP1:2200Pa

加壓站內(nèi)的壓力降ΔP2:300Pa

進(jìn)入加壓站煤氣壓力P2:1500Pa

加壓機(jī)提升壓力ΔP:17000Pa

3.4.2 加壓機(jī)參數(shù)確定

型號:AI400—1.189/1.019、3臺

進(jìn)口流量:400m3/min(24000 m3/h)

進(jìn)口壓力:0.1MPa(絕壓)

進(jìn)口溫度:40~60℃

進(jìn)口介質(zhì)重度:1.396kg/m3

升壓:17000Pa

工況轉(zhuǎn)數(shù):2860r/min

配用電機(jī)功率:220kW


4 效益分析

2002年11月份,萊鋼完成了轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用、轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)管網(wǎng)改造、轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造、轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)升壓改造,使煤氣加壓站煤氣輸配能力達(dá)到4萬m3/h,具備了全收全送能力,提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,大大降低了轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量,增大了轉(zhuǎn)爐煤氣并網(wǎng)量,改善了廠區(qū)工作環(huán)境,具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

萊鋼2002年產(chǎn)鋼量為225萬t,在保證轉(zhuǎn)爐煤氣熱值達(dá)到31500kJ/m3的條件下,2002年萊鋼煉鋼廠月zui高噸鋼煤氣回收量達(dá)到75m3,月平均噸鋼煤氣回收量達(dá)60m3,轉(zhuǎn)爐煤氣價格按0.078元/m3計(jì),產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為1053萬元。

轉(zhuǎn)爐煤氣實(shí)現(xiàn)精除塵和加壓機(jī)升壓改造后,不僅能夠提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,減少CO排放,更重要的是每年可以減少外排煙塵,對改善環(huán)境質(zhì)量等效果是極為明顯的。按煙氣含塵量為85mg/m3計(jì),每年少排煙塵量11.475t。

5 結(jié)語

5.1 轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造設(shè)計(jì),使轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降到1.4mg/m3,減少了煤氣含塵帶來的安全隱患。

5.2 轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用和加壓機(jī)升壓改造,滿足了萊鋼轉(zhuǎn)爐煤氣全部利用的要求,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5.3 配套管道系統(tǒng)適應(yīng)性優(yōu)化改造,解決了轉(zhuǎn)爐煤氣管道系統(tǒng)的安全隱患,為提高煤氣回收量提供了可靠的安全保證。與本產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品:電動截止閥