转炉煤气加压站改造

转炉煤气加压站改造

韩冰

陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城715405

摘要：D450煤气加压机的输送能力不足，造成转炉煤气的大量放散。通过转炉煤气加压机的改造，有效提升了转炉煤气的回收量。

关键词：转炉煤气；加压机；回收量

1.概述

有三座120吨转炉，正常生产时每天可产生转炉煤气100万m3左右,由于煤气加压机的输送能力不足，每天约有40万m3合格的转炉煤气被放散，造成了能源的极大浪费，并对型钢区的环境造成严重污染。

转炉煤气能向混合煤气管网和高炉煤气管网并入，主要是并入混合煤气管网，而混合煤气的压力一般在11kPa以上。转炉煤气柜内2kPa的煤气经转炉煤气加压机加压后煤气压力最高能达到10kPa，这样转炉煤气就并不进混合煤气管道。D450煤气加压机的输送能力不足，严重制约了转炉煤气的回收量，造成转炉煤气的大量放散。

2.转炉煤气加压站的作用

炼钢厂转炉产生的转炉煤气净化处理。当煤气含尘量小于10mg/m3，O2含量小于2％、CO含量大于35％、温度小于60℃，回收储存到转炉煤气柜中。转炉煤气加压机将煤气柜内的煤气加压输送外供，一部分供炼钢厂自用，另一部分并入混合煤气管网或高炉煤气管网。当煤气柜柜容不能满足转供要求时，停止向外转供经煤气柜回流管返送回煤气柜。

3.改造具体措施

3.1某公司转炉煤气放散烟囱系统原设计概述

（1）放散燃烧器：火炬主体内筒、外筒防风罩等组成。（2）点火燃烧器：常明灯烧嘴、点火烧嘴、点火枪、高能点火器、高压电缆等。（3）点火控制柜：西门子S7-300、火焰检测装置等。（4）防回火装置：氮气吹扫管道、快速切断阀。5）拌烧装置：焦炉煤气管道、手动蝶阀。（6）放散介质：转炉煤气。（7）点火介质：焦炉煤气。

应用转炉放散煤气作为点火伴烧气源的技术，主要对放散塔改造如下：（1）在80米平台放散管头部安装3套高空点火伴烧器（点火气源使用自身放散的转炉放散煤气），以保证放散的高炉煤气能够点燃并且安全、可靠的充分燃烧。（2）在80米平台放散管道头部分别安装3只K型热电偶，检测火焰燃烧状态，将火焰温度通过信号线传输给地面火焰检测控制柜。

（3）在60米平台安装具有高压调理功能的高压发生调理器，从而保证了高压系统的稳定性和可靠性。前者是产生高压，后者是对高压进行调理。两者配合使用。高压发生调理器输入220V交流电信号，输出13000V的高压电，经高压调理器的输出是2-3万伏。功耗为500W左右。（4）安装高温高压引擎系统，从高压发生调理器到高空点火伴烧器的高压引线和支撑引线的部分称为高压引擎系统。每一台高压发生调理器到自维燃烧高空点燃伴烧器都配置一路耐高温、高电压的石英绝缘子及高压导线，共配置3路。石英绝缘子及高压导线沿放散塔架外侧焊接和敷设。（5）在电气室内安装就地式控制柜一台，柜内装有S7-200PLC和各种信号处理器、驱动器、电源等，控制器面板上有更重信号指示灯，按钮，硬手动点火开关等。控制器是该系统的控制核心，已形成了一个独立系统，只需要供给220V单相交流电源连接各种现场输入输出控制信号，便可以独立工作，可实现全自动、半自动、硬手动点火的功能。（6）修改PLC程序，增加点火成功信号输入点和点火命令信号输出点。

3.2系统运行过程阐述

当转炉氧气阀门开、放散杯阀开到位、回收杯阀关到位、点火成功取反点，当以上几点同时具备时再与CO作比较，如果CO含量大于20%则主PLC控制系统发出点火命令，输出给点火控制器，控制高压发生调理器输出高压电，使高空点火伴烧器内的电梯发生装置产生面装电弧电源，在高空点火伴烧器的腔体内与来自放散管内放散的转炉煤气与空气的混合气体相遇、点燃。从高空点火伴烧器上部喷出火焰，引燃放散管放散出的转炉煤气。

放散点燃后，由对应的火焰检测组件热电偶检测到设定温度达100-200度时，反馈给控制系统，系统停止向高空点火拌烧器供高压电，系统处于监控巡检状态。

当某种原因，放散点火管意外熄灭，转炉放散煤气依然存在时，系统将自动重新点火。以保证放散管放散的气体可靠、充分的燃烧，确保系统的安全。

4.改造方案

2016年3月30日新混合站投运，旧混合站4台AI1000煤气加压机被闲置。AI1000煤气加压机的输送能力为6万m3/h，是D450加压机的2倍多。用AI1000煤气加压机替换D450煤气加压机解决了D450煤气加压机的输送能力不足的问题。具体方案如下：

（1）将两台D450煤气加压机从基础上拆下，并将加压机前面的调节蝶阀拆除，因加压机电机为变频控制，故加压机前面蝶阀不再使用。两台AI1000煤气加压机及前面的补偿器一并保护性的从基础上拆下。

（2）在原D450煤气加压机基础上根据AI1000煤气加压机底座固定孔，重新为地脚螺栓打孔。

（3）安装完加压机前面的补偿器后，将AI1000煤气加压机放在原基础上，并将加压机进出口与管道对中。加压机对中完成后，地脚螺栓采用快速灌浆料灌浆，完成后对电机电机进行找正。

（4）电气施工：根据AI1000煤气加压机供电及控制要求进行变频器安装，电力电缆、控制电缆敷设。

（5）仪控系统：增加油站控制，增加变频器控制，增加加压机油压、油温显示，增加电动机启停信号、频率设定、电流显示。

（6）变频器参数调整，单独对电机试车4小时。首先对电机、电缆进行绝缘试验，合格后给变频器送电、充电。将变频器远程/就地控制转换到就地控制，晃车一次看电机是否转动。

（7）油、水系统：在转炉煤气加压机房东侧重新制作油站基础，XYZ400油站安装及油管路联接，将原加压机冷却水引至油站冷却器。油系统调试，在油站油泵进油口前、加压机进油管前加滤网，启动油泵打循环24小时。循环完后将滤网拆除，等待联动试机。

（8）电机运转正常，油系统、水系统正常，联接电机和鼓风机进行整机试车。打开加压机出口蝶阀，启动电机，待电机到20Hz后开进口蝶阀，测量电机、鼓风机的振动和温度正常。

控制系统设计说明

1）根据系统工艺特点，鉴于现场I/O信号数量不多，PLC系统采用集中控制方式。

2）计算机系统设计。

监控计算机系统设计功能以生产过程实时监控及工况数据采集、处理、储存为主，系统数据采集自现场PLC系统。

3）监控操作员站人-机界面（HMI）设计。

PLC采集生产线的各种数据和设备的运行状态，经处理后将这些数据实时传送给计算机，计算机系统应用软件对这些数据处理后显示在主画面上，操作人员便可通过计算机画面监控生产线的生产运行。

本系统设置的“变频器控制界面”，直观形象地反映了生产线的工艺控制流程，并将所有生产数据和各种设备的运行状态实时显示在画面上。设有“总貌界面”、“参数设置”、“历史趋势”“报警信息”等功能选项，双击需要的选项，便可进入相应的画面，进一步完成所需要的功。

5效益分析

转炉煤气加压机改造减少了转炉煤气的放散，为节能减排做出了巨大贡献。减少转炉煤气放散既有利于能源的回收利用，又减轻了对型钢区周围环境的污染，同时大大降低了转炉煤气中毒的可能性。转炉煤气及时回收并网，有利于稳定煤气管网压力，向老区转供煤气提供有力保障。

参考文献：

[1]GBJ54-83低压配电装置及线路设计规范.

[2]HG20507-92自动化仪表选型规定.

[3]HG20509-92仪表供电设计规定.